基于水体温度模型的水库水体温度预测算例分析探究

王旭东，周小明

(江西省水利水电建设有限公司，南昌 330025)

水库水体温度预测和计算，是坝体防冻害维护管理和库区水资源管理必须经常应用的业务和技术。本研究基于案例水库水体温度基础数据，运用一维水体温度模型，对该水库全年水体温度构造状态开展算例计算分析，探究其库水温度分布规律，其计算形式及所揭示的库水温度分布规律，可为同类水库水体温度预测工程和管理应用提供研究和技术参考。

1 案例水库概况

在本研究中，笔者将位于大渡河干流规划的下尔呷水电站作为的案例对象展开了实证性研究。通过实地勘察与资料查阅后发现，该坝址控制流域面积高达15500km2，过流量和径过流量基本稳定在186m3/s和5866亿m3左右。初拟水库正常蓄水线3120m，坝壅水高度200m，具有多年调节机能优势。初拟装机规模为540MW，单机规模为135MW。

该水电站位于海拔3000m以上的高原地区，是典型的亚寒带和寒温带气候，长冬无夏，年均气温不超过6℃，极端恶劣气象下，其气温可低至-36℃。年降雨量非常少，基本保持在700mm左右。八级以上的大风多出现在2-5月，年均有20-70d。降雪周期相对较长，一般从9月持续到第二年的6月，而高海拔区域甚至全年处于降雪期。

2 水库水体温度预测计算模型与主要参数

2.1 计算模型

采用一维温度对流扩散计算模型，其计算方程具体如下：

(1)

式中：T为单元层温度，℃；Ti为入流温度，℃；A为单元层面积，m2；B为单元层平均宽度，m；Dz为分散扩展常数，m2/s；ρ为水体密度，kg/m3；Cp为水体比热，J/kg·℃；φz为太阳辐射通量，W/m2；……