一种水库坝下河道沿程支流汇入增温效应观测系统的制作方法

本实用新型涉及河流水文观测技术领域，具体涉及一种水库坝下河道沿程支流汇入增温效应观测系统。

背景技术：

目前，我国高坝大库坝下河道沿程的水温变化规律分布情况观测研究工作开展较少，尤其是针对河道沿程支流汇入影响前后的水温变化规律及相关效应的观测研究更少，水库坝下河道沿程支流汇入增温效应观测的技术方法与要求缺乏相关导则或规范的有效统一，河道沿程支流汇入增温效应的观测成果质量普遍存在系统性、代表性、可靠性不强等问题，对提高我国河流水温变化规律数学模型研究、经验公式改进及其计算软件开发等工作的参考意义不大。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种水库坝下河道沿程支流汇入增温效应观测系统，以填补目前高坝大库坝下河道沿程的水温变化规律分布情况观测研究工作的空白，并确保河流水温变化规律观测成果的系统性、代表性、可靠性。

本实用新型是通过如下技术方案予以实现的：

一种水库坝下河道沿程支流汇入增温效应观测系统，包括坝下观测点和支流观测群，坝下观测点为设置在沿干流分布的每个水库大坝下游的发电尾水水温观测点，支流观测群包括设置在支流与干流的汇入口处的支流观测点A、支流观测点B和支流观测点C，支流观测点A设置在干流上并位于汇入口上游，支流观测点B设置在支流上并位于汇入口上游，支流观测点C设置在干流上并位于汇入口下游。

所述支流观测点A、支流观测点C与汇入口的距离为500m-5000m，所述支流观测点B与汇入口的距离为500-3000m。

所述发电尾水水温观测点、支流观测点A、支流观测点B和支流观测点C内均设置水温传感器。

所述水温传感器为具有数据远程在线传输功能的TDC-20水温传感器，分辨率0.01℃，精度为0.1℃，范围为-40～100℃，工作深度为0～10m，水温数据记录频次为10-180min。

所述水温传感器设置在水面以下0.5-1m处。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型提供了一种水库坝下河道沿程支流汇入增温效应观测系统，其结合了水库坝下河道沿程支流汇入的流量、水温对干流的影响程度，以及干流河道水文情势、水温的变化程度等因素，对水库坝下河道沿程支流汇入增温效应的观测布点方法作出要求，以提高河流水温变化规律观测工作的技术水平及成果质量，对提高我国河流水温变化规律原型观测工作技术水平及成果质量，进一步提升我国河流水温变化数学模型研究、经验公式改进及其计算软件开发研究工作水平，推动行业技术进步具有重要意义，经济、社会、环境效益显著。

附图说明

图1是本实用新型的布置图；

图2是本实用新型实施例1的布置图；

图中：

1-龙滩水电站大坝；

2-岩滩水电站大坝；

3-大化水电站大坝；

4-龙滩水电站发电尾水水温观测点；

5-吾隘镇支流观测点A；

6-吾隘镇支流观测点B；

7-吾隘镇支流观测点C；

8-乙圩乡支流观测点A；

9-乙圩乡支流观测点B；

10-乙圩乡支流观测点C；

11-岩滩水电站发电尾水水温观测点；

12-羌圩乡支流观测点A；

13-羌圩乡支流观测点B；

14-贡川乡支流观测点A；

15-贡川乡支流观测点B；

16-贡川乡支流汇观测点C；

17-大化水电站发电尾水水温观测点；

18-红水河干流；

19-吾隘镇支流；

20-乙圩乡支流；

21-羌圩乡支流；

22-贡川乡支流；

101-干流；

102-水库大坝；

103-支流；

104-汇入口；

105-发电尾水水温观测点；

106-支流观测点A；

107-支流观测点B；

108-支流观测点C。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；

如图1所示，本实用新型提供了一种水库坝下河道沿程支流汇入增温效观测系统，包括坝下观测点和支流观测群，坝下观测点为设置在沿干流101分布的每个水库大坝102下游的发电尾水水温观测点105，支流观测群包括设置在支流103与干流101的汇入口104处的支流观测点A106、支流观测点B107和支流观测点C108，支流观测点A106设置在干流101上并位于汇入口104上游，支流观测点B107设置在支流103上并位于汇入口104上游，支流观测点C108设置在干流101上并位于汇入口104下游。所述支流观测点A106、支流观测点C108与汇入口104的距离为500m-5000m，所述支流观测点B107与汇入口104的距离为500-3000m。所述发电尾水水温观测点105、支流观测点A106、支流观测点B107和支流观测点C108内均设置水温传感器。所述水温传感器为具有数据远程在线传输功能的TDC-20水温传感器，分辨率0.01℃，精度为0.1℃，范围为-40～100℃，工作深度为0～10m，水温数据记录频次为10-180min。所述水温传感器设置在水面以下0.5-1m处。

上述水库坝下河道沿程支流汇入增温效应观测系统的布置方法包括以下步骤：

(a)在需观测的干流101上所有的用于发电的水库大坝102下游设置坝下观测点；

(b)在每条支流103与干流101的汇入口104设置支流观测群，观测群包括若干观测点；

(c)在每个坝下观测点内设置至少一个水温传感器；

(d)在每个支流观测群中的每个观测点内设置至少一个水温传感器；

(e)设置每个水温传感器的记录频率相同；

(f)水温传感器记录的数据通过无线发射至机房储存；

(g)分析每段规定观测时间内记录的数据并绘制观测图。

实施例1：红水河龙滩水电站

(1)观测背景

龙滩水电站是国家实施西部大开发和“西电东送”战略的标志性工程，是红水河水电开发的骨干工程和龙头水库，工程主要开发任务为发电，兼有防洪、航运等综合效益。龙滩大坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高192m，坝顶长746.49m，水库正常蓄水位375m，相应库容162.1亿m³，死水位330m，相应库容50.6亿m³，水库具有年调节能力。电站装机容量490万kW，共计7台发电机组，进水口中心线高程为311.0m，底槛高程为305.0m。

