一種水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于河流水文觀測(cè)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(cè)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國(guó)河流水庫水溫變化規(guī)律分布情況的原型觀測(cè)工作開展較少，尤其是針 對(duì)水庫不同水文、生態(tài)、氣象過程的長(zhǎng)系列、大尺度的水溫原型觀測(cè)基礎(chǔ)研宄更少，水庫水 溫變化規(guī)律原型觀測(cè)工作的技術(shù)方法與要求缺乏相關(guān)導(dǎo)則或規(guī)范的有效統(tǒng)一，水庫水溫變 化規(guī)律原型觀測(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(guó)河流水 溫變化規(guī)律數(shù)學(xué)模型研宄、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。

【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(cè)方法，對(duì)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(cè)方法做出要求，以提高水庫水溫變化規(guī)律原型觀 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。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)。
[0004] 一種水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)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(cè)時(shí)間布點(diǎn)方法和水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)空間布點(diǎn)方法。所述水庫水溫變 化規(guī)律原型觀測(cè)時(shí)間布點(diǎn)方法包含針對(duì)水庫不同水文、生態(tài)、氣象周期變化過程在不同時(shí) 間段進(jìn)行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)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(shí)包含冰封期； 不同生態(tài)周期過程包含水庫主要保護(hù)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(cè)空 間布點(diǎn)方法包含針對(duì)水庫長(zhǎng)度、寬度、深度和水庫干支流實(shí)際情況在縱向、垂向不同空間進(jìn) 行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)方法；水庫縱向水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)方法包含根據(jù)水庫長(zhǎng) 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(diǎn)考慮水庫水溫特征突然變化 區(qū)域，例如：針對(duì)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(cè)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(diǎn)，每個(gè)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(shí)際情況在每個(gè)采樣斷面 的適當(dāng)位置增加采樣垂線的數(shù)目，每條采樣垂線上的水溫測(cè)試點(diǎn)的數(shù)量視該處水的深度而 定、至少為一個(gè)。
[0005] 進(jìn)一步的，所述水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)時(shí)間布點(diǎn)方法包含水庫水位升降周期 過程布點(diǎn)法、水庫魚類性周期過程布點(diǎn)法、水文年內(nèi)四季交替周期過程布點(diǎn)法。所述水庫水 位升降周期過程布點(diǎn)法是指根據(jù)水庫水位的升降變化周期選取不同時(shí)間段對(duì)水庫水溫變 化規(guī)律原型進(jìn)行觀測(cè)布點(diǎn)的方法；水庫水位的升降變化周期包含水位上升時(shí)間段和水位下 降時(shí)間段；實(shí)施水庫水位升降過程布點(diǎn)法時(shí)，分別在水庫水位上升時(shí)間段和水庫水位下降 時(shí)間段進(jìn)行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)布點(diǎn)。所述水庫魚類性周期過程布點(diǎn)法是指根據(jù)水 庫主要保護(hù)魚類性腺發(fā)育和成熟產(chǎn)卵周期選取不同時(shí)間段進(jìn)行水庫水溫變化規(guī)律原型觀 測(cè)布點(diǎn)的方法；實(shí)施水庫魚類性周期過程布點(diǎn)法時(shí)，在水庫主要保護(hù)魚類生殖季節(jié)的開始 至結(jié)束期間進(jìn)行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)布點(diǎn)。所述水文年內(nèi)四季交替周期過程布點(diǎn)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(shí)間段進(jìn)行水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè) 布點(diǎn)。
[0006] 進(jìn)一步的，所述實(shí)施水庫水位升降過程布點(diǎn)法時(shí)，在水庫水位上升時(shí)間段內(nèi)分別 在汛前、汛后及最高水位時(shí)各進(jìn)行一次水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)布點(diǎn)，在水庫水位下降 時(shí)間段內(nèi)分別在水位下降過程中和最低水位時(shí)各進(jìn)行一次水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)布 點(diǎn)。
[0007] 進(jìn)一步的，所述實(shí)施水庫魚類性周期過程布點(diǎn)法時(shí)，在水庫主要保護(hù)魚類的生殖 季節(jié)從開始至結(jié)束選取若干個(gè)時(shí)間段分別各進(jìn)行一次水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)布點(diǎn)，要 求上述的若干個(gè)時(shí)間段包含所有主要保護(hù)魚類的產(chǎn)卵期。
[0008] 進(jìn)一步的，所述水文年內(nèi)四季交替周期過程布點(diǎn)法，在進(jìn)行水庫水溫變化規(guī)律原 型觀測(cè)布點(diǎn)的所有時(shí)間段中，春、夏、秋、冬四個(gè)季節(jié)中的任意一個(gè)季節(jié)至少包含其中的一 個(gè)時(shí)間段。
