NB/T 35094-2017 水电工程水温计算规范

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标准编号:NB/T 35094-2017
文件类型:.pdf
资源大小:23.6 MB
标准类别:水利标准
资源ID:220403
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NB/T 35094-2017 标准规范下载简介:

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NB/T 35094-2017 水电工程水温计算规范

2.0.3混合型水库thermallymixedre

全年水温随深度的变化较小,无明显的滞温层和温跃层的水库。

介于分层型和混合型之间,且年内部分时段存在水温分层现 象的水库。

GB/T 19111-2017 玉米油2.0.5表温层epilimnion

分布在水库库表,全年水温随气温变化而变化,且随水深变 化较小的水层。

hypolimnion

分布在水库库底,全年水温维持在很小的范围内变化,且随 水深变化较小的水层。

介于表温层和滞温层之间,且水温垂向梯度明显,全年水温 变化较大的水层。

水库调蓄导致下游河道水温与原天然水温过程相比延滞的 现象。

/T35094201

3.1.1应根据计算范围、计算工况、计算精度和计算方法等要求, 充分收集水温计算所需基本资料,必要时补充现场观测。 3.1.2应对收集的资料进行整编、分析,合理采用。计算所依据 的资料系列应具有可靠性、一致性和代表性。

3.1.1应根据计算范围、计算工况、计算精度和计算方法等要求,

3.2.1应收集水电工程特性资料,并应符合下列规定: 1应收集水库特征参数、调节性能、水位一库容曲线、水 立一面积曲线等水库特性资料。 2应收集大坝地理位置、大坝长度、坝项高程、主要取(泄) 水口尺寸及底板高程等枢纽建筑物基本情况资料。 3当进行三维数值模型计算时,还应收集挡水与取(泄)水 建筑物平面布置图和纵剖面图。 3.2.2应收集水电工程运行调度资料,主要包括水库调度方案、 主要取(泄)水口逐旬出库流量及逐旬坝前水位。 3.2.3应收集水库没范围地形资料和下游河道地形资料。水库 地形资料应主要包括水库灌没范围图和库区大断面资料,大断面 间隔不应大于5km,库区地形复杂段大断面间隔不应大于2km, 地形急剧变化段应适当加密大断面。当需要开展三维建模时,应 收集水库模拟区域不小于1:1000的地形图。下游河道地形资料应 主要包括代表性断面的大断面资料。

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3.3.1应收集水电工程区域代表性气象观测站多年平均的逐旬气 温、相对湿度、风速、日照时数、云量等资料。当工程区域缺之 气象观测资料时,可采用相似地区的气象观测资料。 3.3.2应收集计算河段干、支流的水文资料,主要包括逐旬流量 及常遇洪水资料。当需要计算逐日水温过程时,应收集逐日流量 资料。

3.4.1应收集计算河段干、支流逐旬水温观测资料。当需要计算 逐日水温过程时,应收集逐日河流水温资料。 3.4.2当缺乏入库断面河流水温观测资料时,可采用上、下游水 温测站资料推求。当缺少水温观测资料时,可类比相似地区气温、 河流水温资料,采用气温与水温相关法进行估算。

3.4.1应收集计算河段干、支流逐旬水温观测资料。当需要计算 遂日水温过程时,应收集逐日河流水温资料。 3.4.2当缺乏入库断面河流水温观测资料时,可采用上、下游水 温测站资料推求。当缺少水温观测资料时,可类比相似地区气温, 河流水温资料,采用气温与水温相关法进行估算。 3.4.3当需要对河流水温补充观测时,应符合下列规定: 1应在于、支流入库控制断面,坝址,下游主要支流汇入口 设置观测断面。 2应观测河流每日08时的水温。对于高原融雪补给的河 流,应观测08时、14时、20时的水温。

3.4.3当需要对河流水温补充观测时,应符合下列规定:

1应在干、支流入库控制断面,坝址,下游主要支流汇入口 设置观测断面。 2应观测河流每日08时的水温。对于高原融雪补给的河 流。应观测 08 时、14 时、20 时的水温

3.4.4水温观测技术要求应按现行行业标准《环境影响评价技术

3.4.4水温观测技术要求应按现行行业标准《环境影响

导则地面水环境》HJ/T2.3的相关规定执行。

3.5.1当需要进行水库水温类比分析、模型验证时,应收集类比 水库或验证水库的入库水温、坝前垂向水温及下泄水温等资料。 类比水库或验证水库应与开展水温计算的水库在自然地理条件、 水库特性方面具有一定的相似性和可比性。 3.5.2当需要对水库水温补充观测时,应符合下列规定:

3.5.2当需要对水库水温补充观测时,应符合下列规定:

