水庫水面蒸發(fā)水溫分析計(jì)算大綱范本

1、fcd11050fcd水利水電工程初步設(shè)計(jì)階段水庫水面蒸發(fā)、水溫分析計(jì)算大綱范木水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化信息網(wǎng)1997年8月水電站技術(shù)設(shè)計(jì)階段水庫水面蒸發(fā)、水溫分析計(jì)算大綱主編單位 主編單位總工程師: 參編單位:主要編寫人員：軟件開發(fā)單位：軟件編寫人員：勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院年刀1. 弓i言42. 設(shè)計(jì)依據(jù)文件和規(guī)范43. 基本資料 54. 水庫水面蒸發(fā)分析計(jì)算55. 水庫水溫分析計(jì)算86. 應(yīng)提供的設(shè)計(jì)成果111.1工程概況工程水庫區(qū)地處北緯、東徑之間，行政區(qū)隸屬省(區(qū)) 市(縣)。工程開發(fā)任務(wù)以為主兼顧、等綜合利用的水利水電樞紐。最大 壩高m,正常蓄水位m,總庫容萬na電站總裝機(jī)mw,防洪庫容萬m1

2、.2基本要求sgj214-83水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范和dl5021-93水利水電工程初步設(shè)計(jì)報(bào) 告編制規(guī)程對(duì)水面蒸發(fā)、水溫分析計(jì)算的基本耍求為：(1) 根據(jù)工程水庫的口然地理?xiàng)l件、水庫特性、運(yùn)行調(diào)度原則，進(jìn)行典型水庫和參證 水面蒸發(fā)站的選擇，以及工程水庫水面蒸發(fā)和水庫水溫分析計(jì)算方法及主耍關(guān)系系數(shù)選擇。(2) 結(jié)合工程水庫附近已建水庫的水而蒸發(fā)資料和水溫資料論證木工程計(jì)算成果的 合理性及可靠性。2設(shè)計(jì)依據(jù)文件和規(guī)范2.1有關(guān)本工程(或水文專業(yè))的文件、報(bào)告(1) 可行性研究階段水文分析專題報(bào)告；(2) 可行性研究報(bào)告；(3) 可行性研究報(bào)告審批文件；(4) 初步設(shè)計(jì)任務(wù)書、項(xiàng)目卷冊(cè)任務(wù)書及其

3、他專業(yè)對(duì)本專業(yè)的要求。2.2主要設(shè)計(jì)規(guī)范(1) sdj214-83水利水電工程水文計(jì)算規(guī)范：(2) dl5021-93水利水電工程初步設(shè)計(jì)編制規(guī)程；2.3主要參考文獻(xiàn)及有關(guān)項(xiàng)目觀測(cè)規(guī)范(1) 水文測(cè)驗(yàn)手冊(cè)(第三冊(cè)：資料整編和審杳)；(2) 地表水資源調(diào)查和統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)細(xì)則；(3) 計(jì)算依據(jù)已建水庫和測(cè)站有關(guān)文獻(xiàn)及沿革；(4) 地面氣彖觀測(cè)規(guī)范；(5) 水血蒸發(fā)觀測(cè)規(guī)范；(6) 水溫觀測(cè)規(guī)范。3基本資料3.1水庫概況水庫為型水庫。水庫由河和主要支流、等匯成。正常 蓄水位m,相應(yīng)庫容萬m，水庫面積 km2,水面寬mm,庫區(qū)長度為kmo壩前最大水深mo水庫運(yùn)行中多年平均庫區(qū)庫而而積km2o水庫運(yùn)行調(diào)

4、度原則和泄水規(guī)模o3.2水面蒸發(fā)資料(1) 庫區(qū)或庫區(qū)附近地區(qū)，大于或等于io】"?等大型蒸發(fā)池及一般蒸發(fā)器皿觀測(cè)場(chǎng)的 白然地理?xiàng)l件，歷年觀測(cè)場(chǎng)建設(shè)、觀測(cè)器1111類型、大小、結(jié)構(gòu)、形狀、安裝方式和觀測(cè)方 法，觀測(cè)記錄，-整編資料成果。(2) 庫區(qū)或庫區(qū)附近地區(qū)，各種水面蒸發(fā)器1111與人型觀測(cè)池對(duì)比觀測(cè)資料及其折算系 數(shù)分析成果。(3) 1980年全國水資源綜合調(diào)查中，庫區(qū)所屬流域機(jī)構(gòu)或省、市采用的水面蒸發(fā)計(jì)算 的折算系數(shù)和水面、陸面蒸發(fā)最等值線圖等資料。(4) 水面蒸發(fā)資料系列應(yīng)在10年以上，不足10年則應(yīng)通過插補(bǔ)，延長到10年。提示：(1)收集資料時(shí)應(yīng)十分注意各不同年、月設(shè)計(jì)依

