汾河水库水温分布结构分析

第2期（总第192期）0引言汾河水库作为山西最大的一座综合利用的大型水库，承担着下游河段农田灌溉、生物养殖的任务，自2003年作为引黄入晋工程的调蓄水库，成为太原市的主要供水水源。为确保供水水质，许多学者对汾河水库水质[1，2]进行了大量的研究，而水温预测作为水利水电工程环境影响评价的主要内容之一，其变化对库区及下游河段的水质有重要的影响[3]，因此科学地预测水库的水温分布结构，采取相应的温控措施，具有重大的工程意义。目前，国内外对水库水温预测方面做了大量的研究，而且数学模型的应用日趋成熟，一维和二维模型的应用虽然非常广泛，但是其局限性也是明显的。水体的紊动特性决定了水温模拟是三维问题，采用三维模型计算水库水温分布更为符合实际。QinggaiWang[4]利用MIKE11模型对待建水库的水温结构进行预测研究。Shun-wenJI等[5]应用统计模型预测水库水温分布。A.A.Apukhtin[6]采用三维模型计算Beloyarskoe水库的最大水温。张士杰，彭文启[7]应用MIKE3软件对二滩水库水温结构及其影响因素进行了研究。李林，周孝德，宋策[8]应用三维水温模型预测有支流影响下的水库水温。汾河水库自运行以来，对水温预测的研究较少，而且水库由于泥沙淤积，导致坝前引水口处形成了淤积漏斗，势必对水库水温分布和下泄水温产生重大影响。因此，本文通过对汾河水库水温进行实测和数值模拟两种方法对水库水温的分布结构进行分析。1水库的分类水库由于库水密度分布所形成的重力作用与库内水流所形成的混合作用的程度不同，垂向分层强弱的差异是很大的，一般分为三种类型：分层型、过渡型、混合型。判别水库水温结构形式的方法有多种，目前普遍使用的是α－β法和密度佛汝得汾河水库水温分布结构分析范术芳（山西省水利建设开发中心山西太原030002）摘要：汾河水库作为山西最大的综合利用水库，科学地预测水库的水温分布结构和采取相应的温控措施，具有重大的工程意义。文中利用现场观测和数值模拟两种方法对汾河水库水温分布进行预测分析，实测值不仅为水温预测提供了基础数据，而且验证了数学模型的适用性。数值模拟的结果表明，汾河水库属于分层型水库，夏冬季节呈典型的分层状态，冬季下泄水温保持在4℃左右，而春秋两季受季节交替的影响，水库水温处于翻滚状态，在垂向上呈现混合。关键词：汾河水库；水温；现场观测；数学模型中图分类号：TV697文献标识码：A收稿日期：2014-03-25修回日期：2014-04-18作者简介：范术芳（1982-），女，2009年毕业于西安理工大学，硕士学位，助理工程师。AnalysisofWaterTemperatureDistributionStructureofFenheReservoirFANShu-fangAbstract:AsthelargestmultiplepurposereservoirinShanxiProvince,thescientificalpredictionofthewatertemperaturedistributionstructureofFenhereservoirandthecorrespondingtemperaturecontrolmeasuresareofgreatengineeringsignificance.FieldobservationmethodandnumericalsimulationmethodweretakentoanalyzeandpredictthewatertemperaturedistributionofFenhereservoir.Themeasuredvaluenotonlyprovidedessentialdataforwatertemperatureprediction,butalsoverifiedtheapplicabilityofthemathematicalmodel.TheresultsofthenumericalsimulationshowthatFenhereservoirisalayeredreservoir.Itappearstypicalhierarchicalstateinsummerandwinter,andthedrainagewatertemperatureinwinterkeepsatabout4℃.Nevertheless,inspringandautumn,influencedbyseasonalalternation,thereservoirwatertemperaturerollsandmixesinvertical.keywords:Fenhereservoir,watertemperature,fieldobservation,mathematical