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1应在坝前、库区、库尾和坝下设置水温观测断面。 2应同步开展入库水温、坝前垂向水温及下泄水温观测。 3宜进行一个完整水文年的入库水温和坝下水温观测,观测 每日08时的水温。 4应在升温期和降温期开展坝前垂向水温观测。对于水温延 滞效应显著的水库,还应开展低温期、高温期等特殊时段的水温 观测。 3.5.3对于采取了分层取水措施的类比水库或验证水库,应收集

3.6.1应检查所收集的基础资料是否充分、有效,当发现错误时, 应予以修正并说明。 3.6.2当收集的水文资料系列长度不能满足计算要求时,可根据 现行行业标准《水电水利工程水文计算规范》DL/T5431的有关 规定进行插补延长。 3.6.3应根据收集的资料分析水电工程建设前河道的水温变化规 律,主要包括水温季节变化规律和沿程变化规律,以及干流与支 流水温差异。

NB/T350942017

4.1.1应以水库水温结构类型判别为基础,根据基础资料和计算 需求,选择经验公式或者数值模型开展水库水温计算。 4.1.2应根据水库水温结构判别结果和生态环境敏感目标的分布 情况确定水库水温计算范围。 4.1.3应按丰、平、枯水年选择代表性的计算工况,特殊情况下 还可选择低水温年工况,

4.2.1当有与计算水库自然地理条件、水库特性相近的水库水温 实测资料时,宜采用类比法判别水库水温结构。 4.2.2当缺乏相似水库水温实测资料时,可通过计算水库参数α、 β值或密度弗劳德数判别水库总体水温结构。水库水温结构判别 方法应符合本规范附录A的有关规定。

4.3.1采用数值模型计算河道型水库水温时,应符合下孕

4.3.1采用数值模型计算河道型水库水温时,应符合下列规定: 1分层型或过渡型水库水温宜采用立面二维数值模型计算, 计算方法应符合本规范附录B中第B.1节的有关规定。 2混合型水库水温宜采用纵向一维数值模型计算,计算方法 应符合本规范附录B中第B.2节的有关规定。 3分层型水库水温简化计算时,可采用垂向一维数值模型计 算,计算方法应符合本规范附录B中第B.3节的有关规定。

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4.3.2采用数值模型计算湖泊型水库水温时,应符合下列规定:

4.4.1下泄水温宜采用数值模型与库区水温同步计算,计算方法 应符合本规范附录D第D.1节的有关规定。 4.4.2当水库坝前垂向水温是通过经验公式或类比法获得时,下 泄水温可根据坝前垂向水温和流速分布情况,采用流速加权经验 公式计算,计算方法应符合本规范附录D中第D.2节的有关规定。

4.5.1采用数值模型计算水库水温或下泄水温时,应结合水电工 程运行调度及水库流场变化分析计算结果的合理性。 4.5.2对于拟采取分层取水措施的水电工程,水库水温计算应进

程运行调度及水库流场变化分析计算结果的合理性

4.5.2对于拟采取分层取水措施的水电工程,水库水温

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行分层取水效果分析,并满足下列要求: 1分析时段应选择水库分层明显、下游保护目标对水温影响 敏感的时段。 2水温延滞效应显著的水库应分低温期、高温期、升温期、 降温期等特殊时段进行分析。 3存在水温敏感对象时,应分析典型日水温变化。 4.5.3分层取水效果分析内容应包括有、无措施对比分析,下泄 水温与原河道水温对比分析。

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5水库下游河流水温计算

5.1.1应根据水电工程下游水文条件和对水温有特殊需求的生态 环境敏感目标分布情况,确定水库下游河流水温计算范围。 5.1.2当水库下游河流汇入的支流较多时,水温计算可对支流进 行概化,相邻支流可合并概化为一条支流。

5.2.1河流水温计算宜采用纵向一维数值模型,计算方法应符合 本规范附录B中第B.2节的有关规定;简单估算可采用简化公式, 且应符合本规范附录E的有关规定。 5.2.2计算支流来水汇入后的混合水温应符合本规范附录E的有 关规定。

本规范附录B中第B.2节的有关规定;简单估算可采用简化公

5.3.1应分析水电工程建设前、后下游河流水温沿程变化,分析 水温影响范围、程度和延滞效应。 5.3.2当水库下游存在对水温有特殊需求的生态环境敏感目标 时,应重点分析水电工程下泄水温对其的影响,明确影响时段和 程度。

时,应重点分析水电工程下泄水温对其的影响,明确影响时段和 程度。

NB/T350942017

附录A水库水温结构判别方法

α=WIV β=W//V

A.2Norton密度弗劳德数判别注

A.2.1采用Norton密度弗劳德数判别法判别水库水温结构时,应 按下式计算密度弗劳德数(Fr)值:

