一種水庫渾水異重流入?yún)R后水溫分布變化觀測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水庫渾水異重流入?yún)R后水溫分布變化觀測(cè)方法及系統(tǒng)，屬于水利水電工程水文觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]異重流是指在重力場(chǎng)中由于流體密度差異而產(chǎn)生的分層流動(dòng)，又稱密度流或重力流。對(duì)水流而言，由于水流挾帶泥沙而形成的異重流稱渾水異重流，其中:流進(jìn)水庫的渾濁河水潛入庫底，在水庫清水之下沿庫底向前運(yùn)動(dòng)，形成水庫渾水異重流;兩河交匯，當(dāng)各自水流含沙量不同時(shí)，可在合處產(chǎn)生分層運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，形成河道渾水異重流。
[0003]水利水電工程等攔河水工建筑物成庫后改變了水庫庫區(qū)的水文情勢(shì)與水體環(huán)境，水庫既調(diào)蓄水量又儲(chǔ)存熱量，因此會(huì)導(dǎo)致水庫庫區(qū)水體水溫出現(xiàn)分層現(xiàn)象。對(duì)于水溫分層型水庫，當(dāng)庫區(qū)挾沙渾水支流進(jìn)入水庫回水區(qū)后，渾水中的粗泥沙不能繼續(xù)為庫區(qū)靜緩水流所挾帶，淤積在挾沙渾水支流入?yún)R的進(jìn)口部位，而渾水中的細(xì)顆粒泥沙則與庫內(nèi)清水形成一定的密度差，并由此產(chǎn)生壓力的差別，開始潛入水溫分層型水庫底部，形成水庫渾水異重流，水溫分層型水庫庫區(qū)支流入?yún)R的水庫渾水異重流，其入?yún)R水溫還與水溫分層型水庫庫底常年低溫水體存在一定的溫度差，在密度差、壓力差、溫度差等因素綜合作用下，給入?yún)R后一定范圍內(nèi)的水溫分層型水庫庫區(qū)水溫分布結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定影響。
[0004]目前，水溫分層型水庫庫區(qū)支流入?yún)R的水庫渾水異重流對(duì)其下游一定范圍內(nèi)的水溫分層型水庫庫區(qū)水溫分布結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的機(jī)理研究很少，尤其是針對(duì)水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化的系統(tǒng)觀測(cè)研究，更是處于空白階段，水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)的技術(shù)方法與要求缺乏相關(guān)導(dǎo)則或規(guī)范的有效統(tǒng)一，觀測(cè)成果質(zhì)量普遍存在系統(tǒng)性、代表性、可靠性不強(qiáng)等問題，對(duì)提高我國河流、水庫等水體水溫變化規(guī)律數(shù)學(xué)模型研究、經(jīng)驗(yàn)公式改進(jìn)及其計(jì)算軟件開發(fā)等工作的參考意義不大，不能很好的指導(dǎo)水利水電工程庫區(qū)環(huán)境影響系統(tǒng)研究工作的科學(xué)開展。
[0005]因此，如何開展水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)，研究水溫分層型水庫庫區(qū)支流入?yún)R的水庫渾水異重流對(duì)其下游一定范圍內(nèi)的水溫分層型水庫庫區(qū)水溫分布結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響的機(jī)理，并為進(jìn)行相關(guān)影響的系統(tǒng)研究作好技術(shù)支撐，是目前水利水電工程水文觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種水庫渾水異重流入?yún)R后水溫分布變化觀測(cè)方法及系統(tǒng)。