5、據(jù)的池、站的器皿類型、大小、結(jié)構(gòu)、形狀、安裝方式和觀測(cè)方法，注意觀測(cè)池、站的自然地理?xiàng)l件與本庫區(qū)的 差異。如與sdj214-83附表4.2所列的器皿的類型及安裝方式，以及自然地理 條件差別過大時(shí)，對(duì)折算系數(shù)應(yīng)進(jìn)行分析研究或修正。(2) 缺少蒸發(fā)器(皿)觀測(cè)資料的地區(qū)，可采用間接途徑去推求水面蒸發(fā)值。但在工程 設(shè)計(jì)階段，需設(shè)站觀測(cè)，以對(duì)原推算成果進(jìn)行檢驗(yàn)。3.3水溫資料(1)料；工程壩址上、下游附近水文測(cè)站天然河道水溫觀測(cè)資料和岸上同期的氣溫觀測(cè)資(2)庫區(qū)附近或鄰近流域已建參證水庫的水溫觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析資料、參證水庫下游河道水文測(cè)站建庫詢后的水溫觀測(cè)資料和統(tǒng)計(jì)分析資料；(3) 已建參證水庫壩址或

6、庫區(qū)附近的同期氣溫觀測(cè)資料；(4) 水溫資料系列應(yīng)在5年以上，不足5年的則應(yīng)通過插補(bǔ)延長到5年。4水庫水面蒸發(fā)分析計(jì)算4.1水庫水面蒸發(fā)分析計(jì)算的內(nèi)容(1) 典型蒸發(fā)池、站的選擇；(2) 典型蒸發(fā)池、站各不同類型蒸發(fā)器1111的水面蒸發(fā)系數(shù)分析、選定及其多年平均年、 月蒸發(fā)量系列計(jì)算；(3) 工程水庫區(qū)陸面蒸發(fā)量的計(jì)算；(4) 水庫增損深度計(jì)算。4.2水庫水面蒸發(fā)量分析計(jì)算4.2.1對(duì)參證站水面蒸發(fā)基本資料復(fù)核提示：(1)復(fù)核、了解參證站、池歷年觀測(cè)水面蒸發(fā)的儀器類烈及安裝方式與sdj214-83附表4.2所列器皿及安裝方式進(jìn)行對(duì)照檢查；(2) 根據(jù)水而蒸發(fā)規(guī)范要求，對(duì)歷年觀測(cè)資料進(jìn)行檢杳；(

7、3) 將參證站歷年觀測(cè)資料與鄰近測(cè)站的觀測(cè)成果進(jìn)行對(duì)比檢查；(4) 通過上述基木資料審查，修正資料中存在的問題。水面蒸發(fā)折算系數(shù)分析確宦提示：根據(jù)選定的水面蒸發(fā)計(jì)算(參證站)歷年水面蒸發(fā)觀測(cè)器皿類型和安裝方式，以及 各不同出處的水面蒸發(fā)折算系數(shù)，進(jìn)行綜合分析研究后，確定木丁程水面蒸發(fā) 采用的折算系數(shù)。4.2.24.2.34.2.3.1水而蒸發(fā)量計(jì)算由蒸發(fā)1111觀測(cè)資料推求庫而蒸發(fā)竝。提示：(1)如所選的參證站的水面蒸發(fā)觀測(cè)皿，為大于或等于10n?的大型蒸發(fā)池，則其 觀測(cè)資料可直接用于計(jì)算本工程水庫的年、月水面蒸發(fā)量。(2)如選用參證站的水面蒸發(fā)觀測(cè)皿，為一般常用的蒸發(fā)器(e、20cm和80c

