本文關(guān)鍵詞：水庫水溫?cái)?shù)學(xué)模型及其應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

湖水水溫研究

第 5期

陸俊卿等：庫水溫?cái)?shù)學(xué)模型及其應(yīng)用水

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對于固壁邊界：用無滑移條件，為絕熱邊界。采且 4控制方程的離散和求解 . 運(yùn)用有限體積法和交錯(cuò)網(wǎng)格離散模型基本方程。在交錯(cuò)網(wǎng)格中，量性變量和各種常數(shù)都儲(chǔ)存在網(wǎng)格的中標(biāo)

心點(diǎn)上，，量性變量即速度變量儲(chǔ)存在網(wǎng)格邊界上。分別對各個(gè)變量在各自的控制容積內(nèi)積分，量及源項(xiàng)在控矢變制體表面值由相鄰節(jié)點(diǎn)插值得離散化的方程組。離散后的方程組采用三對角矩陣法 ( D ) T MA迭代求解，壓力修用 正法對速度和壓力進(jìn)行修整，了避免迭代過程發(fā)散，快收斂，源項(xiàng)采用線性化并對迭代過程進(jìn)行欠松弛。為加對 詳細(xì)離散過程參見文獻(xiàn)。 12剖面二維浮力流 k

. -型 s模

直角坐標(biāo)系下，面二維浮力流 k￣模型基本方程組的通用形式可表示為：剖 -

a a。 a一x中x+z a+垂￡。 (。 3‘, /旦 3)3 )S\ ( 。\ ++=

、 (’ 3, )

式中：一通用因變量；一輸運(yùn)系數(shù)； 源項(xiàng)。通用方程變量說明見表 1 S一。式 ( ) 3即是在式 ( )基礎(chǔ)上忽略 1的了橫向水動(dòng)力因素以及熱力因素的影響，中忽略了橫向取值，它變量及源項(xiàng)不變。剖面二維模型采用的其其

邊界條件以及方程得離散和求解均與三維模型相同，在此不再詳細(xì)敘述。

2模型檢驗(yàn) 2 1實(shí)測水庫資料 .

漫灣水電站壩址位于云南省臨滄地區(qū)云縣與思茅地區(qū)景東縣的交界處。漫灣水電站的開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，電站大壩為混凝土重力壩，高 12水庫正常蓄水位 9 4壩前水深 9 m,庫容 1 .壩 3 m, 9 m, 9總 0 6億 m,面面積 3水 2 .kl,庫回水長度 7 .k 36 H水 2 00 m。漫灣水庫為河道型水庫，面平均寬度約 3 0水 3 m。采用中國水利水電科學(xué)研究院

在 20 0 4年 2月于漫灣庫區(qū)監(jiān)測的實(shí)測水溫?cái)?shù)據(jù)對三維以及剖面二維模型進(jìn)行率定，利用 2 0并 0 3年 2月至 20 04 年 2月壩前庫表水溫對模型進(jìn)行檢驗(yàn)。監(jiān)測時(shí)共布置 1 6個(gè)斷面，區(qū) 1庫 5個(gè)斷面，下游 1個(gè)斷面，區(qū)觀測范壩庫

圍為大壩上游 5 .k 5 0 m。 22計(jì)算條件 .

根據(jù)實(shí)測斷面水溫資料，取壩前 3 .k選 00 m作為計(jì)算區(qū)域。計(jì)算采用矩形網(wǎng)格，面二維計(jì)算網(wǎng)格尺寸為剖 20 m(向 X垂向 )計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格總數(shù)為 210個(gè)，維計(jì)算網(wǎng)格尺寸 2 0 0 m X5縱向×橫向×垂 0 mX5縱， 0三 0 mx 10 m(向)計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格總數(shù)為 4 0, 200個(gè)。計(jì)算時(shí)間段為 20 0 3年 2月至 2 0 0 4年 2月，算時(shí)間步長均為 2 0。計(jì) 0 s根據(jù)模型要求，在計(jì)算中還引入了如下的條件：1 20 ( )0 3年 2月至 2 0 0 4年 2月上游來流以及水庫水量調(diào)度資料；2 2o ( )0 3年 2月至 2 0 04年 2月庫區(qū)實(shí)測水位數(shù)據(jù)；3 20 ( )0 3年 2月至 20 04年 2月計(jì)算

進(jìn)口水溫 (由一維水溫計(jì)算結(jié)果提供 ) ( )0 3年 2月至 2 0;4 20 04年 2月庫區(qū)氣溫資料；5 20 ( )0 3年 2月至 20 0 4年 2月庫區(qū)太陽輻射資料 (采 用臨近瀾滄地區(qū)資料 )。

23率定與驗(yàn)證 .

利用 20 04年 2月 1 7日至 1 9日對漫灣水庫的水溫結(jié)構(gòu)觀測結(jié)果，對二維和三維模型的參數(shù)進(jìn)行了率定。模 型計(jì)算的漫灣不同斷面水溫垂向分布結(jié)果與現(xiàn)場觀測結(jié)果比較如圖 1示。由于二維計(jì)算結(jié)果與三維結(jié)果相所

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