[發(fā)明專利]深水水庫垂向水溫分布的測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310045566.1
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103162869A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣定國;戴會超;劉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國長江三峽集團(tuán)公司
• 主分類號: G01K13/02
• 分類號: G01K13/02
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水利工程領(lǐng)域，涉及一種深水水庫垂向水溫分布的測量方法。

背景技術(shù)

水庫建成后，庫區(qū)水體流速減小、水體置換周期增加，水體熱量輸運(yùn)過程隨之發(fā)生較大改變，將會形成其特有的水溫結(jié)構(gòu)。如水庫水溫分層可能直接導(dǎo)致庫區(qū)內(nèi)的水質(zhì)分層和生態(tài)分層，并且對農(nóng)田灌溉、工業(yè)供水、生活用水、下游河流的水質(zhì)和生態(tài)平衡、以及庫區(qū)水的利用(養(yǎng)殖、娛樂)等方面都產(chǎn)生重要影響。水溫是水環(huán)境中極其重要的因素，是影響水庫水質(zhì)的重要參數(shù)，也是評價(jià)水庫對于下游水生態(tài)環(huán)境影響的重要水質(zhì)參數(shù)，因此深水水庫水溫垂向分布及其對下游河道生態(tài)環(huán)境的影響極受工程開發(fā)者和研究工作者的重視。

現(xiàn)場監(jiān)測無疑是了解水庫水溫分布的主要手段，并在現(xiàn)行調(diào)查研究中得到了廣泛的應(yīng)用，其中點(diǎn)式測溫計(jì)因其使用方便，造價(jià)低，在水溫的現(xiàn)場監(jiān)測中得到了廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)行方法在進(jìn)行測量時(shí)，通常參考地表水質(zhì)的測量標(biāo)準(zhǔn)，從水面到水下測點(diǎn)間隔逐步增大，即從水面到水下測點(diǎn)間距由2m逐步過度到20m。這種方法在表層因?yàn)闇y點(diǎn)多，可較好捕捉到表層水溫的變換趨勢，但由于深水水庫的溫躍層或溫變層常處于水下20m以下甚至更深，這種測量方法無法較好捕捉水深較大處水溫的變化。然而深水水庫的溫躍層或溫變層的位置是現(xiàn)場監(jiān)測最為關(guān)心的內(nèi)容，也是深水水庫水溫垂向分布研究的重點(diǎn)，因此通常也會采用間距較小的等距測點(diǎn)的方法來捕捉深水處水溫的變化。但由于溫躍層或溫變層出現(xiàn)的位置不定，加密的測點(diǎn)不一定就在溫躍層或溫變層出現(xiàn)的區(qū)域，因此常常造成人力物力的浪費(fèi)。因此，需要尋找一種即可節(jié)省人力物力，盡量減少測點(diǎn)數(shù)量，又能較好捕捉深水水庫水溫變化趨勢的方法。

公開于該發(fā)明背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明致力于解決現(xiàn)有技術(shù)測量深水水庫垂向水溫分布的缺點(diǎn)，提供一種既可減少測點(diǎn)數(shù)量，又能較好捕捉深水水庫水溫變化趨勢的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種深水水庫垂向水溫分布的測量方法，包含如下步驟：

1）確定測量的控制間距L；

2）判斷水深是否小于10m，對于水深超過10m的情況，從10m水深處開始測量，間隔10到15m測量一點(diǎn)；

3）判斷測量點(diǎn)的間距是否小于2倍的控制間距L；

4）如果測量點(diǎn)的間距不小于2倍的控制間距L，則計(jì)算各點(diǎn)的溫度梯度，判斷測量點(diǎn)的溫度梯度是否大于0.05℃/m；

5）若測量點(diǎn)的溫度梯度大于0.05℃/m，則比較該測量點(diǎn)的溫度梯度與相鄰點(diǎn)的溫度梯度之差的絕對值與該測量點(diǎn)的溫度梯度之比，判斷該比值是否大于15%；

6）若該比值是否大于15%，則在該點(diǎn)與相鄰點(diǎn)的中點(diǎn)處補(bǔ)充測量水溫；

7）重復(fù)步驟3）到步驟6），直到所有測量點(diǎn)的水溫都滿足水溫梯度絕對值不大于0.05℃/m，或該測量點(diǎn)的溫度梯度與相鄰點(diǎn)的溫度梯度之差的絕對值與該點(diǎn)的溫度梯度之比不大于15%，或測量點(diǎn)的間距不大于2倍控制間距L；

8）將所有測量點(diǎn)的水溫按水深排列，并進(jìn)行樣條插值得深水水庫垂向水溫分布。

可選地，當(dāng)在步驟3）中判斷所述測量點(diǎn)的間距不大于2倍所述控制間距L時(shí)，或者在步驟4）中判斷測量點(diǎn)的水溫都滿足所述水溫梯度絕對值不大于0.05℃/m，或在步驟5）中判斷所述點(diǎn)的所述溫度梯度與所述相鄰點(diǎn)的所述溫度梯度之差的絕對值與所述點(diǎn)的所述溫度梯度之比不大于15%時(shí)，直接執(zhí)行步驟8）。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，測量水深10m處的水溫及庫底水溫。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，對于水深小于10m的點(diǎn)采用常規(guī)測量方法進(jìn)行測量。

可選地，可采用點(diǎn)式溫度計(jì)作為所述測量儀器。在步驟1）中根據(jù)點(diǎn)式溫度計(jì)的測量精度a，確定測量的控制間距為L=a/0.05=20a。

可選地，可采用后插法計(jì)算各個所述測量點(diǎn)的所述溫度梯度。

可選地，可根據(jù)洋深層水體中溫躍層存在的標(biāo)準(zhǔn)篩選所述測量點(diǎn)，可避免遺漏。

通過比較可知，在溫躍層的變化及捕捉上，本發(fā)明提出的測量方法明顯優(yōu)于常規(guī)方法，且測點(diǎn)數(shù)也要少于常規(guī)方法。

附圖說明

通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體實(shí)施方式，本發(fā)明的裝置所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚或更為具體地得以闡明。

圖1顯示水溫均大于4℃時(shí)水溫隨深度的變化關(guān)系。

圖2顯示水溫均小于4℃時(shí)水溫隨深度的變化關(guān)系。