一種水庫水溫變化規(guī)律原型觀測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于河流水文觀測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水庫水溫變化規(guī)律原型觀測方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國河流水庫水溫變化規(guī)律分布情況的原型觀測工作開展較少，尤其是針 對水庫不同水文、生態(tài)、氣象過程的長系列、大尺度的水溫原型觀測基礎(chǔ)研宄更少，水庫水 溫變化規(guī)律原型觀測工作的技術(shù)方法與要求缺乏相關(guān)導則或規(guī)范的有效統(tǒng)一，水庫水溫變 化規(guī)律原型觀測成果質(zhì)量普遍存在系統(tǒng)性、代表性、可靠性不強等問題，對提高我國河流水 溫變化規(guī)律數(shù)學模型研宄、經(jīng)驗公式改進及其計算軟件開發(fā)等工作的參考意義不大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于，提供一種水庫水溫變化規(guī)律原型觀測方法，對水庫不同水文、 生態(tài)、氣象過程的水溫變化規(guī)律原型觀測方法做出要求，以提高水庫水溫變化規(guī)律原型觀 測工作技術(shù)水平及成果質(zhì)量，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)。
[0004] 一種水庫水溫變化規(guī)律原型觀測方法，其特征在于：該方法包含水庫水溫變化規(guī) 律原型觀測時間布點方法和水庫水溫變化規(guī)律原型觀測空間布點方法。所述水庫水溫變 化規(guī)律原型觀測時間布點方法包含針對水庫不同水文、生態(tài)、氣象周期變化過程在不同時 間段進行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測的方法；不同水文周期過程包含水庫的豐水年、平水 年、枯水年等水文年內(nèi)的豐水期、平水期、枯水期的水位升降變化過程，必要時包含冰封期； 不同生態(tài)周期過程包含水庫主要保護魚類性腺發(fā)育和成熟產(chǎn)卵的性周期過程；不同氣象周 期過程包含不同水文年內(nèi)的四季變化交替周期過程。所述水庫水溫變化規(guī)律原型觀測空 間布點方法包含針對水庫長度、寬度、深度和水庫干支流實際情況在縱向、垂向不同空間進 行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測方法；水庫縱向水溫變化規(guī)律原型觀測方法包含根據(jù)水庫長 度及區(qū)間水溫變化特性確定具有代表性的采樣斷面，其中重點考慮水庫水溫特征突然變化 區(qū)域，例如：針對支流匯入?yún)^(qū)域在支流匯入前后加密設(shè)置采樣斷面；水庫垂向水溫變化規(guī) 律原型觀測方法包含根據(jù)水庫寬度及深度在采樣斷面上確定采樣點，每個采樣斷面的水庫 主流線上必須設(shè)置一條采樣垂線，若水庫寬度大于200m則結(jié)合實際情況在每個采樣斷面 的適當位置增加采樣垂線的數(shù)目，每條采樣垂線上的水溫測試點的數(shù)量視該處水的深度而 定、至少為一個。
[0005] 進一步的，所述水庫水溫變化規(guī)律原型觀測時間布點方法包含水庫水位升降周期 過程布點法、水庫魚類性周期過程布點法、水文年內(nèi)四季交替周期過程布點法。所述水庫水 位升降周期過程布點法是指根據(jù)水庫水位的升降變化周期選取不同時間段對水庫水溫變 化規(guī)律原型進行觀測布點的方法；水庫水位的升降變化周期包含水位上升時間段和水位下 降時間段；實施水庫水位升降過程布點法時，分別在水庫水位上升時間段和水庫水位下降 時間段進行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測布點。所述水庫魚類性周期過程布點法是指根據(jù)水 庫主要保護魚類性腺發(fā)育和成熟產(chǎn)卵周期選取不同時間段進行水庫水溫變化規(guī)律原型觀 測布點的方法；實施水庫魚類性周期過程布點法時，在水庫主要保護魚類生殖季節(jié)的開始 至結(jié)束期間進行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測布點。所述水文年內(nèi)四季交替周期過程布點法 是指根據(jù)不同水文年內(nèi)的四季交替周期選取不同時間段進行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測 布點。
[0006] 進一步的，所述實施水庫水位升降過程布點法時，在水庫水位上升時間段內(nèi)分別 在汛前、汛后及最高水位時各進行一次水庫水溫變化規(guī)律原型觀測布點，在水庫水位下降 時間段內(nèi)分別在水位下降過程中和最低水位時各進行一次水庫水溫變化規(guī)律原型觀測布 點。
[0007] 進一步的，所述實施水庫魚類性周期過程布點法時，在水庫主要保護魚類的生殖 季節(jié)從開始至結(jié)束選取若干個時間段分別各進行一次水庫水溫變化規(guī)律原型觀測布點，要 求上述的若干個時間段包含所有主要保護魚類的產(chǎn)卵期。
[0008] 進一步的，所述水文年內(nèi)四季交替周期過程布點法，在進行水庫水溫變化規(guī)律原 型觀測布點的所有時間段中，春、夏、秋、冬四個季節(jié)中的任意一個季節(jié)至少包含其中的一 個時間段。
