[发明专利]深水水库垂向水温分布的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程领域，涉及一种深水水库垂向水温分布的测量方法。

背景技术

水库建成后，库区水体流速减小、水体置换周期增加，水体热量输运过程随之发生较大改变，将会形成其特有的水温结构。如水库水温分层可能直接导致库区内的水质分层和生态分层，并且对农田灌溉、工业供水、生活用水、下游河流的水质和生态平衡、以及库区水的利用(养殖、娱乐)等方面都产生重要影响。水温是水环境中极其重要的因素，是影响水库水质的重要参数，也是评价水库对于下游水生态环境影响的重要水质参数，因此深水水库水温垂向分布及其对下游河道生态环境的影响极受工程开发者和研究工作者的重视。

现场监测无疑是了解水库水温分布的主要手段，并在现行调查研究中得到了广泛的应用，其中点式测温计因其使用方便，造价低，在水温的现场监测中得到了广泛的应用。现行方法在进行测量时，通常参考地表水质的测量标准，从水面到水下测点间隔逐步增大，即从水面到水下测点间距由2m逐步过度到20m。这种方法在表层因为测点多，可较好捕捉到表层水温的变换趋势，但由于深水水库的温跃层或温变层常处于水下20m以下甚至更深，这种测量方法无法较好捕捉水深较大处水温的变化。然而深水水库的温跃层或温变层的位置是现场监测最为关心的内容，也是深水水库水温垂向分布研究的重点，因此通常也会采用间距较小的等距测点的方法来捕捉深水处水温的变化。但由于温跃层或温变层出现的位置不定，加密的测点不一定就在温跃层或温变层出现的区域，因此常常造成人力物力的浪费。因此，需要寻找一种即可节省人力物力，尽量减少测点数量，又能较好捕捉深水水库水温变化趋势的方法。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明致力于解决现有技术测量深水水库垂向水温分布的缺点，提供一种既可减少测点数量，又能较好捕捉深水水库水温变化趋势的方法。

根据本发明的一个方面，提出一种深水水库垂向水温分布的测量方法，包含如下步骤：

1）确定测量的控制间距L；

2）判断水深是否小于10m，对于水深超过10m的情况，从10m水深处开始测量，间隔10到15m测量一点；

3）判断测量点的间距是否小于2倍的控制间距L；

4）如果测量点的间距不小于2倍的控制间距L，则计算各点的温度梯度，判断测量点的温度梯度是否大于0.05℃/m；

5）若测量点的温度梯度大于0.05℃/m，则比较该测量点的温度梯度与相邻点的温度梯度之差的绝对值与该测量点的温度梯度之比，判断该比值是否大于15%；

6）若该比值是否大于15%，则在该点与相邻点的中点处补充测量水温；

7）重复步骤3）到步骤6），直到所有测量点的水温都满足水温梯度绝对值不大于0.05℃/m，或该测量点的温度梯度与相邻点的温度梯度之差的绝对值与该点的温度梯度之比不大于15%，或测量点的间距不大于2倍控制间距L；

8）将所有测量点的水温按水深排列，并进行样条插值得深水水库垂向水温分布。

可选地，当在步骤3）中判断所述测量点的间距不大于2倍所述控制间距L时，或者在步骤4）中判断测量点的水温都满足所述水温梯度绝对值不大于0.05℃/m，或在步骤5）中判断所述点的所述温度梯度与所述相邻点的所述温度梯度之差的绝对值与所述点的所述温度梯度之比不大于15%时，直接执行步骤8）。

根据本发明的一个方面，测量水深10m处的水温及库底水温。

根据本发明的一个方面，对于水深小于10m的点采用常规测量方法进行测量。

可选地，可采用点式温度计作为所述测量仪器。在步骤1）中根据点式温度计的测量精度a，确定测量的控制间距为L=a/0.05=20a。

可选地，可采用后插法计算各个所述测量点的所述温度梯度。

可选地，可根据洋深层水体中温跃层存在的标准筛选所述测量点，可避免遗漏。

通过比较可知，在温跃层的变化及捕捉上，本发明提出的测量方法明显优于常规方法，且测点数也要少于常规方法。

附图说明

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

图1显示水温均大于4℃时水温随深度的变化关系。

图2显示水温均小于4℃时水温随深度的变化关系。