河道與水庫水溫模擬及預測模型概述

江春波，周琦，劉健

(清華大學水利水電工程系，北京　100084)

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河道與水庫水溫模擬及預測模型概述

江春波，周琦，劉健

(清華大學水利水電工程系，北京100084)

論文闡述了河道及水庫水溫預測對工程建設及生態環境保護的作用。通過介紹河道及水庫水溫的計算模型，對各種水溫模型的適用性及優缺點進行了評述。對于應用立面二維水溫模型和三維水溫模型，指出應注意紊流模型選取、自由水面模擬方法和網格劃分等問題。

水庫水溫；數學模型；溫度分層；紊流模型

我國西南地區水資源豐富，多個大型水電站已經建成或正在修建。高壩大庫會改變原有河道水體水溫分布態勢，特別是深水型水庫在垂向上形成溫度差，表層水溫隨氣溫季節性變化，底層水體則持續保持相對穩定的低溫。水庫修建后電站下泄底層的低溫水可能會導致原有河道魚類的減少甚至滅絕；灌溉水體溫度過低也會影響農作物的正常生長。因而水庫水溫分布特征及水庫下泄水體水溫變化的研究一直受到水利、農業及環保部門的關注。水庫下泄水溫與庫區水體溫度分布以及水體流動特性是密切相關的，特別是壩前的復雜流動結構對水溫分層影響不容忽視。在水工建筑物等引起水庫幾何地形突變的地方，水流運動往往具有明顯的三維特征，紊動加劇對熱量的傳遞將會引起水體溫度分布改變。

對水庫水溫分布特性的研究可通過物理模型試驗及數值計算的方法進行。……