[发明专利]一种叠梁门水温改善效果的分析方法

说明书

本发明公开了一种叠梁门水温改善效果的分析方法，所述方法包括：分别计算出叠梁门未运行时和运行时，最接近下泄水温的坝前垂向水温所在高程，并分别获取所述高程所对应的坝前垂向水温，然后计算所述下泄水温的差值，并将此差值作为叠梁门的水温改善效果。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明思路清晰，步骤简明，通过数学分析，将下泄水温与坝前垂向水温建立关系，从坝前垂向水温变化和代表取水高程相关关系的角度，实现了数据叠梁门水温改善效果的分析，为叠梁门实施效果评估提出了新角度和新方法，且本发明的分析算法基于实测水温数据，计算结果误差不低于水温测量误差，因此计算精度较水温模型的计算精度有较大提升。

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种叠梁门水温改善效果的分析方法。

背景技术

大型水库的坝前垂向水温具有水温分层现象，其水温随着高程的降低而降低；水经过坝体以及电厂取水口，再通过机组之后的水温，被称为下泄水温；因此当电厂取水口的高程较低时，取的是坝体内侧底部的水，在春季和夏季时，该处水温较低，因此下泄水温也很低，低温下泄水温会在在下游引起一系列严重的生态问题。叠梁门是减缓高坝大库下泄低温水问题的工程措施之一，现在已应用于糯扎渡、锦屏一级、光照等巨型水电站。

叠梁门的运行原理为当水位升高后，通过下放一系列闸门拦挡在电站取水口前方一定范围内，使电站取水高程从取水口上移至叠梁门顶，使得在库区水温分层的情况下，取用上层温度较高的水体。

叠梁门修建后，通过水温监测数据计算分析叠梁门运行对电站下泄水温的影响程度，评估叠梁门的运行效果，是研究叠梁门运行机理、指导叠梁门优化设计、设计电站生态调度方案的关键。但是由于水库的气象、水文、电站调度等边界条件均会对下泄水温产生影响，且其影响程度不亚于叠梁门，再加上这些边界条件均不具备可重复性，因此对于每一次运行叠梁门工况，无法进行另一次相同边界条件的，不运行叠梁门的重复试验，使得设计人员无法直接从监测数据的对比中得出叠梁门的运行效果。

部分学者通过水温模型的计算结果来对叠梁门的运行效果进行分析，例如，于2014年7月15日发表在天津大学学报(自然科学与工程技术版)上的，作者为傅菁菁等人的论文“叠梁门分层取水对下泄水温的改善效果”中，采用了一种垂向一维水温数学模型，来对叠梁门的运行效果进行分析，但是一方面，由于垂向一维水温模型是建立在无叠梁门运行的水温数据统计基础上，该模型无法考虑叠梁门运行对流场和水温结构的影响，另一方面，垂向一维水温模型计算精度有限，误差超过1℃。在此基础上进行叠梁门运行效果分析无法得出比较精确的分析结果。

发明内容

为解决背景技术中分析方法无法叠梁门的运行效果进行精确分析的问题，本发明提供了一种叠梁门水温改善效果的分析方法，通过对叠梁门运行和不运行期间，下泄水温和坝前垂向水温相关关系的分析，找到叠梁门运行和不运行时，与下泄水温相等的坝前垂向水温所对应的高程，作为叠梁门运行和不运行时的代表高程，进而分析这两个代表高程水温的相关关系，计算得到叠梁门的运行效果。

具体技术方案如下，一种叠梁门水温改善效果的分析方法，所述方法包括：

A.采集电站的逐日坝前垂向水温和下泄水温监测资料；

B.计算出叠梁门未运行时，最接近下泄水温的坝前垂向水温所在高程，并将此高程作为电站进水口的代表高程；获取叠梁门运行时，最接近下泄水温的坝前垂向水温所在高程，并将此高程作为叠梁门各工况的代表高程；

C.获取所述电站进水口的代表高程所对应的坝前垂向水温，并将此水温作为电站进水口取水下泄水温；获取所述叠梁门各工况的代表高程所对应的坝前垂向水温，并将此水温作为叠梁门各工况的下泄水温；

D.计算所述叠梁门各工况的下泄水温与所述电站进水口取水下泄水温的差值，并将此差值作为叠梁门的水温改善效果。