8、m 的蒸發(fā)jiil等)，則其觀測(cè)資料必須經(jīng)選定的折算系數(shù)進(jìn)行改正，統(tǒng)一訂正為大 型蒸發(fā)池的蒸發(fā)量后，才進(jìn)行本工程水庫的年、月水面蒸發(fā)量計(jì)算。423.2缺少水面蒸發(fā)觀測(cè)資料水庫的水面蒸發(fā)量計(jì)算提示：根據(jù)1980年全國水資源調(diào)查研究中，流域機(jī)構(gòu)或省(市)所擬定的“流域(或 省)多年平均水而蒸發(fā)量等值線圖”，按木工程庫區(qū)所在圖上的位置，讀取水 庫中心點(diǎn)或幾個(gè)代表點(diǎn)，采用其平均值作為本工程水庫庫而多年平均蒸發(fā)量:(2) 借用鄰近流域蒸發(fā)池的水而蒸發(fā)觀測(cè)資料，在站點(diǎn)選擇時(shí)，如果條件允許，選用的站點(diǎn)應(yīng)在二個(gè)以上，在移用改正時(shí)，除考慮距離外，還要考慮地面高程 和氣候等的異同；(3) 采用蒸發(fā)試驗(yàn)站的經(jīng)驗(yàn)公式

9、進(jìn)行推算水面蒸發(fā)時(shí)，建議參照我國近年采用的經(jīng)驗(yàn)公式,見sdj214-83附錄四。4.3水庫蒸發(fā)增損分析計(jì)算4.3.1水庫陸面蒸發(fā)量推求提示：如壩址以上流域的產(chǎn)流特性相近，且壩址以上流域面積不大，可取用以下簡(jiǎn)單 的水平衡方程式推求：fwp-r式屮：f.壩址以上流域多年平均陸面蒸發(fā)最，mm；p壩址以上流域多年平均降雨量，mm；r壩址以上流域多年平均逕流深，mm。如壩址以上流域面積很大，且壩址以上各區(qū)的產(chǎn)流特征不一，則可移用靠近庫 區(qū)，且產(chǎn)流特性類似的逕流測(cè)站按上式推求庫區(qū)陸面蒸發(fā)量。(3)采用流域機(jī)構(gòu)或省(帀)擬定使用的全流域多年平均降用量等值線圖和逕流深等值線圖時(shí)，采用水量平衡公式求出本工程庫區(qū)

10、陸面多年平均蒸發(fā)量。4.3.2水庫蒸發(fā)增損分析計(jì)算水庫蒸發(fā)增損按下列公式推求：e=e-ewi(1)式中：水庫庫區(qū)多年平均蒸發(fā)增損深度，mm；e水庫庫區(qū)多年平均水面蒸發(fā)深度，mm；eiik建庫前水庫庫區(qū)的多年平均陸面蒸發(fā)深度，mm。w蒸=(h水一h陸)(f序一f)(2)式中：w 增損水量，n?；f杵 月(季)平均水庫面積，m2；f建庫前原有的天然河道水面而積，m2；h 庫區(qū)水而蒸發(fā)深度，m； hwi一庫區(qū)陸面蒸發(fā)深度，m；提示：如水庫水面面積變化不大或蒸發(fā)損失占年水量比重甚小時(shí)，可以川水庫水位年 內(nèi)變化相應(yīng)的平均面積代入公式(2)求得年蒸發(fā)損失。將蒸發(fā)損失水量平均分 攤在每個(gè)月內(nèi)，作為水庫各月的

11、蒸發(fā)損失水量。(2) 如水庫蒸發(fā)損失水量較大、且各月蒸發(fā)損失水量相差較多，則應(yīng)根據(jù)多年平均各月(季)水庫面積及蒸發(fā)深度以式按月(季)計(jì)算蒸發(fā)損失水量。(3) 如水庫為年調(diào)節(jié)水庫，可采用最大的年蒸發(fā)量來計(jì)算，而年內(nèi)各月分配采用多年平均情況；對(duì)多年調(diào)節(jié)水庫則采用多年平均蒸發(fā)量。年內(nèi)各月分配同多年 平均情況。表1 水庫水面、陸面多年平均逐月蒸發(fā)量預(yù)估成果表單位：mm項(xiàng)目逐月蒸發(fā)量年平均12356789101112水而蒸發(fā)盤陸面蒸發(fā)屋5水庫水溫分析計(jì)算5.1水庫水溫分析計(jì)算內(nèi)容(1) 工程水庫水溫計(jì)算參證站天然河道多年年、月平均水溫，年、月最人、最小值， 歷年最人、最小值及其出現(xiàn)時(shí)間，以及工程設(shè)計(jì)所要

