水库是一种多功能的水利工程,除了具有发电、调洪、环境保护等功能之外,还作为附近及下游的工农业用水与城市居民生活用水的水源地。然而随着社会经济的快速发展,大量工业废水和城市生活污水未经过处理就直接排入河流、水库等重要水源地,使水体中的污染物大大超过水体的自净能力,河流、水库的水质急速恶化,严重的影响人们的生存环境和社会发展。研究水库中水质分布特性,水流运动规律,对于加强水库综合管理,保护环境,保护人民生命财产和保持社会稳定具有重要意义。本文对大型深水水库水温分层特性、水动力学特性及水库运行方式等进行系统的研究与分析,建立垂向二维水温模型,并将其应用于黑河金盆水库进行模拟。本文通过建立水流运动方程和垂向二维水温模型,模拟计算得出以下主要结论:(1) 8月份水体表面温度最高,可达27℃,上下层温差也最大,达到19.46℃,最底层水体的温度也最高,温度分层也最为明显。在6-9月明显分层的四个月中,温跃层的厚度在随着表层温度的变化而变化,并于8月最厚,达到35m左右,也就是说8月份分层现象是最明显,最稳定的。(2)随着温度的降低,温跃层的厚度逐渐减小,底部滞温层厚度增加,变温层的深度增大。10月份水温降低,分层现象开始变得平缓,为温度继续降低,冬季翻转作准备。(3)大约在50m水深以下,温度变化趋势趋于平稳,温差较小。而在50m以上,水温梯度较大,温度明显下降。也可以解释为50m水深以下,光照很难到达,物理化学生物作用产生的温度变化较小。(4)经过对经验值和数学模拟值进行相互比较,数学模型法的预测值稍微偏小一点。垂向2-D水温分布模型计算值与实测值基本相符,计算值与实测值误差范围在0%-16.6%之间,平均误差为4.2%,最大误差为16.6%,最小误差为0%,由于夏季日平均气温变化较大,一般在下午两点时温度达到最大,表层水体温度也随之升高,致使个别误差大于10%,影响了模拟结果。但是该计算结果基本上符合垂向水温的模拟要求。