[發明專利]一種水庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應觀測方法及系統

在審

• 申請號: 201610113339.1
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105588666A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 常理;張磊;趙再興;魏浪;陳國柱;王志光;張南波;縱霄;李鑫;楊桃萍;唐忠波;王海磊;張倩;周超;王火云
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01K13/02
• 分類號: G01K13/02;G01C13/00
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙) 52110
• 代理人: 管寶偉

技術領域

本發明屬于水利水電工程水文觀測技術領域，具體是涉及一種水 庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應觀測方法及系統。

背景技術

水利水電工程等攔河水工建筑物成庫后改變了水庫庫區的水文 情勢與水體環境，水庫既調蓄水量又儲存熱量，可能會導致水庫庫區 水體水溫出現分層現象，河流水溫分層型水庫在縱向河道上一般分為 壩前庫段的水溫分層區、水庫庫中的水溫過渡區、水庫庫尾的水溫混 合區三個水溫分布特性區域。我國關于水庫水溫分層結構定性研究方 面，一般普遍采用經驗公式—徑流-庫容比數法(即參數α-β法，又稱 庫水替換次數法)來判定水庫水溫結構，經大量工程實踐，該方法在 判別水庫水溫結構中具有重要作用。

徑流-庫容比數法判定水庫水溫結構的指標為：

α＝多年平均年徑流量/水庫總庫容

β＝一次洪水量/水庫總庫容

當α<10時為分層型；α>20時為混合型；10≤α≤20時為過渡型。

一般來說，影響水庫水溫結構的主要因素有：入庫來水量及水溫， 水庫規模—庫容、庫長、庫深等，泥沙，太陽輻射熱即氣候特征，取 水口的位置及水庫的調度運用方式，庫內水下建筑物影響等。根據徑 流-庫容比數法可知，水庫入庫洪水對分層型水庫庫區的水溫結構分 布特性具有重要影響。其中：對于分層型水庫，當β>1.0時，洪水對 水溫結構有影響，為臨時混合型；當β<0.5時，洪水對水溫結構無影 響；當0.5<β<1.0時，洪水對水溫結構有一定影響，但未破壞水溫的 分層結構。

目前，不同洪水入庫過程對分層型壩前水溫分層區、庫中水溫過 渡區、庫尾水溫混合區三個水溫分布特性區域影響的機理研究很少， 尤其是針對水溫分層型水庫在遭受洪水(一次洪水量在水溫分層型水 庫總庫容一半以上的洪水情況，即β>0.5)沖擊情況下，其水庫河道 縱向上分區分布以及水庫垂向斷面上分層分布的水溫結構破壞效應 的觀測研究，更是處于空白階段，水庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應 觀測的技術方法與要求缺乏相關導則或規范的有效統一，觀測成果質 量普遍存在系統性、代表性、可靠性不強等問題，對提高我國河流、 水庫等水體水溫變化規律數學模型研究、經驗公式改進及其計算軟件 開發等工作的參考意義不大，不能很好的指導水利水電工程庫區環境 影響系統研究工作的科學開展。

因此，如何開展水庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應觀測，研究洪 水過程對分層型水庫壩前庫段的水溫分層區、水庫庫中的水溫過渡 區、水庫庫尾的水溫混合區三個水溫分布特性區域的影響機理，并為 進行相關環境影響的系統研究作好技術支撐，是十分必要的。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種水庫洪水沖擊下水溫結構破壞 效應觀測方法及系統。根據水庫入庫的洪水發生、發展、消亡等不同 過程實際，結合分層型水庫壩前水溫分層區、庫中水溫過渡區、庫尾 水溫混合區三個水溫分布特性區域的河道縱向、斷面垂向水溫動態變 化規律情況，對水庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應觀測方法作出要 求，以提高水庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應觀測工作技術水平及成 果質量，從而克服現有技術的不足。

本發明是通過如下技術方案予以實現的。

一種水庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應觀測方法，該方法是根據 水庫入庫的洪水發生過程、發展過程及消亡過程實際，結合分層型水 庫壩前水溫分層區、庫中水溫過渡區、庫尾水溫混合區三個水溫分布 特性區域的河道縱向、斷面垂向水溫動態變化規律情況，對水庫洪水 沖擊下水溫動態變化的時間分布規律觀測和空間分布規律觀測，以及 對水庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應河道橫斷面觀測垂線的空間分 布規律觀測，以確保水庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應觀測成果的系 統性、代表性、可靠性；

所述水庫洪水沖擊下水溫動態變化的時間分布規律觀測，是指根 據水溫分層型水庫入庫的洪水發生、發展、消亡不同過程進行不同觀 測工作周期的水庫洪水沖擊下水溫結構破壞效應觀測；

所述水庫洪水沖擊下水溫動態變化空間分布規律觀測，是指在水 溫分層型水庫入庫的洪水發生、發展、消亡全過程進行河道縱向不同 觀測斷面，以及各斷面上的橫向觀測垂線的水庫洪水沖擊下水溫結構 破壞效應觀測；