肖海斌，陳 豪，2，王海龍，陸 穎，王海燕，熊合勇

(1.華能瀾滄江水電股份有限公司，云南昆明650214；2.河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇南京210098；3.云南大學(xué)國(guó)際河流與生態(tài)安全研究院，云南昆明650091)

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糯扎渡水電站水庫(kù)壩前垂向水溫預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析

肖海斌1，陳 豪1，2，王海龍1，陸 穎3，王海燕1，熊合勇1

(1.華能瀾滄江水電股份有限公司，云南昆明650214；2.河海大學(xué)水利水電學(xué)院，江蘇南京210098；3.云南大學(xué)國(guó)際河流與生態(tài)安全研究院，云南昆明650091)

糯扎渡水電站水庫(kù)總庫(kù)容237.03億m3，蓄水后形成瀾滄江流域最大水庫(kù)，使上下游水體水溫較天然河道發(fā)生改變。根據(jù)環(huán)評(píng)批復(fù)要求，糯扎渡水電在建設(shè)期通過(guò)電站進(jìn)水口分層取水研究，預(yù)測(cè)了水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)和分布，在電站投運(yùn)后開展了水庫(kù)垂向水溫的持續(xù)監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證了水庫(kù)水溫?cái)?shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果。對(duì)比分析了水庫(kù)壩前垂向水溫預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步修訂和完善電站進(jìn)水口分層取水疊梁門運(yùn)行調(diào)度方式奠定了基礎(chǔ)。

水溫結(jié)構(gòu)；預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)；實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；糯扎渡水電站

0 引 言

糯扎渡水電站位于云南省思茅市與臨滄市交界處，是瀾滄江中下游水電梯級(jí)“兩庫(kù)八級(jí)”開發(fā)中的第5級(jí)，上接大朝山水電站，下接景洪水電站。電站以發(fā)電為主，兼顧防洪、航運(yùn)、旅游和漁業(yè)等綜合效益，是國(guó)家“西電東送”的骨干電源工程。電站樞紐主要水工建筑物由最大壩高261.5 m的礫質(zhì)粘土直心墻堆石壩，地下引水發(fā)電系統(tǒng)，左岸開敞式溢洪道和左、右岸泄洪洞組成。電站裝機(jī)9臺(tái)，總?cè)萘? 850 MW，年發(fā)電量239.12億kW·h，于2014年7月全部建成投產(chǎn)。水庫(kù)正常蓄水位812 m，死水位765 m，總庫(kù)容237.03億m3，調(diào)節(jié)庫(kù)容113.35億m3，具有多年調(diào)節(jié)能力，分別于2013年10月和2014年9月兩次蓄至正常蓄水位。

鑒于糯扎渡水庫(kù)蓄水后將形成最大深度達(dá)210 m的瀾滄江流域最大水庫(kù)，上下游水體水溫將較天然河道發(fā)生改變，2005年完成的電站環(huán)評(píng)報(bào)告中開展的水庫(kù)及下泄水溫初步預(yù)測(cè)研究表明，水庫(kù)建成后庫(kù)水溫將出現(xiàn)穩(wěn)定分層現(xiàn)象，即水庫(kù)表層水溫將高于原河道天然水溫，水庫(kù)下層水溫又將低于天然水溫，采用常規(guī)的電站單層取水進(jìn)水塔方案將下泄低溫水，改變天然河道的水溫分布，對(duì)下游水生態(tài)產(chǎn)生影響，推薦糯扎渡水電站采取分層取水措施[1]。原國(guó)家環(huán)保總局在后續(xù)的環(huán)評(píng)批復(fù)中同意環(huán)評(píng)報(bào)告提出的相關(guān)研究結(jié)論，要求在設(shè)計(jì)階段進(jìn)一步開展工作，提出具體的分層取水運(yùn)行方式。

