[發明專利]一種疊梁門水溫改善效果的分析方法

在審

• 申請號: 201811154330.0
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109241665A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 馮樹榮;黃膺翰;顏劍波;馮云海;趙坤;邱進生
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;E02B7/22
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;張珉瑞

本發明公開了一種疊梁門水溫改善效果的分析方法，所述方法包括：分別計算出疊梁門未運行時和運行時，最接近下泄水溫的壩前垂向水溫所在高程，并分別獲取所述高程所對應的壩前垂向水溫，然后計算所述下泄水溫的差值，并將此差值作為疊梁門的水溫改善效果。由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明思路清晰，步驟簡明，通過數學分析，將下泄水溫與壩前垂向水溫建立關系，從壩前垂向水溫變化和代表取水高程相關關系的角度，實現了數據疊梁門水溫改善效果的分析，為疊梁門實施效果評估提出了新角度和新方法，且本發明的分析算法基于實測水溫數據，計算結果誤差不低于水溫測量誤差，因此計算精度較水溫模型的計算精度有較大提升。

技術領域

本發明涉及水利水電工程技術領域，具體涉及一種疊梁門水溫改善效果的分析方法。

背景技術

大型水庫的壩前垂向水溫具有水溫分層現象，其水溫隨著高程的降低而降低；水經過壩體以及電廠取水口，再通過機組之后的水溫，被稱為下泄水溫；因此當電廠取水口的高程較低時，取的是壩體內側底部的水，在春季和夏季時，該處水溫較低，因此下泄水溫也很低，低溫下泄水溫會在在下游引起一系列嚴重的生態問題。疊梁門是減緩高壩大庫下泄低溫水問題的工程措施之一，現在已應用于糯扎渡、錦屏一級、光照等巨型水電站。

疊梁門的運行原理為當水位升高后，通過下放一系列閘門攔擋在電站取水口前方一定范圍內，使電站取水高程從取水口上移至疊梁門頂，使得在庫區水溫分層的情況下，取用上層溫度較高的水體。

疊梁門修建后，通過水溫監測數據計算分析疊梁門運行對電站下泄水溫的影響程度，評估疊梁門的運行效果，是研究疊梁門運行機理、指導疊梁門優化設計、設計電站生態調度方案的關鍵。但是由于水庫的氣象、水文、電站調度等邊界條件均會對下泄水溫產生影響，且其影響程度不亞于疊梁門，再加上這些邊界條件均不具備可重復性，因此對于每一次運行疊梁門工況，無法進行另一次相同邊界條件的，不運行疊梁門的重復試驗，使得設計人員無法直接從監測數據的對比中得出疊梁門的運行效果。

部分學者通過水溫模型的計算結果來對疊梁門的運行效果進行分析，例如，于2014年7月15日發表在天津大學學報(自然科學與工程技術版)上的，作者為傅菁菁等人的論文“疊梁門分層取水對下泄水溫的改善效果”中，采用了一種垂向一維水溫數學模型，來對疊梁門的運行效果進行分析，但是一方面，由于垂向一維水溫模型是建立在無疊梁門運行的水溫數據統計基礎上，該模型無法考慮疊梁門運行對流場和水溫結構的影響，另一方面，垂向一維水溫模型計算精度有限，誤差超過1℃。在此基礎上進行疊梁門運行效果分析無法得出比較精確的分析結果。

發明內容

為解決背景技術中分析方法無法疊梁門的運行效果進行精確分析的問題，本發明提供了一種疊梁門水溫改善效果的分析方法，通過對疊梁門運行和不運行期間，下泄水溫和壩前垂向水溫相關關系的分析，找到疊梁門運行和不運行時，與下泄水溫相等的壩前垂向水溫所對應的高程，作為疊梁門運行和不運行時的代表高程，進而分析這兩個代表高程水溫的相關關系，計算得到疊梁門的運行效果。

具體技術方案如下，一種疊梁門水溫改善效果的分析方法，所述方法包括：

A.采集電站的逐日壩前垂向水溫和下泄水溫監測資料；

B.計算出疊梁門未運行時，最接近下泄水溫的壩前垂向水溫所在高程，并將此高程作為電站進水口的代表高程；獲取疊梁門運行時，最接近下泄水溫的壩前垂向水溫所在高程，并將此高程作為疊梁門各工況的代表高程；

C.獲取所述電站進水口的代表高程所對應的壩前垂向水溫，并將此水溫作為電站進水口取水下泄水溫；獲取所述疊梁門各工況的代表高程所對應的壩前垂向水溫，并將此水溫作為疊梁門各工況的下泄水溫；

D.計算所述疊梁門各工況的下泄水溫與所述電站進水口取水下泄水溫的差值，并將此差值作為疊梁門的水溫改善效果。