一般来说,任意深度的库水温度变化可以由式(6.4)表达:
其中
式中:y为水深,m;τ为时间,月;ω为温度变化的圆周率;P为温度变化的周期,12个月;ε为相位差,月;T(y,τ)为水深y处在时间为τ时的温度,℃;T m(y)为水深y处的年均水温,℃;A(y)为水深y处的温度年变幅,℃;τ0为气温最高的时间,月。
年均水温计算式(6.5)中的有关常数确定方法如下。
对于年均气温在10～20℃之间,冬季表面不结冰的水库,表面年均水温可以由式(6.8)计算:
式中:T s为表面年均水温,℃;T am为当地年均气温,℃;Δb为温度增量,主要由日照影响,℃。
从实测资料可知,在一般地区,Δb=2～4℃,初步设计可取Δb=3℃;在炎热地区,Δb=0～2℃,初步设计可取Δb=1℃。本工程实例取Δb=3℃。
库底年均水温是最难确定的一个参数,主要参照条件相近的已建水库的实测资料,用类比的方法确定。库底年均水温约6.0℃,本工程实例取6.0℃。
根据多个已建工程的实测数据统计规律,式(6.5)中的常数α=0.04,故有
其中(www.xing528.com)
式中:H为水库深度,m。
一般地区的表面水温年变幅可由式(6.10)计算:
A 0=(T 7-T 1)/2
(6.10)
式中:T 7、T 1为当地7月和1月的平均气温。
根据大量的实测资料,建议按照式(6.11)计算水温变化的相位差:
式中:y为水深,m。
库水温度同时为水深和时间的函数,表6.10为水库水温的计算值,表中数据用三维图形表达较为直观,图6.2显示了蓄水后5年时间内不同深度水温的变化。图6.2中x轴为时间(月),y轴为距离水面的深度(m),z轴为水温(℃)。取库底年均水温为6.0℃,考虑日照的影响,取水面年均水温为11.2℃。
表6.10 水库水温计算值
图6.2 蓄水5年的时间—水深—水温关系估算曲面图
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