刘家峡水库水温影响回顾评价研究

论文摘要

对于已建水库,由于环境影响评价资料缺失,或者为了分析原有评价资料是否正确,须对其进行回顾评价以充分发挥水利水电工程的综合效益。目前我国广泛开展的水利水电工程环境影响评价工作促进了这种研究的开展和深入。水温作为水库环境影响评价中的一个重要参数,影响着库区及下游河道生态及灌溉。刘家峡水库建成近40年来,环境影响评价资料较少,受人力和经济条件的限制,水库水温观测数据有限,只能对库区局部点进行监测,为了弥补数据资料不足,及时了解库区各个点水温分布状况,有必要进行刘家峡水库库区水温回顾评价。本文描述了环境影响回顾评价相关概念、方法及当前水库水温模拟的主要研究成果,介绍了计算水库水温分布常用方法,并对公式和模型的优缺点、适用条件和模拟精度等进行了分析,对环境数学模型的发展历程,以及目前应用较广的水温模型进行了介绍,具体介绍了MIKE3软件的计算方法和参数设置,并选用MIKE3中的k-ε和smagorinsky混合模型作为计算工具。主要研究内容有:1.对现有刘家峡水库建成前后的历史资料,进行分析,总结水库建成前后规律;分析刘家峡水库和下游水温时空变化特征。通过对贵德、循化、小川、上诠4个水文站1960-1986年实测水温对比,得出各站无论建库前还是建库后,其水温的年内季节性变化均大致呈正弦曲线波动,说明水库并未改变水温年内周期性变化的规律;不受水库影响的贵德、循化两站,1969年后各月月平均水温都有所降低,但差值不大;刘库下游的小川、上诠两站3月至8月,建库后水温较建库前水温明显降低,9月至次年2月,建库后水温较建库前水温明显升高。2.利用2002年的上游来水和下游泄水的实测水温资料对模型进行率定,开发适合刘家峡水库的水温模型。根据2002年刘家峡水库上游循化水文站每日的实测流量作为刘家峡水库的入库流量、下游小川水文站的流量作为下泄流量、大河家的水温作为来水水温、小川的水温作为下泄水温,同时考虑支流洮河的影响,对MIKE3软件中的对流扩散模块的参数进行率定,计算值与实测值差值绝对值最大为1月份0.74℃,可用于刘家峡水库的模拟计算。3.利用2006年的来水流量和水温,模拟计算刘家峡水库库区及坝前水温分布结构。利用2006年刘家峡水库的实测上游来水量、下泄流量、来水水温和支流洮河的流量和水温资料,模拟刘家峡水库2006年库区水温分布,刘家峡水库坝前垂向分布呈现明显的季节性变化,5-8月份期间,刘家峡水库坝前呈现弱分层,9月-次年4月期间,水库水温垂直分布呈近乎等温状态。刘家峡水库库区内距大坝10km处的断面垂向分布呈现明显的季节性变化,1、2、8、9月份期间,刘家峡水库库区呈现分层状态,其余月份水库水温垂直分布呈近乎等温状态;库尾峡谷段水温全年处于混合状态。4.分析刘家峡水库的水温分布特点。通过对刘家峡水库2006年库区水温模拟计算,刘家峡水库水温结构属于分层型。刘家峡水电站下泄水温与上游来水相比,有一定程度的变化,5-11月份及1月份,水库下泄水温低于上游来水水温;2月-4月及12月份,水库下泄水温则高于上游来水水温,水体流经水库后,下泄水温的年内变化幅度比上游来水有所减小,在年际水温变化曲线上会出现一种“坦化”的趋势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 水利水电建设项目回顾评价的概述
• 1.2.1 水利水电建设项目回顾评价的定义
• 1.2.2 水利水电项目回顾评价的方法
• 1.2.3 水利水电项目回顾评价的特点
• 1.2.4 回顾评价研究的现实意义
• 1.3 水库水温研究进展
• 1.3.1 水库水温计算经验法
• 1.3.2 水库水温计算的数学模型法
• 1.4 研究内容
• 2 MIKE3的介绍（功能、发展应用）
• 2.1 MIKE3概述
• 2.2 MIKE3数学模拟软件的数学背景
• 2.2.1 基本方程
• 2.2.2 数学方法简介
• 2.2.3 主要参数设置
• 3 刘家峡工程计算条件
• 3.1 计算河段流域概况
• 3.1.1 自然地理概况
• 3.1.2 水文
• 3.1.3 泥沙情势变化及其影响
• 3.1.4 冰情
• 3.1.5 气象
• 3.2 刘家峡水电站工程概况
• 3.3 刘家峡水库已测水温分析
• 3.3.1 龙刘段水温现状及对下游河道水温影响
• 3.3.2 刘家峡水库水温的垂直分布
• 4 刘家峡水库库区水温分布计算
• 4.1 水库计算范围及地形概化
• 4.2 气象条件
• 4.3 模型率定
• 4.3.1 率定边界条件
• 4.3.2 率定结果
• 4.3.3 计算边界条件
• 4.3.4 计算成果
• 4.3.5 本章小结
• 5 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 附录