[0009] 進(jìn)一步的，所述水庫垂向水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)方法中，采樣垂線上水溫測(cè)試點(diǎn) 的設(shè)置方法為：首先在水庫水面下0. 5m處設(shè)置測(cè)試表層水溫的測(cè)試點(diǎn)，然后往下依次在水 深方向每間隔I. 〇~2. Om設(shè)置一個(gè)溫度測(cè)試點(diǎn)，且一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的溫度梯度與相鄰測(cè)試點(diǎn)的 溫度梯度之差的絕對(duì)值與該測(cè)試點(diǎn)的溫度梯度之比不大于15%，測(cè)試點(diǎn)的溫度梯度是指該 測(cè)試點(diǎn)的溫度值與其上方測(cè)試點(diǎn)的溫度值之差的絕對(duì)值。
[0010] 進(jìn)一步的，所述水庫水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)空間布點(diǎn)方法包含水庫庫區(qū)縱向河道 水溫過渡區(qū)變化布點(diǎn)法和水庫干支流交匯耦合布點(diǎn)法。所述水庫庫區(qū)縱向河道水溫過渡 區(qū)變化布點(diǎn)法是指根據(jù)水庫縱向河道水溫過渡區(qū)不同時(shí)期的移動(dòng)變化情況在水庫縱向上 設(shè)置采樣斷面、進(jìn)行水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)布點(diǎn)的方法；實(shí)施水庫庫區(qū)縱向河道水溫過渡 區(qū)變化布點(diǎn)法時(shí)，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(gè)特 征區(qū)域的適當(dāng)位置設(shè)置采樣斷面。所述水庫干支流交匯耦合布點(diǎn)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(dāng)位置設(shè)置采樣斷面、進(jìn)行水溫變化規(guī)律原型觀測(cè)布點(diǎn)的方 法。
[0011] 進(jìn)一步的，所述實(shí)施水庫庫區(qū)縱向河道水溫過渡區(qū)變化布點(diǎn)法時(shí)，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(jìn)一步的，所述水庫干支流交匯耦合布點(diǎn)法在實(shí)施時(shí)，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(cè)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(zhǎng)系列、大尺度的原型觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)了水庫不同水文、生態(tài)、氣象過程的水溫原 型觀測(cè)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(cè)點(diǎn)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(cè)方法，將時(shí)間 布點(diǎn)和空間布點(diǎn)結(jié)合起來，確保了水溫原型觀測(cè)成果的系統(tǒng)性、代表性和可靠性。對(duì)提高我 國(guó)水庫水溫原型觀測(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(guó)水 庫水溫變化數(shù)學(xué)模型研宄、經(jīng)驗(yàn)公式改進(jìn)及其計(jì)算軟件開發(fā)研宄工作水平，推動(dòng)行業(yè)技術(shù) 進(jìn)步具有重要意義，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、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(diǎn)實(shí)施示意圖；
[0016] 圖2為紅水河龍灘水庫干支流交匯耦合布點(diǎn)實(shí)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(hào)~9號(hào)觀測(cè)垂線；
[0020] ⑶1~⑶11一庫中水溫過渡區(qū)1號(hào)~11號(hào)觀測(cè)垂線；
[0021] KWl~KW4-庫尾水溫混合區(qū)1號(hào)~4號(hào)觀測(cè)垂線；
[0022] BLl~BL8-布柳河交匯區(qū)1號(hào)~8號(hào)觀測(cè)垂線；
[0023] ⑶1~⑶6-穿洞河交匯區(qū)1號(hào)~6號(hào)觀測(cè)垂線；
[0024] ZDl~ZD6-曹渡河交匯區(qū)1號(hào)~6號(hào)觀測(cè)垂線；
[0025] MJl~MJ6-蒙江交匯區(qū)1號(hào)~6號(hào)觀測(cè)垂線。
【具體實(shí)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(cè)研宄為例對(duì)本發(fā)明方案作進(jìn) 一步詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明要求保護(hù)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(guó)家實(shí)施西部大開發(fā)和"西電東送"戰(zhàn)略的標(biāo)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(yùn)等綜合效 益。龍灘水電站現(xiàn)階段水庫正常蓄水位375m，相應(yīng)庫容162. 1億m3,死水位330m，相應(yīng)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(cè)研宄是國(guó)內(nèi)第一個(gè)針對(duì)特大型 水庫庫區(qū)水溫結(jié)構(gòu)變化規(guī)律進(jìn)行的長(zhǎng)系列、大尺度系統(tǒng)同步原型觀測(cè)的基礎(chǔ)科學(xué)研宄，獲 得了環(huán)境保護(hù)部、水利部的高度評(píng)價(jià)，對(duì)推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步具有重要意義。
[0030] 目前，研宄成果已置于環(huán)境保護(hù)部國(guó)家環(huán)境保護(hù)環(huán)境影響評(píng)價(jià)數(shù)值模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，為我國(guó)水庫水溫結(jié)構(gòu)判別模型研宄、水溫預(yù)測(cè)經(jīng)驗(yàn)公式改進(jìn)研宄、水庫水 溫?cái)?shù)學(xué)模型及其計(jì)算軟件開發(fā)研宄等提供了重要科學(xué)依據(jù)。
[0031] 2)時(shí)間布點(diǎn)（線）方法實(shí)施實(shí)例
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