[发明专利]一种水库洪水冲击下水温结构破坏效应观测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于水利水电工程水文观测技术领域，具体是涉及一种水 库洪水冲击下水温结构破坏效应观测方法及系统。

背景技术

水利水电工程等拦河水工建筑物成库后改变了水库库区的水文 情势与水体环境，水库既调蓄水量又储存热量，可能会导致水库库区 水体水温出现分层现象，河流水温分层型水库在纵向河道上一般分为 坝前库段的水温分层区、水库库中的水温过渡区、水库库尾的水温混 合区三个水温分布特性区域。我国关于水库水温分层结构定性研究方 面，一般普遍采用经验公式—径流-库容比数法(即参数α-β法，又称 库水替换次数法)来判定水库水温结构，经大量工程实践，该方法在 判别水库水温结构中具有重要作用。

径流-库容比数法判定水库水温结构的指标为：

α＝多年平均年径流量/水库总库容

β＝一次洪水量/水库总库容

当α<10时为分层型；α>20时为混合型；10≤α≤20时为过渡型。

一般来说，影响水库水温结构的主要因素有：入库来水量及水温， 水库规模—库容、库长、库深等，泥沙，太阳辐射热即气候特征，取 水口的位置及水库的调度运用方式，库内水下建筑物影响等。根据径 流-库容比数法可知，水库入库洪水对分层型水库库区的水温结构分 布特性具有重要影响。其中：对于分层型水库，当β>1.0时，洪水对 水温结构有影响，为临时混合型；当β<0.5时，洪水对水温结构无影 响；当0.5<β<1.0时，洪水对水温结构有一定影响，但未破坏水温的 分层结构。

目前，不同洪水入库过程对分层型坝前水温分层区、库中水温过 渡区、库尾水温混合区三个水温分布特性区域影响的机理研究很少， 尤其是针对水温分层型水库在遭受洪水(一次洪水量在水温分层型水 库总库容一半以上的洪水情况，即β>0.5)冲击情况下，其水库河道 纵向上分区分布以及水库垂向断面上分层分布的水温结构破坏效应 的观测研究，更是处于空白阶段，水库洪水冲击下水温结构破坏效应 观测的技术方法与要求缺乏相关导则或规范的有效统一，观测成果质 量普遍存在系统性、代表性、可靠性不强等问题，对提高我国河流、 水库等水体水温变化规律数学模型研究、经验公式改进及其计算软件 开发等工作的参考意义不大，不能很好的指导水利水电工程库区环境 影响系统研究工作的科学开展。

因此，如何开展水库洪水冲击下水温结构破坏效应观测，研究洪 水过程对分层型水库坝前库段的水温分层区、水库库中的水温过渡 区、水库库尾的水温混合区三个水温分布特性区域的影响机理，并为 进行相关环境影响的系统研究作好技术支撑，是十分必要的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种水库洪水冲击下水温结构破坏 效应观测方法及系统。根据水库入库的洪水发生、发展、消亡等不同 过程实际，结合分层型水库坝前水温分层区、库中水温过渡区、库尾 水温混合区三个水温分布特性区域的河道纵向、断面垂向水温动态变 化规律情况，对水库洪水冲击下水温结构破坏效应观测方法作出要 求，以提高水库洪水冲击下水温结构破坏效应观测工作技术水平及成 果质量，从而克服现有技术的不足。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种水库洪水冲击下水温结构破坏效应观测方法，该方法是根据 水库入库的洪水发生过程、发展过程及消亡过程实际，结合分层型水 库坝前水温分层区、库中水温过渡区、库尾水温混合区三个水温分布 特性区域的河道纵向、断面垂向水温动态变化规律情况，对水库洪水 冲击下水温动态变化的时间分布规律观测和空间分布规律观测，以及 对水库洪水冲击下水温结构破坏效应河道横断面观测垂线的空间分 布规律观测，以确保水库洪水冲击下水温结构破坏效应观测成果的系 统性、代表性、可靠性；

所述水库洪水冲击下水温动态变化的时间分布规律观测，是指根 据水温分层型水库入库的洪水发生、发展、消亡不同过程进行不同观 测工作周期的水库洪水冲击下水温结构破坏效应观测；

所述水库洪水冲击下水温动态变化空间分布规律观测，是指在水 温分层型水库入库的洪水发生、发展、消亡全过程进行河道纵向不同 观测断面，以及各断面上的横向观测垂线的水库洪水冲击下水温结构 破坏效应观测；