根據(jù)水溫分層型水庫庫區(qū)支流入?yún)R的水庫渾水異重流在其下游一定范圍沿程的流動(dòng)、參混等發(fā)展及變化實(shí)際，結(jié)合水溫分層型水庫庫區(qū)縱向、斷面橫向、水體垂向的水溫結(jié)構(gòu)分布動(dòng)態(tài)變化情況，對(duì)水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)方法作出要求，以提高水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)工作技術(shù)水平及成果質(zhì)量，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0007]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0008]—種水庫渾水異重流入?yún)R后水溫分布變化觀測(cè)方法，該方法是根據(jù)水溫分層型水庫庫區(qū)支流入?yún)R的水庫渾水異重流在其下游范圍沿程的流動(dòng)、參混發(fā)展及變化情況，對(duì)水溫分層型水庫渾水異重流入?yún)R后，其下游庫區(qū)縱向、斷面橫向、水體垂向的水溫結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行觀測(cè)，以確保水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)成果的系統(tǒng)性、代表性、可靠性。
[0009]所述水庫渾水異重流入?yún)R后庫區(qū)縱向水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律觀測(cè)，是指結(jié)合水溫分層型水庫庫區(qū)支流入?yún)R的水庫渾水異重流在其下游范圍沿程的流動(dòng)、參混發(fā)展及變化情況，并根據(jù)觀測(cè)工作精度要求，在水庫渾水異重流入?yún)R后庫區(qū)縱向的入?yún)R發(fā)展區(qū)、參混消亡區(qū)分別布設(shè)相應(yīng)水溫觀測(cè)斷面對(duì)水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律進(jìn)行觀測(cè)。
[0010]所述水庫渾水異重流入?yún)R后庫區(qū)縱向的入?yún)R發(fā)展區(qū)水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律觀測(cè)，是指在水庫渾水異重流入?yún)R發(fā)展區(qū)，根據(jù)水庫水體渾濁區(qū)發(fā)展與參混情況，進(jìn)行庫區(qū)縱向水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律觀測(cè)斷面的布設(shè)，以觀測(cè)水庫渾水異重流入?yún)R后庫區(qū)縱向水溫結(jié)構(gòu)變化發(fā)展效應(yīng)。
[0011 ]所述水庫渾水異重流入?yún)R后庫區(qū)縱向的參混消亡區(qū)水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律觀測(cè)，是指在水庫渾水異重流入?yún)R參混消亡區(qū)，根據(jù)水庫水體渾濁區(qū)參混與消亡情況，進(jìn)行庫區(qū)縱向水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律觀測(cè)斷面的布設(shè)，以觀測(cè)水庫渾水異重流入?yún)R后庫區(qū)縱向水溫結(jié)構(gòu)變化消弱效應(yīng)。
[0012]所述水庫渾水異重流入?yún)R后斷面橫向水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律觀測(cè)，是指根據(jù)水溫分層型水庫庫區(qū)支流入?yún)R的水庫渾水異重流在其下游范圍沿程的流動(dòng)、參混發(fā)展及變化情況，并根據(jù)觀測(cè)工作精度要求，在水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)范圍向各水溫觀測(cè)斷面上橫向布設(shè)相應(yīng)觀測(cè)垂線進(jìn)行觀測(cè)。
[0013]所述水庫渾水異重流入?yún)R后水體垂向水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律觀測(cè)，是指根據(jù)水溫分層型水庫庫區(qū)支流入?yún)R的水庫渾水異重流在其下游范圍沿程的流動(dòng)、參混發(fā)展及變化情況，在觀測(cè)范圍各水溫觀測(cè)垂線上垂向布設(shè)相應(yīng)水溫具體測(cè)點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。
