磨盘山水库水温分布规律数值模拟研究

摘要

水库蓄水带来了防洪、发电、灌溉，供水等综合效益，同时也引起了河流水文、泥沙、生态等各方面的环境影响，随着社会经济的发展，大量工业废水和城市污水未经处理排入河流、水库，超过了水体的自净能力，河流，水库污染日益严重，影响着人类的生存和发展。水温是水质的一个重要影响因素，因此进行水库水温分析和预测，是水库环境评价、规划、治理和管理的基础，计算成果将有非常重要的意义。
　　磨盘山水库位于拉林河上游，拉林河是松花江右岸的一级支流，流域总面积19200km2。除供水外，磨盘山水库兼有防洪、灌溉及其它综合利用效益。磨盘山水库正常蓄水位318m，坝高45m，相应的水库总库容355.92×106m3，调节库容为292.95×106m3。水库的建成将改变库区及大坝下游河段的水文情势和水环境状况，进而对水库下游河段的灌溉和生活用水产生重大影响。因此，对磨盘山水库的流场和水温进行模拟研究，对于工程的环境保护和工程的管理及运行有重要意义。
　　本文以水环境模型中的水动力模型为研究的侧重点，选择由美国国家环保署资助开发的EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)为研究工具，对其组成结构及基本理论进行分析与阐述。河道型水库可以视为垂向深度远大于水平面宽度。本文以磨盘山水库为模拟对象，使用EFDC进行非恒定流状态水动力模拟。模拟结果显示，磨盘山水库在全年都处于分层状态，4月垂向温差较小，6、7月份分层最明显，至9、10月份出现秋季翻滚，垂向掺混加强，库底水温变化平缓。又根据丰水期，枯水期和平水期的水温分布作了进一步研究发现，水库的温度分层对取水口和输水洞的位置都有影响。

目录

磨盘山水库水温分布规律数值模拟研究

NUMERICAL SIMULATIONRESEARCH ON WATERTEMPERATURE DISTRIBUTION INMOPANSHAN RESERVOIR

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究动态

1.3 哈尔滨磨盘山水库概况

第2章 水动力学数值模型

2.1 数学模型

2.2 水动力方程的坐标变换

2.3 本章小结

第3章 EFDC 的功能结构及基本理论

3.1 EFDC 概述

3.2 EFDC 的基本结构

3.3 EFDC 的数值解法

3.4 本章小结

第4章 磨盘山水库流场计算

4.1 库区空间概化

4.2 模型的描述与控制

4.3 计算方案

4.4 计算结果及其分析

4.5 流场对水质的影响

4.6 本章小结

第5章 温度场模拟

5.1 水温对水库的影响

5.2 资料分析

5.3 计算条件

5.4 计算结果及分析

5.5 水温分布对水库下泄水的影响

5.6 水温对水质的影响

5.7 本章小结

结论与展望

参考文献

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