12、求的其他特征值；(2) 工程水庫水溫預(yù)估典型水庫的分析選擇；(3) 根據(jù)選定的典型水庫的水溫實(shí)測(cè)資料，預(yù)估設(shè)計(jì)水庫的年、月平均水溫及其他設(shè) 計(jì)需要的特征值；(4) 視工程水庫設(shè)計(jì)需要，計(jì)算設(shè)計(jì)水庫放流對(duì)下游河道水溫影響氏度和年、刀平均 水溫。5.2水庫水溫預(yù)估的分析計(jì)算5.2.1設(shè)計(jì)水庫壩址附近水文站天然河道水溫特征值統(tǒng)計(jì)和岸上多年年、月平均氣溫及其 特征值統(tǒng)計(jì)。5.2.2典型水庫選定提示：選取的典型水庫應(yīng)盡量靠近木水庫，選取時(shí)應(yīng)根據(jù)水庫地理位宣、地面高程，水 庫容積、庫區(qū)長度和縱深，取水口位置，水庫運(yùn)行調(diào)度和入庫流量大小，天然 河道水溫、泥沙等方面綜合考慮后，選取與木工程水庫相似的已建水庫,

13、作為 木水庫水溫計(jì)算的典型水庫。5.2.3水庫水溫預(yù)估5.2.3.1木工程水庫水溫結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)水庫水溫分布類型，目前多采用間接的ct、卩指標(biāo)法進(jìn)行設(shè)計(jì)水庫水溫結(jié)構(gòu)判別：a = w/v >(3)j3 = wc/v j式屮：w多年平均年入庫總逕流量；v總庫容；wc一次入庫洪水總量。當(dāng)0cv10、卩<0.5吋為分層型；ot>20、卩1.0時(shí)為混合型；10vcc<20、0.5邙vl.o吋為過 渡型。對(duì)于分層型水庫，如遇卩>1時(shí)的洪水則為臨時(shí)性的混合型；卩<0.5的洪水，對(duì)于水溫 的結(jié)構(gòu)無多大影響。523.2水庫表層刀平均水溫預(yù)估提示：(1)如選取的典型水庫與本丄程水

14、庫距離較近，其地理、氣候條件基本相同，水庫 調(diào)節(jié)性能亦基本相同時(shí)，則可直接移用典型水庫的表層水溫和水面氣溫作為設(shè)計(jì)水庫的農(nóng)層水溫和水血?dú)鉁亍Ｈ邕x取的隗型水庫距離設(shè)計(jì)水庫比較遠(yuǎn)，其氣候和地理?xiàng)l件存在一定差異時(shí)， 則可根據(jù)典型水庫的農(nóng)層水溫與水面氣溫關(guān)系，水面氣溫與岸上氣溫關(guān)系，以及 典型水庫岸上氣溫與設(shè)計(jì)水庫岸上氣溫等關(guān)系，預(yù)估設(shè)計(jì)水庫的農(nóng)層水溫。5.2.3.3庫底多年平均水溫預(yù)估提示：一般庫底水溫明顯受緯度、水深的影響，故可根據(jù)設(shè)計(jì)水庫所處地理位置(經(jīng)緯度)和水深，直接查sdj214-83附圖5.15取得設(shè)計(jì)水庫底底多年平均水溫。523.4水庫水溫垂直結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)提示：水庫水溫乖肓結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)，視

15、水庫設(shè)計(jì)需要而進(jìn)行，預(yù)估的方法冇類比法和經(jīng)驗(yàn) 公式法兩種(祥見附錄)。-般要求二種方法同時(shí)進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)綜合分析比較后 確定采用值。5.3水庫下游河道水溫預(yù)估工程水庫放流對(duì)下游河道水溫影響的預(yù)估，包括水庫放流影響水溫變化的河流長度和 河道年、月平均水溫等二個(gè)內(nèi)容。5.3.1水庫放流影響水溫變化的河段長度預(yù)估提示：受水庫放流影響的河段長度一般采用如下兩個(gè)公式進(jìn)行預(yù)佔(zhàn)，在無其他水源及支流來 水影響的河段選用(4)式；當(dāng)有支流來水影響或其他水源匯入時(shí)選用(5)式，并經(jīng)綜合 比較分析后，確定取用值。cpvdx 0(4)c水比熱，j(kgk)；p水密度，g/m'；ux區(qū)間的平均流速，nvs；片hx