因此，糯扎渡水電站在招標(biāo)及施工圖設(shè)計(jì)階段開展了電站進(jìn)水口分層取水研究，在采用數(shù)值模型預(yù)測(cè)分析糯扎渡水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)和下泄水溫的基礎(chǔ)上，確定了電站進(jìn)水塔分層取水的結(jié)構(gòu)形式及其初擬運(yùn)行方式；在蓄水運(yùn)行階段開展了電站分層取水運(yùn)行管理規(guī)程研究和瀾滄江中下游水溫持續(xù)監(jiān)測(cè)工作，通過(guò)水庫(kù)成庫(kù)后壩前垂向水溫的持續(xù)監(jiān)測(cè)，驗(yàn)證水庫(kù)水溫?cái)?shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果，并綜合電站投運(yùn)后的發(fā)電、防洪及航運(yùn)供水等多目標(biāo)運(yùn)行模式要求，進(jìn)一步修訂進(jìn)水口分層取水疊梁門運(yùn)行方式。

1 糯扎渡水庫(kù)壩前垂向水溫結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)分析

1.1 水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)初步判別

首先采用參數(shù)α-β、Norton密度佛汝德數(shù)、水庫(kù)寬深比三種方法初步判別糯扎渡水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)型式。

1.1.1 判別計(jì)算過(guò)程

(1)參數(shù)α-β判別法。利用水庫(kù)水文參數(shù)α(α=多年平均徑流量/水庫(kù)總庫(kù)容)和β(β=一次洪水量/水庫(kù)總庫(kù)容)進(jìn)行判別計(jì)算，當(dāng)α<10，則水庫(kù)水溫為分層型；當(dāng)10<α<20，則水庫(kù)水溫為不穩(wěn)定分層型；當(dāng)α>20，則水庫(kù)水溫為混合型。對(duì)于分層型的水庫(kù)，如果遇到β>1 的洪水，將出現(xiàn)臨時(shí)混合現(xiàn)象；但如果β<0.5時(shí)，洪水對(duì)水庫(kù)水溫的分布結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響。

(2) Norton密度佛汝德數(shù)判別法。利用Norton密度佛汝德數(shù)判別公式進(jìn)行計(jì)算，即

Fd=(LQ/HV)(gG)-1/2

(1)

式中，F(xiàn)d為密度佛汝德數(shù)；L、H、V分別為水庫(kù)長(zhǎng)度、平均水深和庫(kù)容；Q為入庫(kù)流量；g為重力加速度；G為標(biāo)準(zhǔn)化的垂向密度梯度(量級(jí)為10-3，1/m)。當(dāng)Fd<0.1時(shí)，水庫(kù)水溫為穩(wěn)定分層型；當(dāng)0.11.0時(shí)，水庫(kù)水溫為完全混合型。計(jì)算得到Fd=0.055 <0.1，水庫(kù)水溫為分層型。

(3)水庫(kù)寬深比判別法。采用水庫(kù)寬深比判別方法R=B/H計(jì)算，式中，B為水庫(kù)水面平均寬度；H為水庫(kù)平均水深。當(dāng)H>15 m、R>30時(shí)，水庫(kù)水溫為混合型；當(dāng)R<30時(shí)，水庫(kù)為分層型。

1.1.2 判別結(jié)果

三種判別法均得到一致的結(jié)果，糯扎渡水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定分層型，見(jiàn)表1。

表1 糯扎渡水電站水庫(kù)水溫類型初步判斷

判別方法選用參數(shù)判別值判別結(jié)果α-β判別法α/β23/065典型分層型密度佛汝德數(shù)法Fd00027典型分層型水庫(kù)寬深比法R201典型分層型