[0009] 進一步的，所述水庫垂向水溫變化規(guī)律原型觀測方法中，采樣垂線上水溫測試點 的設(shè)置方法為：首先在水庫水面下0. 5m處設(shè)置測試表層水溫的測試點，然后往下依次在水 深方向每間隔I. 〇~2. Om設(shè)置一個溫度測試點，且一個測試點的溫度梯度與相鄰測試點的 溫度梯度之差的絕對值與該測試點的溫度梯度之比不大于15%，測試點的溫度梯度是指該 測試點的溫度值與其上方測試點的溫度值之差的絕對值。
[0010] 進一步的，所述水庫水溫變化規(guī)律原型觀測空間布點方法包含水庫庫區(qū)縱向河道 水溫過渡區(qū)變化布點法和水庫干支流交匯耦合布點法。所述水庫庫區(qū)縱向河道水溫過渡 區(qū)變化布點法是指根據(jù)水庫縱向河道水溫過渡區(qū)不同時期的移動變化情況在水庫縱向上 設(shè)置采樣斷面、進行水溫變化規(guī)律原型觀測布點的方法；實施水庫庫區(qū)縱向河道水溫過渡 區(qū)變化布點法時，需要在水庫的庫尾水溫混合區(qū)、庫中水溫過渡區(qū)、壩前水溫分層區(qū)三個特 征區(qū)域的適當位置設(shè)置采樣斷面。所述水庫干支流交匯耦合布點法是指根據(jù)水庫干支流交 匯耦合情況在支流匯口附近適當位置設(shè)置采樣斷面、進行水溫變化規(guī)律原型觀測布點的方 法。
[0011] 進一步的，所述實施水庫庫區(qū)縱向河道水溫過渡區(qū)變化布點法時，在庫中水溫過 渡區(qū)與壩前水溫分層區(qū)和庫尾水溫混合區(qū)的交叉變化區(qū)域加密設(shè)置采樣斷面。
[0012] 進一步的，所述水庫干支流交匯耦合布點法在實施時，在匯口干流處、匯口支流上 游處、匯口干流上游處和匯口干流下游處設(shè)置采樣斷面。
[0013] 本發(fā)明提供的水庫水溫變化規(guī)律原型觀測方法的創(chuàng)新之處在于：考慮的是水庫水 溫變化規(guī)律的長系列、大尺度的原型觀測，實現(xiàn)了水庫不同水文、生態(tài)、氣象過程的水溫原 型觀測周期的同步銜接和水庫干支流水溫特征變化的縱向、垂向水溫原型觀測點位的有效 覆蓋。
[0014] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的水庫水溫變化規(guī)律原型觀測方法，將時間 布點和空間布點結(jié)合起來，確保了水溫原型觀測成果的系統(tǒng)性、代表性和可靠性。對提高我 國水庫水溫原型觀測工作技術(shù)水平及成果質(zhì)量，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，進一步提升我國水 庫水溫變化數(shù)學模型研宄、經(jīng)驗公式改進及其計算軟件開發(fā)研宄工作水平，推動行業(yè)技術(shù) 進步具有重要意義，經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益顯著。
【附圖說明】
[0015] 圖1為紅水河龍灘水庫庫區(qū)縱向河道水溫過渡區(qū)變化布點實施示意圖；
[0016] 圖2為紅水河龍灘水庫干支流交匯耦合布點實施示意圖；
[0017] 圖中：KW-龍灘水電站水庫庫尾；
[0018] DB-龍灘水電站大壩；
[0019] FCl~FC9-壩前水溫分層區(qū)1號~9號觀測垂線；
[0020] ⑶1~⑶11一庫中水溫過渡區(qū)1號~11號觀測垂線；
[0021] KWl~KW4-庫尾水溫混合區(qū)1號~4號觀測垂線；
[0022] BLl~BL8-布柳河交匯區(qū)1號~8號觀測垂線；
[0023] ⑶1~⑶6-穿洞河交匯區(qū)1號~6號觀測垂線；
[0024] ZDl~ZD6-曹渡河交匯區(qū)1號~6號觀測垂線；
[0025] MJl~MJ6-蒙江交匯區(qū)1號~6號觀測垂線。
【具體實施方式】
[0026] 以紅水河龍灘水庫庫區(qū)水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律系統(tǒng)觀測研宄為例對本發(fā)明方案作進 一步詳細說明，應當理解，本發(fā)明要求保護的范圍并不局限于所述。
[0027] 1)背景情況
[0028] 紅水河龍灘水電站是國家實施西部大開發(fā)和"西電東送"戰(zhàn)略的標志性工程，是紅 水河水電開發(fā)的骨干工程和龍頭水庫，工程主要開發(fā)任務(wù)為發(fā)電，兼有防洪、航運等綜合效 益。龍灘水電站現(xiàn)階段水庫正常蓄水位375m，相應庫容162. 1億m3,死水位330m，相應庫容 50. 6億m3,水庫具有年調(diào)節(jié)能力。
[0029] 紅水河龍灘水庫庫區(qū)水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律系統(tǒng)觀測研宄是國內(nèi)第一個針對特大型 水庫庫區(qū)水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律進行的長系列、大尺度系統(tǒng)同步原型觀測的基礎(chǔ)科學研宄，獲 得了環(huán)境保護部、水利部的高度評價，對推動行業(yè)技術(shù)進步具有重要意義。
[0030] 目前，研宄成果已置于環(huán)境保護部國家環(huán)境保護環(huán)境影響評價數(shù)值模擬重點實驗 室基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺，為我國水庫水溫結(jié)構(gòu)判別模型研宄、水溫預測經(jīng)驗公式改進研宄、水庫水 溫數(shù)學模型及其計算軟件開發(fā)研宄等提供了重要科學依據(jù)。
[0031] 2)時間布點（線）方法實施實例
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