16、 lx彌的卅道¥均杰彩,m；式屮：x影響長便0 km；ec尿并澈梳冰溫與天然汨道水溫之差值，°c。 h. = a (久-&)>b°=m &)式中：a比例系數(shù)，可考慮為10cal/(m2ks)；p比例系數(shù)，可考慮取50 cal/(n?ks)100 cal/(m2-k-s);ooo衡水溫，°ce主流水溫，°c：0(支流和其他來水的水溫，°c； ao2水庫放流水溫與天然河道水溫差，。c。其余符號(hào)與(1)式同。532水庫下游河道年、刀平均水溫預(yù)估 提示：根據(jù)li前多個(gè)水庫的實(shí)測(cè)水溫資料統(tǒng)計(jì)分析，壩下河道水溫與庫內(nèi)15m2

17、0m水深處 的水溫變化冇著良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由此可見，實(shí)際上可以通過對(duì)典型水庫庫內(nèi)和壩 址下游實(shí)測(cè)水溫資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在庫內(nèi)選擇一個(gè)合理的代農(nóng)層水溫，作為壩下 水溫的預(yù)估值。對(duì)于距離壩址較遠(yuǎn)河段的水溫，則一般是根據(jù)壩下建庫前、后水溫 值，直接代入上述、(5)式計(jì)算。對(duì)水庫下汕水溫的預(yù)測(cè)也可采用圖解法和經(jīng)驗(yàn)公式法進(jìn)行預(yù)估。(1)圖解法該法假定條件較多，任意性較人，成果因人而異，-般較少采用。式中：t下泄水溫，°c；° +°2qi當(dāng)月平均入流m3/s；ti當(dāng)月入流平均水溫，°c；q上月庫存計(jì)算流量，m3/s；t2上月平均庫水溫，°c。使用木公式時(shí)，

18、應(yīng)近似滿足下列條件：水庫水溫呈均勻分布；影響泄水水溫的庫存水量為引水i丨以上的水量；忽略水汽z間的熱量交換。項(xiàng)目逐月平均水溫年平均1913456789101112設(shè)計(jì)水庫天然河道水溫典型水庫移置水溫模型法預(yù)估水溫取用下泄水溫表2水庫下泄水溫預(yù)估成果表單位：°c6應(yīng)提供的設(shè)計(jì)成果提供的設(shè)計(jì)成果，主要是水庫蒸發(fā)和水庫水溫計(jì)算報(bào)告及附表、附圖等。(1) 設(shè)計(jì)水庫的蒸發(fā)計(jì)算報(bào)告。(2) 設(shè)計(jì)水庫水溫結(jié)構(gòu)預(yù)估報(bào)告。附錄a水庫水溫垂直結(jié)構(gòu)的預(yù)估設(shè)計(jì)人員可根據(jù)工程水庫的具體悄況，選擇使用以下提供的工程水庫水溫垂肓結(jié)構(gòu)預(yù) 估計(jì)算方法和計(jì)算成果表格形式。類比法：該法是利用典型水庫表層水溫與各不同水深處的水溫關(guān)系和設(shè)計(jì)水庫氣溫與典型水庫 氣溫的關(guān)系，推算工程水庫水溫垂直結(jié)構(gòu)?；竟剑簎 = ty/t()(al)式中：u比值系數(shù)；水深y處的刀平均水溫，°c；to水庫表面的月平均水溫，°c。根據(jù)計(jì)算的各不同水深處的比值u,繪制水深h-u關(guān)系圖，通過典型水庫表面水溫和 氣溫關(guān)系及典型水庫氣溫少設(shè)計(jì)水庫氣溫關(guān)系，推求出設(shè)計(jì)水庫水溫乖直結(jié)構(gòu)。表a1典型水庫 年年逐月沿水深平均水溫成果表單位：。c水深逐月平均水溫年平均123456789101112表層mm項(xiàng)目月逐月平均水溫年平均1913456789101112典型水庫多年平