龙滩水电工程属于特大型水利水电系统工程，水库既调蓄水量又储存热量，导致水库坝前水体水温出现垂向稳定分层现象，会使水库夏季发电泄水的温度低于天然河道水体温度，冬季发电泄水的温度又高于天然河道水体温度，这些变化会给龙滩水库下游地区的生态环境等带来了一定的影响。

龙滩水库库区及坝下沿程水温变化规律系统观测研究是国内第一个针对特大型水库库区及坝下沿程水温变化规律进行的长系列、大尺度系统同步原型观测的基础科学研究，获得了环境保护部、水利部的高度评价，对推动行业技术进步具有重要意义。

目前，研究成果已置于环境保护部国家环境保护环境影响评价数值模拟重点实验室基础数据平台，为我国水库水温结构判别模型研究、水温预测经验公式改进研究、水温数学模型及其计算软件开发研究等提供了重要科学依据。

(2)仪器参数

本次观测水温在线观测探头采用TDC-20水温传感器，分辨率0.01℃，精度0.1℃，范围为-40～100℃，工作深度范围为0～200m，设置成每30min记录一次水温数据，此模式下电池寿命为一年。TDC-20水温传感器采用不锈钢外壳封装，仅有0.2mm的壁厚，具有很小的蓄热量，采用导热性高的密封胶，保证了传感器的高灵敏性，极小的温度延迟，具有防压、防水、防潮功能。TDC-20水温传感器采集的水温数据通过中国移动GPRS数据通信平台接收至实验室指定计算机予以储存。

(3)观测布点

红水河干流18流量较大，龙滩水电站大坝1坝址处的多年平均流量就达到了1610m³/s，因此，龙滩水电站坝下河道沿程支流汇入增温效应观测布点原则为：

①观测范围内汇入支流的多年平均流量相对于干流汇入处断面的多年平均流量来说属不可忽略，且所占比例在二十分之一及以上的，考虑布点；

②观测范围内汇入支流的水体水温与干流汇入处的水体水温有较明显差异，即两者同时间段内的温差占干流水体水温比例的5％及以上，支流汇入后可能会对干流河道的水体水温有一定影响的，考虑布点；

③观测范围内干流河道拦河水工建筑物等水文情势变化较大的对象处，考虑布点；

④观测范围内受温排水、冷排水等影响致使干流河道水温变化较大的区域，即水温影响幅度变化值占干流水体水温比例5％及以上的，考虑布点；

红水河干流18上设置有龙滩水电站大坝1、岩滩水电站大坝2和大化水电站大坝3，龙滩水电站大坝1坝下河道沿程支流汇入增温效应的观测范围由龙滩水电站大坝1发电尾水至坝下大化水电站大坝3发电尾水，区间河道长度共计245km，观测的支流包括吾隘镇支流19、乙圩乡支流20、羌圩乡支流21和贡川乡支流22共计4条。

具体操作为：

如图2所示，在龙滩水电站大坝1、岩滩水电站大坝2和大化水电站大坝3下游分别设置龙滩水电站发电尾水水温观测点4、岩滩水电站发电尾水水温观测点11和大化水电站发电尾水水温观测点17；

设置吾隘镇支流19观测群，在吾隘镇支流19上距离其与红水河干流18交汇处1km处设置吾隘镇支流观测点B6，然后在红水河干流18上设置吾隘镇支流观测点A5和吾隘镇支流观测点C7，吾隘镇支流观测点A5和吾隘镇支流观测点C7分别置于吾隘镇支流19与红水河干流18交汇处的上游1km处和下游1km处；

设置乙圩乡支流20观测群，在乙圩乡支流20上距离其与红水河干流18交汇处1km处设置乙圩乡支流观测点B9，然后在红水河干流18上设置乙圩乡支流观测点A8和乙圩乡支流观测点C10，乙圩乡支流观测点A8和乙圩乡支流观测点C10分别置于乙圩乡支流20与红水河干流18交汇处的上游1km处和下游1km处；

设置羌圩乡支流21观测群，在羌圩乡支流21上距离其与红水河干流18交汇处1km处设置羌圩乡支流观测点A12，然后在该交汇处下游1km处设置羌圩乡支流观测点B13，由于岩滩水电站大坝2与羌圩乡支流21相距较近，所以无需在交汇处上游设置观测点；

最后设置贡川乡支流22观测群，在贡川乡支流22上距离其与红水河干流18交汇处1km处设置贡川乡支流观测点B15，然后在红水河干流18上设置贡川乡支流观测点A14和贡川乡支流观测点C16，贡川乡支流观测点A14和贡川乡支流观测点C16分别置于贡川乡支流22与红水河干流18交汇处的上游1km处和下游1km处。

按照上述布点原则确定的坝下河道沿程支流汇入增温效应观测点位统计见表1：

表1红水河龙滩水电站坝下河道沿程支流汇入增温效应观测布点统计表

每个水温传感器每30min记录一次水温数据，然后通过GPRS传送至指定机房的计算机上并储存，然后分析每段规定观测时间内记录的数据并绘制观测图即可。

上述实施例仅为本实用新型用于红水河龙滩水电站坝下河道沿程支流汇入增温效应观测，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的技术方案基础上所做变形、修饰或等同替换等，均应落入本实用新型的保护范围。