1.2 水庫(kù)水溫預(yù)測(cè)模型參數(shù)率定及計(jì)算過(guò)程

為保證研究工作銜接延續(xù)性，在充分利用2004年電站建設(shè)環(huán)境影響評(píng)價(jià)和2005年瀾滄江中下游梯級(jí)電站建設(shè)環(huán)境影響研究與評(píng)價(jià)期間的一維和垂向二維模型計(jì)算成果，保證研究工作銜接延續(xù)性的基礎(chǔ)上，采用丹麥MIKE3三維水動(dòng)力學(xué)水溫模型對(duì)糯扎渡水庫(kù)豐、平、枯三個(gè)典型年進(jìn)行數(shù)值模擬，并使用美國(guó)EFDC三維水動(dòng)力學(xué)水溫模型對(duì)典型平水年進(jìn)行校驗(yàn)，確保成果的可靠性。

MIKE3三維水動(dòng)力學(xué)水溫模型是由基本方程、湍流方程、熱交換反應(yīng)方程構(gòu)建的復(fù)雜方程組。限于篇幅文中僅列出了MIKE3基本方程組，具體為：

(2)

(3)

(4)

式中，t為時(shí)間；ρ為水的密度；cs為水的狀態(tài)系數(shù)；ui為xi方向的速度分量；Ωij為柯氏張量；p為壓力；gi為重力矢量；νT為湍動(dòng)粘性系數(shù)；δ為克羅奈克函數(shù)(當(dāng)i=j時(shí)δij=1；當(dāng)i≠j時(shí)δij=0)；k為湍動(dòng)能；T為溫度；DT為溫度擴(kuò)散系數(shù)；Cp為等壓比熱；QH為熱交換反應(yīng)式；SS為源匯項(xiàng)。

研究工作開展時(shí)，因缺乏瀾滄江梯級(jí)水庫(kù)的穩(wěn)定水溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，因此庫(kù)水溫預(yù)測(cè)計(jì)算中，利用了雅礱江二灘水電站2006年5月和7月的水溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，重點(diǎn)對(duì)MIKE3模型中包括Smagorinsky混合紊流模型水平方向系數(shù)，湍流k-ε方程中的通用常數(shù)，基于水流渦粘系數(shù)描述的熱擴(kuò)散系數(shù)D的比例系數(shù)k，太陽(yáng)輻射云量影響公式中的系數(shù)a2和b2，蒸發(fā)散熱計(jì)算公式中的a1和b1以及太陽(yáng)輻射熱水下傳播計(jì)算公式中的λ和β等水動(dòng)力學(xué)參數(shù)和熱量交換參數(shù)進(jìn)行了率定試算，并驗(yàn)證確定。從MIKE3和EFDC兩種模型軟件水溫計(jì)算率定驗(yàn)證結(jié)果可知，模型計(jì)算與實(shí)測(cè)結(jié)果符合較好，模型概化和控制條件基本符合實(shí)際情況，參數(shù)取值適當(dāng)，用于糯扎渡水電站水溫計(jì)算可以獲得較高精度。水溫模型計(jì)算過(guò)程詳見(jiàn)圖1。

圖1 水溫計(jì)算過(guò)程

1.3 水庫(kù)水溫預(yù)測(cè)計(jì)算范圍及邊界條件確定

糯扎渡電站庫(kù)區(qū)回水長(zhǎng)度220 km，壩前最大水深210 m。為保證預(yù)測(cè)工作的準(zhǔn)確性，采用了庫(kù)區(qū)實(shí)測(cè)地形資料，并考慮主要支流的影響。計(jì)算范圍縱向選取壩址至上游170 km的庫(kù)區(qū)，橫向選取水庫(kù)正常蓄水位左右岸淹沒(méi)線，垂向選取全水深。MIKE3模型計(jì)算采用尺寸150 m×200 m×9 m(縱×橫×垂)的三維矩形網(wǎng)格，垂向網(wǎng)格共分23層，時(shí)間步長(zhǎng)240 s。運(yùn)用EFDC模型僅進(jìn)行糯扎渡全庫(kù)區(qū)模擬，其模型范圍選取、模型概化方法和計(jì)算條件均與MIKE3模型相同。