1 LQ Fr= (eg)2 HV

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附录B水库水温计算数值模型

B.1立面二维数值模型

B.1立面二维数值模型

B.1.1立面二维数值模型应包括水动力学和水温方程组,水动力 学方程包括连续方程和动量方程。水动力学方程采用鲍辛涅斯克 假定,在密度变化不大的浮力流中,只在重力项中计入浮力影响。 立面二维数值模型应按下列公式计算:

o(Bu) o(Bw) = qB (B.1.1 ax Oz a(Bu) a(Bu) a(Bu) B op a u u ax W at Oz p ax ax ax) (B.1.1 a ou D.B + qBup X Oz Oz

B / T 35094 20

NB/T350942017

B.1.3水体与河床的热交换通量宜采用下式计算:

B/T3509420

B.2.1纵向一维数值模型应采用下列公式计算:

OA. aQ 9, = 0 at ax aQ aQu Oz gA +s at ax ax a(AT) a(QT) a aT BoP A,D, +q at ax ax ax pc,

式中:Ax——过水断面面积(m²); q1 单位长度的旁侧入流量(m²/s):

B.2纵向一维数值模型

aA. aQ 9, = 0 at ax aq aQu Oz at gA ax ax

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B.3垂向一维数值模型

B.3.1垂向一维数值模型应包括热量平衡方程和质量平衡方程, 并应按下列公式计算:

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式中:T 单元层温度(℃); 通过单元层上边界的垂向流量(m/s); A 单元层水平面面积(m²); 垂向综合扩散系数(m²/s); u u。 各单元层的入流、出流流速(m/s); 9、Q. 入库流量、出库流量(m²/s); Q 蒸发降雨的等效流量(m/s): T——入流水温(℃); B—河宽(m); V一水库蓄水量(m) B.3.2 水气热交换通量应按本规范第B.1.2条的规定计算。 B.3.3 水库入流流速和出流流速宜按下列公式计算:

u,=u, 元Z, u。=u。 cOS + 1 8 )3 QL 1 8=1.35x Am .Ap Po

NB / T 35094 2017

Am 入流或出流中心高程对应的单元层平面面积 (m²); p 一一入流或出流中心高程处水体密度与其上下边 界的密度差(kg/m); Po——入流或出流中心高程处的密度(kg/m²)。 风混合因素时,应采用下列公式计算风混合层厚度:

Cuwt dA 9.= h T = P,Cquw?

式中:ot 风混合影响的判别参数; 一水库表面面积(m²); C 动能转化为势能的有效系数: uw 近地面风速(m/s); P——空气密度(kg/m²); Ca——风拖电系数; △p一一混合层与下一单元层水体的密度差(kg/m); △h一混合层厚度增量(m); h一混合层厚度(m)。 注:当,<1,即风引起的紊动动能不足以卷吸下层水体时, 没有垂向对流;当,≥1时,△h厚的下层水体被卷入混合层,混 合层厚度增加△h,混合层内水体温度混合均匀。风混合影响判断 将继续至,<1为止。 B.3.5每完成一个时间步的水温计算后,应检查垂向水温分层结 构是否稳定。当上层水体密度大于下层水体密度时,水温结构处 于不稳定状态,此时上层水体与下层水体逐层向下掺混,直至达

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B.4.1采用零维数值模型计算水库水温时,应按下式计算

d(VT) = dt pc.

B.5.1三维数值模型应包括水动力学和水温方程组DB5101T 72-2020 成都市社会组织信用信息 数据规范,水动力学方 程包括连续方程和动量方程。水动力学方程采用鲍辛涅斯克假定, 在密度变化不大的浮力流中,只在重力项中计入浮力影响。三维 数值模型应按下列公式计算:

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av a(uv) a(v) a(vw) 1 op at ax ay Oz pay ov a av) a a av D D' D 20using ax + ax ay y z Oz, ow a(uw) a(vw) a(w) + 1 op at ax ay Oz p oz a ow) a Ow = β△Tg D D ax ax y a Ow D 2QucosΦ + Oz Oz + aT a(uT) a(vT) a(wT) at ax y Oz D. aT a D aT a D, aT a 1 ap Ox ax ay( ar ay Oz OT Oz pCp Oz ar

SN/T 3314-2012 出口海产品中大田软海绵酸化学发光免疫分析检测方法式中:u、V、w—x、y、z方向上的流速分量(m/s); Dx、D,、D,——x、y、z方向上的紊动涡黏系数(m²/s); θ—地球自转角速度(rad/s); Φ一一当地纬度(°)。 B.5.2水气热交换通量应按本规范第B.1.2条的规定计算。 B.5.3水体与河床热交换通量应按本规范第B.1.3条的规定计算。 B.5.4涡黏系数计算应满足下列要求:

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附录C坝前垂向水温估算经验公式

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