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论文概述了国、内外关于水流流速、水库水温测试方法、应用仪器等的研究现状及存在问题。为了合理布置流速、温度场测试方案,以3座不同调节性能的大型深水水库新安江、二滩、富春江水库为例,按照水文测验规范和有关规定,从流速、温度场的测试理论、方法及其应用等方面进行研究,探索大型深水水库测试方法的合理性和可行性,为其它水库的流速、温度场测试提供理论技术指导。
流速场测试采用的主要仪器为ADCP,但是ADCP测速仪在我国还没有得到有效的论证,原型测试开展了定点ADCP与海流计、定点ADCP与旋杯流速仪、动船ADCP与定船ADCP的对比测试,经分析ADCP与常规仪器的流速测试成果基本上呈45°直线,表明ADCP在大型深水库的流速测试精度与常规流速仪的精度相当,ADCP的测试成果符合规范的精度要求,无需校正动船ADCP测得的流速。根据水文测验规范和水库水域的具体情况,设计了布置测速断面、垂线、测点等。原型测试时,考虑到发电流量可能对流速的影响,选择不同的发电流量合理安排测试时间,进行流速场测试。
为了探索测船移动对流速、温度场测试的影响,同时研究水库等水深温度的空间变化,开展了水库动船测温定位允许误差试验,试验结果表明只要测量历时控制在2h、期间环境温差小于6℃、测船定位摆动半径小于25m内可满足设定的0.1℃精度要求。为研究大深型水库的水温跃温层的日变化,为后续的日测次安排打下基础,开展了跃温层的对比测试,结果显示同一测次垂线的同层温度离差很小,离差最大的跃温层的最大离差也在0.05℃之内,跃温层厚度日变化很小。根据水文测验规范及上述研究成果,设计了大型深水水库水温及流速场年测试方案。
以新安江水库为例,验证了设计的流速、温度场的测试方法的可行性,分析了流速、温度的时空变化规律,进一步检验了测试成果的合理性和测试方法的可移植性。