糯扎渡水庫(kù)水位邊界條件根據(jù)各典型水文年梯級(jí)電站聯(lián)合調(diào)度資料，設(shè)計(jì)出月平均運(yùn)行水位，進(jìn)行插值，由一維模型計(jì)算提供的典型豐水年19900601～19910531，典型平水年19760601～19770531和典型枯水年19940601～19950531水庫(kù)水位邊界數(shù)據(jù)。上游水溫邊界條件，采用糯扎渡水庫(kù)庫(kù)尾，大朝山電站多年平均下泄水溫為入庫(kù)來(lái)水水溫條件，見(jiàn)圖2。氣溫、濕度邊界條件均采用糯扎渡庫(kù)區(qū)實(shí)測(cè)多年平均數(shù)據(jù)。糯扎渡水電站在上游有小灣龍頭水庫(kù)的情況下，糯扎渡水庫(kù)常年維持在較高水位運(yùn)行，只有遇到來(lái)水特枯年份或系統(tǒng)特殊運(yùn)行要求時(shí)，水庫(kù)才消落到死水位765 m運(yùn)行。

圖2 大朝山電站多年平均下泄水溫

1.4 壩前垂向水溫結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)分析

根據(jù)使用MIKE3模型預(yù)測(cè)與EFDC模型復(fù)核的成果，糯扎渡水庫(kù)正常蓄水后幾乎全年都處于水溫分層狀態(tài)，水庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)分為表、中、底層，表層為水面至10 m層水溫，中層為水深50 m層水溫，底層為水深100 m和150 m水溫。春夏季3月～7月基本分為兩層，秋冬季8月～翌年2月基本分為三層。從圖3庫(kù)區(qū)水溫分布可看出，靠近水庫(kù)底層的水溫相對(duì)穩(wěn)定，而年內(nèi)各月水庫(kù)水溫較高區(qū)域都分布在水庫(kù)表層，縱向分布在近壩約70 km范圍內(nèi)，即水庫(kù)總長(zhǎng)度約1/3，采用疊梁門取水方式，使壩前表層水體流動(dòng)，導(dǎo)致庫(kù)區(qū)高溫區(qū)保持在壩前的區(qū)域。

在糯扎渡水庫(kù)正常蓄水情況下，水庫(kù)壩前2.5 km范圍內(nèi)水溫分布穩(wěn)定，且直接控制了發(fā)電下泄水溫，因此選取水庫(kù)壩前2.5 km斷面基本可以代表壩前水溫垂向分布特征，由圖4可知，典型豐水年運(yùn)行情況下，3月～7月壩前庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)分兩層，上層水溫從低逐漸升高，層厚逐漸變厚；8月～11月水溫結(jié)構(gòu)分三層，降雨使表層水溫比6月～7月略低，水體熱傳導(dǎo)使中層水溫仍逐漸升高；12月～翌年2月，庫(kù)水溫結(jié)構(gòu)逐漸由三層恢復(fù)為兩層，上層水溫逐漸降低，層厚變薄；而水深100 m以下的下層水，水溫年際變化很小，至150 m以下深度水溫全年基本保持在14.7 ℃左右。由于典型豐水年和平水年的運(yùn)行調(diào)度水位過(guò)程規(guī)律基本相似，運(yùn)行流量過(guò)程量級(jí)相似，典型平水年垂向水溫結(jié)構(gòu)、各月份的水溫分層現(xiàn)象，與典型豐水年基本一致，變化規(guī)律相同，只是表層、上層水溫略高于典型豐水年，而100 m以下水溫略低于典型豐水年，保持在14.4 ℃左右。典型枯水年各月垂向水溫結(jié)構(gòu)均分為兩層。3月～10月上層水溫從低逐漸升高，上層水厚度由薄變厚；11月～翌年2月，上層水溫逐漸降低，層厚變??；而水深80 m以下水溫年內(nèi)變化很小，至110 m水深以下水溫全年保持在14.3 ℃左右。