[0014]所述水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)采用人工操作方式，將水溫觀測(cè)儀器置于指定水溫觀測(cè)垂線的待測(cè)點(diǎn)上，至少停留15秒，待儀器讀數(shù)穩(wěn)定且自動(dòng)記錄垂向測(cè)點(diǎn)水溫與水深數(shù)據(jù)后，將探頭移至下一測(cè)點(diǎn)，直至整條垂線觀測(cè)完成，回收探頭，并現(xiàn)場(chǎng)備份觀測(cè)儀器相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0015]一種水庫渾水異重流入?yún)R后水溫分布變化觀測(cè)系統(tǒng)，包括布設(shè)在庫區(qū)的若干各觀測(cè)斷面和若干條觀測(cè)垂線，并在觀測(cè)垂線上布設(shè)有相應(yīng)的觀測(cè)點(diǎn)，所述觀測(cè)點(diǎn)上設(shè)置有對(duì)應(yīng)的水溫觀測(cè)儀器。
[0016]所述觀測(cè)斷面的布設(shè)根據(jù)水庫渾水異重流入?yún)R后庫區(qū)縱向入?yún)R發(fā)展區(qū)和參混消亡區(qū)的區(qū)域特性實(shí)際確定，其中:布設(shè)在觀測(cè)范圍上邊界的觀測(cè)斷面為2個(gè)，設(shè)置的2條觀測(cè)垂線均布設(shè)在相應(yīng)河道中泓處;在入?yún)R口至下游常年異重流全面參混處區(qū)間河段布設(shè)觀測(cè)斷面為7個(gè)，并在河道中泓處以及左、右兩側(cè)均布設(shè)觀測(cè)垂線，合計(jì)布設(shè)21條觀測(cè)垂線;在入?yún)R口下游常年異重流全面參混處至消亡處區(qū)間河段布設(shè)觀測(cè)斷面為5個(gè)，并在河道中泓處以及左側(cè)均布設(shè)觀測(cè)垂線，合計(jì)設(shè)10條觀測(cè)垂線；在入?yún)R口下游常年異重流消亡處至水電站大壩區(qū)間河段布設(shè)觀測(cè)斷面為6個(gè)，并在相應(yīng)河道中泓處布設(shè)6條觀測(cè)垂線。
[0017]所述水溫觀測(cè)儀器采用能自動(dòng)記錄水深、水溫參數(shù)的儀器，且水溫傳感器的分辨率為0.0rC及以上，精度為±0.15°C及以上，量測(cè)范圍-5?100 °C，水深傳感器精度為0.3米及以上，工作深度范圍O?500米。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]采用本發(fā)明所述的觀測(cè)方法，對(duì)提高我國河流、水庫等水體的水溫變化及分布規(guī)律系統(tǒng)觀測(cè)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(jìn)一步提升我國河流、水庫等水體水溫變化規(guī)律數(shù)學(xué)模型研究、經(jīng)驗(yàn)公式改進(jìn)及其計(jì)算軟件開發(fā)研究工作水平，推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有重要意義，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明系統(tǒng)考慮了水溫分層型水庫庫區(qū)支流入?yún)R的水庫渾水異重流在其下游一定范圍沿程的流動(dòng)、參混等發(fā)展及變化情況，以及觀測(cè)工作精度要求，提出了水溫分層型水庫渾水異重流入?yún)R后，其下游庫區(qū)縱向、斷面橫向、水體垂向的水溫結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律觀測(cè)方法與技術(shù)要求，對(duì)水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)進(jìn)行了全面、有效覆蓋，確保了水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)成果的系統(tǒng)性、代表性、可靠性。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為采用本發(fā)明所述方法對(duì)龍灘水庫渾水異重流入?yún)R后水溫結(jié)構(gòu)分布變化觀測(cè)斷面布置示意圖。
[0022]圖中:I一北盤江入?yún)R處支流上游1.0km斷面中泓處觀測(cè)垂線，2—北盤江入?yún)R處干流上游1.0km斷面中泓處觀測(cè)垂線，3—北盤江入?yún)R處斷面中泓處觀測(cè)垂線，4 一北盤江入?yún)R處斷面中泓處左側(cè)250m觀測(cè)垂線，5—北盤江入?yún)R處斷面中泓處右側(cè)250m觀測(cè)垂線，6—北盤江入?yún)R處下游5km斷面中泓處觀測(cè)垂線，7—北盤江入?yún)R處下游5km斷面中泓處左側(cè)250m觀測(cè)垂線，8—北盤江入?yún)R處下游5km斷面中泓處右側(cè)250m觀測(cè)垂線，9 一北盤江