[发明专利]一种水库坝前水体水温时空分布规律观测方法

说明书

技术领域

本发明属于水电工程监测技术领域，涉及一种水库水体热量的时空分布特征，尤其是涉及一种水库坝前水体水温时空分布规律观测方法。

背景技术

修建水库一般使大坝上游流速减小、水深增加、水体增大，引起热量分布的改变，通常以温度来表示水库水体热量时空分布特征。水库水温的改变对水质以及库区和下游环境均会产生影响，因此对水库库区水体热量时空分布特征进行研究，有利于对库区生态环境进行有针对性的控制和改善。20世纪20年代，美国就开始了对水库水温进行系统的观测，40年代后，许多国家对水库水温的变化规律、水温对环境的影响、水温的控制和利用等方面都进行了深入的研究，而中国于60年代才开始开展这项研究工作，因此，我国的河流水库水温变化规律分布情况观测研究工作开展相对滞后，尤其是针对水库坝前水体水温时空分布规律及相关效应的观测研究更少，水库坝前水体水温时空分布规律观测的技术方法与要求缺乏相关导则或规范的有效统一，水库坝前水体水温时空分布规律观测成果质量普遍存在系统性、代表性、可靠性不强等问题，对提高我国河流水温变化规律数学模型研究、经验公式改进及其计算软件开发等工作的参考意义不大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种水库坝前水体水温时空分布规律观测方法，结合水文年内与日内的水库坝前水体垂向水温分布规律、坝前水体流态分布、观测人员及仪器安全保障等，对水库坝前水体水温时间、空间分布规律观测方法作出要求，以提高水库水温变化规律观测工作技术水平及成果质量。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种水库坝前水体水温时空分布规律观测方法，包括水库坝前水体水温时间分布规律观测和水库坝前水体水温空间分布规律观测两个方面，所述水库坝前水体水温时间分布规律观测又包括水文年内垂向水温分布观测和日内水温时间分布规律观测两个方面；所述水库坝前水体水温空间分布规律观测又包括水温观测垂线布设和水温观测垂线上测点布设两个步骤；

(1)水库坝前水体水温时间分布规律观测

①水文年内垂向水温时间分布规律观测

在一个水文年内，分阶段测量水库坝前水体垂向水温分布：当所测水库库表、库底水体水温温差较小，处于无温跃层阶段，则每月观测1期，每期观测时间间隔不超过30天；当所测水库库表、库底水体水温出现一个温跃层，在该阶段每月至少进行2期观测，每期观测时间间隔不超过15天；当所测水库库表、库底水体水温出现两个温跃层，在该阶段每月至少进行3期观测，每期观测时间间隔不超过10天；

具体观测方法为：在大坝进水口附近指定观测点，采用水质监测仪置于进水口前指定观测垂线的待测点上，待仪器读数稳定，并自动记录垂向测点水温与水深数据后将探头移至下一测点，直至整条垂线观测完成；

②日内水温时间分布规律观测

观测周期根据水库所在地所处的季节、气候条件导致的不同阶段确定，每期现场施测应至少连续观测2天；观测频次则为每天昼间、夜间至少各观测1次，观测方法与步骤①中相同；

(2)水库坝前水体水温空间分布规律观测

①水温观测垂线布设：根据水库大坝及进水口前流场分布情况，分别在大坝进水口中心线附近、大坝中心线附近以及坝体主河道不同距离布设若干纵向、横向水温观测垂线，同时在大坝中心线外设置坝前水体水温日内变化观测垂线，各水温观测垂线的间距以确保对坝前水体垂向有效覆盖为宜；

②水温观测垂线上测点布设

分别在水温观测垂线水深方向的表层、温变层、同温层分别布设测点，并根据相邻测点间温差情况予以增设测点；各测点布设完毕后，观测读数并记录。

所述步骤(1)中，观测方法采用人工操作方式，将水温观测仪器置于水库坝前指定水温观测垂线的待测点上，停留至少15秒，待仪器读数稳定方可采集数据。

所述步骤(1)中，日内水温时间分布规律观测时，所述昼间与夜间的划分以日出、日落为划分界限，或规定其中昼间为每日06:00～22:00，夜间为22:00～06:00.

所述步骤(2)中，水温观测垂线上测点布设时，水库表层内的测点布设在水库运行水位水面以下0.5米；水库温变层内的测点沿垂线水深方向每间隔2.0米布设1个，若两相邻测点之间温差超过0.3℃，在该两相邻测点间增加测点；水库同温层内的测点沿垂线水深方向每间隔5.0米布设1个，当两相邻测点之间温差超过0.2℃时，在该两相邻测点间增加测点。