綜上所述，糯扎渡主要庫(kù)區(qū)水體各月水溫分層明顯，上下水溫變化梯度較大的水層平均在水深60～70 m的位置，上層水溫年內(nèi)變化很大，100 m

圖3 典型平水年4、6、8月庫(kù)區(qū)水溫分布(單位：℃)

圖4 壩前2.5 km斷面典型豐、平、枯水年垂向水溫分布

水深以下水溫全年基本不變。

2 糯扎渡水庫(kù)水溫實(shí)測(cè)對(duì)比分析

2.1 水庫(kù)壩前垂向水溫監(jiān)測(cè)儀器布設(shè)與監(jiān)測(cè)情況

根據(jù)前期研究成果，糯扎渡水庫(kù)壩前大梯度水溫變幅區(qū)分布在水深70 m以上水層。而糯扎渡電站進(jìn)水塔高度85.5 m，因此為驗(yàn)證水庫(kù)水溫?cái)?shù)值預(yù)測(cè)結(jié)果，指導(dǎo)電站進(jìn)水口疊梁門運(yùn)行，分別在大壩壩前左岸邊坡和電站進(jìn)水口右側(cè)邊坡各布置了1組鏈?zhǔn)綔囟扔?jì)水溫測(cè)線，其中大壩壩前左岸邊坡水溫測(cè)線設(shè)有47支溫度計(jì)，762～ 812 m高程每隔2 m布置1支溫度計(jì)，共26支；711～762 m高程每隔3 m布置1支溫度計(jì)，共17支；611～711 m高程每隔25 m布置1支溫度計(jì)，共4支；電站進(jìn)水口右側(cè)邊坡35支溫度計(jì)，762～812 m高程每隔2 m布置1支溫度計(jì)，共26支；在735～762 m高程每隔3 m布置1支溫度計(jì)，共9支。每日8時(shí)、20時(shí)定時(shí)自動(dòng)測(cè)量水溫，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸至電站工程安全監(jiān)測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)存儲(chǔ)。

2014年8月，在糯扎渡水庫(kù)首次達(dá)到正常蓄水位10個(gè)月后，水庫(kù)垂向水溫分布基本穩(wěn)定情況下，啟動(dòng)了水庫(kù)壩前垂向水溫的持續(xù)監(jiān)測(cè)，至2015年7月取得了一個(gè)完整水文年的壩前垂向水溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，具備了對(duì)水溫結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)成果進(jìn)行對(duì)比與驗(yàn)證的資料基礎(chǔ)。

2.2 水庫(kù)水溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)2014年和2015年上半年瀾滄江流域中下游來(lái)水總體偏少，小灣斷面來(lái)水基本與多年平均持平，景洪斷面來(lái)水經(jīng)還原上游水庫(kù)調(diào)節(jié)運(yùn)行影響后，較多年平均偏少一至兩成，位于小灣和景洪的區(qū)間的糯扎渡水庫(kù)來(lái)水總體屬于為平偏枯年份。因此，選用水庫(kù)典型平水年運(yùn)行情況下的水溫預(yù)測(cè)值與壩前實(shí)測(cè)水溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

