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温度分层水库中间层流运动影响因素分析

2015-08-23任实张小峰陆俊卿

哈尔滨工程大学学报 2015年5期

任实,张小峰,陆俊卿

(1.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北武汉430072;2.环境保护部华南环境科学研究所,广东广州510655;3.国家环境保护水环境模拟与污染控制重点实验室,广东广州510655)

深水型水库在垂向上存在温度分层现象,水库的温度分层使库区内水体密度沿水深发生变化,抑制了动量、温度、污染物在垂向上的输移。Fernandez等通过调节进口溶液的密度,观测到入流能够形成不同的流动形态而侵入分层环境水体中[1];Baines研究了存在底坡的分层水体中的密度流运动,通过改变底坡角度发现运动过程可以分为若干区域[2-4]。在温度分层水库中的密度运动研究中,Alavian[5-6]认为入流在分层环境中可形成3种不同的流动:表层流、间层流(中层密度流)和底层流。

Gu等通过不同的数学模型,研究了入库流量、分层条件、库区几何形态等因素对于间层流运动的影响,并比较了表层流和间层的运动过程[7-8];Ahlfeld研究了分层强度对于间层流在水库中运行时间的影响[9],研究结果表明温度分层强度越大,层流运行时间越小;张小峰等研究了入库条件对水库密度流形成的影响[10]。在试验方面,张小峰、任实等通过概化水槽试验模拟了水库的水温分层,并在此基础上研究了分层条件和出流条件对间层流运动的影响[11-12]。本文采用水槽试验对水库的温度分层环境进行了模拟,在实现了间层流运动的基础上,探讨了入流条件和分层条件等对间层流运动的影响,能够进一步研究密度流在温度分层水库中的运动机理,并且能够为温度分层水库或湖泊的水质监测与管理提供参考。……

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