經(jīng)初步比對(duì)，壩前兩條水溫測(cè)線在同等水位條件下對(duì)應(yīng)深度測(cè)點(diǎn)的同時(shí)刻測(cè)值較為接近，因此選擇布點(diǎn)較多，完好率較高的大壩壩前左岸邊坡水溫測(cè)線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與壩前預(yù)測(cè)值進(jìn)行比對(duì)。實(shí)測(cè)水溫?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法：①統(tǒng)計(jì)位于當(dāng)月平均庫(kù)水位水面以下測(cè)點(diǎn)，水面以上測(cè)點(diǎn)測(cè)值不進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的庫(kù)水深數(shù)據(jù)采用全月每日8時(shí)水位測(cè)值的算數(shù)平均值與測(cè)點(diǎn)布設(shè)高程的差值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；②為滿足以月均水溫為形式的水庫(kù)水溫預(yù)測(cè)值成果對(duì)比，采用單測(cè)點(diǎn)全月日均水溫的算數(shù)平均值，即首先統(tǒng)計(jì)出同一測(cè)點(diǎn)的單日平均水溫，再根據(jù)各測(cè)點(diǎn)全月數(shù)據(jù)采集情況，統(tǒng)計(jì)單測(cè)點(diǎn)月平均水溫；③針對(duì)測(cè)點(diǎn)個(gè)別測(cè)次的異常數(shù)據(jù)進(jìn)行粗差剔除和函數(shù)修正；④采用內(nèi)插法對(duì)因儀器異常造成的個(gè)別測(cè)次數(shù)據(jù)丟失進(jìn)行補(bǔ)值；⑤完全損壞或失效測(cè)點(diǎn)不列入水溫?cái)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)范圍。

2.3 水庫(kù)壩前水溫預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析

典型平水年壩前各月預(yù)測(cè)水溫結(jié)果與完整平水年實(shí)測(cè)水溫月平均水溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)比，水庫(kù)壩前實(shí)際水位線以下100 m深度范圍內(nèi)的逐月預(yù)測(cè)和實(shí)測(cè)垂向水溫結(jié)構(gòu)分布與變化趨勢(shì)近乎一致，但實(shí)測(cè)月均水溫值總體高于預(yù)測(cè)水溫值，見(jiàn)圖5。

8月～11月具體如下：8月，水深5 m范圍內(nèi)的表層實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫基本吻合，6～60 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值逐漸擴(kuò)大至2.23～3.74 ℃，至70 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值開始逐步縮小至2 ℃以下；9月，從表層至水深40m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)水溫高于預(yù)測(cè)水溫1.2～2.4℃，40～90m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值逐漸擴(kuò)大至3.19～4.35 ℃，至90 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值縮小至2 ℃；10月，從表層至水深10 m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)高于預(yù)測(cè)水溫1.75～2.5 ℃，10～45 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值始終低于1 ℃，50～90 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值逐漸擴(kuò)大至1.51～3.91 ℃，至100 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值開始逐步縮小至2 ℃以內(nèi)；11月，從表層至水深15 m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)高于預(yù)測(cè)水溫1.87～2.77 ℃，15～60 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值始終低于1 ℃，60～100 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值保持在2℃以內(nèi)。

12月～翌年2月具體如下：12月，從表層至水深40 m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)水溫高于預(yù)測(cè)水溫1.15～2.07 ℃，40～90 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫?cái)?shù)值基本相等；1月，從表層至水深50 m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)水溫高于預(yù)測(cè)水溫1～1.7 ℃，50～90 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫?cái)?shù)值較為接近，差值在1 ℃以內(nèi)；2月，從表層至水深60 m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)水溫高于預(yù)測(cè)水溫1.7～2.29 ℃，60～90 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值逐漸減小至0.89～1.56 ℃。

3月～7月具體如下：3月，表層至水深20m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)水溫與預(yù)測(cè)水溫達(dá)到4℃左右的差值，20～50 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值保持在2.5 ℃；50～90 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值逐漸減小至0.99～1.79 ℃；4月，表層至水深10 m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)水溫與預(yù)測(cè)水溫達(dá)到4 ℃左右的差值，10～50 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值保持在2.5 ℃；50～90 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值逐漸減小至0.83～1.74 ℃；5月，因數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器故障導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失；6月，表層至水深20 m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)水溫低于預(yù)測(cè)水溫2～3 ℃，20～70 m水深實(shí)測(cè)高于預(yù)測(cè)水溫1.46～2.48 ℃； 7月，表層至水深15 m范圍內(nèi)實(shí)測(cè)水溫高于預(yù)測(cè)水溫1～2 ℃，20～50 m水深實(shí)測(cè)與預(yù)測(cè)水溫差值擴(kuò)大至2～6 ℃，50 m以下水深實(shí)測(cè)開始逐漸接近預(yù)測(cè)水溫，差值在0.5以下。

3 結(jié) 語(yǔ)

(1)通過(guò)對(duì)比分析，糯扎渡電站水庫(kù)壩前實(shí)際水位線以下100 m深度范圍內(nèi)的逐月預(yù)測(cè)和實(shí)測(cè)垂向水溫結(jié)構(gòu)分布與變化趨勢(shì)近乎一致，說(shuō)明采用經(jīng)率定驗(yàn)證后的MIKE3模型和EFDC模型的庫(kù)水溫預(yù)測(cè)研究方法切實(shí)可行。

(2)針對(duì)實(shí)測(cè)月均水溫值總體高于預(yù)測(cè)水溫值的情況，估計(jì)是因?yàn)憸娼饔蛉狈λ畮?kù)水溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，而采用了雅礱江二灘電站水庫(kù)水溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型率定造成的偏差，以及上游小灣水庫(kù)投運(yùn)后，流域梯級(jí)電站聯(lián)合調(diào)度運(yùn)行的影響。

(3)鑒于水庫(kù)水溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)電站進(jìn)水口分層取水設(shè)施有效運(yùn)行的重要指導(dǎo)作用，在目前已出現(xiàn)的部分溫度計(jì)因異常或損壞導(dǎo)致數(shù)據(jù)缺失，且溫度計(jì)難以維修更換的情況下，建議在今后新建電站采用雙垂向水溫測(cè)線同部位冗余布置的方案，進(jìn)一步提升水庫(kù)水溫監(jiān)測(cè)工作的持續(xù)性和數(shù)據(jù)采集的可靠性。

(4)糯扎渡電站進(jìn)水口疊梁門分層取水設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行在瀾滄江流域水電開發(fā)尚屬首例，在國(guó)內(nèi)也缺乏運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，因此唯有與之同步開展相應(yīng)的水溫監(jiān)測(cè)工作，積累詳實(shí)的水溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，方能為評(píng)價(jià)分層取水設(shè)施運(yùn)行效果，修正并完善其調(diào)運(yùn)方式提供科學(xué)支撐，進(jìn)而促進(jìn)水電能源開發(fā)與水生生態(tài)環(huán)境和諧發(fā)展。

圖5 水庫(kù)預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)水溫對(duì)比參考文獻(xiàn)：

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(責(zé)任編輯 王 琪)

Comparative Analysis of Vertical Water Temperature between Forecast and Measurement Data in front of Dam of Nuozhadu Hydropower Station

XIAO Haibin1, CHEN Hao1,2, WANG Hailong1, LU Ying3, WANG Haiyan1, XIONG Heyong1

(1. Huaneng Lancang River Hydropower Co., Ltd., Kunming 650214, Yunnan, China; 2. College of Water Conservancy and Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, Jiangsu, China; 3. Institute of International Rivers and Eco-security, Yunnan University, Kunming 650091, Yunnan, China)

The total reservoir capacity of Nuozhadu Hydropower Station is 23.703 billion m3. The impoundment of reservoir will form the largest reservoir in Lancang River Basin and make the water temperature change greatly than natural river. According to EIA approval, the structure and distribution of reservoir water temperature should be predicted by studying intake stratified water diversion in construction period of station, and the vertical water temperature after power station put into operation should be continuously monitored to verify the results of prediction. The forecast and measurement data of vertical water temperature are comparatively analyzed herein, which provide a basis to improve the operation of stoplog gate for stratified water diversion of station．

water temperature structure; forecast data; measurement data; Nuozhadu Hydropower Station

2015- 11- 18

國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題(2013BAB06B03)

肖海斌(1974—)，男，湖北武漢人，高級(jí)工程師，博士，主要從事水電開發(fā)科技研究與管理工作．

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0559- 9342(2016)09- 0087- 06