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第1篇

關(guān)鍵詞：水利水電工程；水閘施工；技術(shù)與管理

雖然我國為水資源大國，但由于分布極不合理的原因使得當(dāng)前圍繞區(qū)域水資源進(jìn)行的日常工作與生活并不能滿足基本的用水、用電條件。為了改變這一現(xiàn)象，我國在結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況后建設(shè)了大量的水利水電工程，不僅滿足了資源利用需求，同時為國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件。而水閘作為關(guān)鍵的水利工程結(jié)構(gòu)，其過程施工質(zhì)量甚至決定了最終的工程使用效果。但為了追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，多數(shù)施工單位并沒有重視水閘施工環(huán)節(jié)，反而逐漸忽視對于水閘施工的管控，繼而凸顯了大量的施工問題，對實(shí)際的工作與生活產(chǎn)生了極大的影響。例如防洪、發(fā)電以及存水利用等，已經(jīng)威脅到了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此對水利水電工程水閘施工環(huán)節(jié)所應(yīng)用技術(shù)類型以及管理思路進(jìn)行探討分析極其重要，通過定位其中存在的問題，結(jié)合現(xiàn)有的施工條件與技術(shù)種類，能夠快速制定對應(yīng)的問題解決措施，繼而完善對應(yīng)的管理制度，為未來水利水電工程的持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.水閘施工的重要應(yīng)用價值

水利水電工程中水閘起到了不可忽視的重要作用，其對于防洪抗災(zāi)、河道管理里以及水勢調(diào)節(jié)等方面均有極大的應(yīng)用價值。作為工程的核心部件，其質(zhì)量甚至決定了最終工程的應(yīng)用效果與使用壽命，更與其能夠充分發(fā)揮預(yù)先設(shè)計(jì)的工程功能有著十分密切的關(guān)系。相較于其余結(jié)構(gòu)，水閘施工在水利水電工程施工過程中具有更高的應(yīng)用價值，凸顯了其較大的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。

1.1河道管理

水利水電工程的一個重要功能就是河道管理，其主要以水閘作為工程的主體結(jié)構(gòu)，通過水閘的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用動作作為河道管理的效果基礎(chǔ)，簡單的開閉即可達(dá)到河道管理的基本目標(biāo)。對于有通航要求的河道，水閘在其中的應(yīng)用效果與價值更加明顯。通過水閘關(guān)閉能夠?qū)拥乐写嬖诘拇贿M(jìn)行統(tǒng)一管理，提高對中小型船只的管理效果，從而大大降低了河道交通擁堵與各類河道事故的發(fā)生風(fēng)險。圖1為水閘的一種類型。

1.2防洪減災(zāi)

作為基礎(chǔ)的水利水電工程結(jié)構(gòu)，其對于防洪減災(zāi)同樣有著十分重要的應(yīng)用價值。亞熱帶季風(fēng)是我國典型的氣候特征，因此在我國的長江等流域，洪災(zāi)的發(fā)生風(fēng)險非常大，例如由洪水引發(fā)的內(nèi)澇災(zāi)害等，給周邊居民帶來了極大的生命安全威脅。水閘在水利水電工程中主要起到的是攔截洪水、引入活水改善水環(huán)境，發(fā)揮生態(tài)水利工程效益的作用，既能起到降低水位的目標(biāo)，也能以水閘開關(guān)決定洪水趨勢，隨時對其進(jìn)行改變，最大程度的降低產(chǎn)生的洪水對于沿線環(huán)境的影響。

1.3水勢調(diào)節(jié)

水資源豐富的基本條件下，想要保障我國人民的用水用電需求從理論來看應(yīng)較為簡單。但實(shí)際情況卻是由于水資源分配不均勻，再加上人口眾多的情況，使得人均水資源仍然處于較為落后的狀態(tài)。為了緩解這一矛盾，我國針對此也開始建立了眾多的水利水電工程，以這些工程作為改變水資源分布與走向的基本方式。而在調(diào)度水資源方面，水位的水勢能也在逐漸增加，無論是水資源分布還是水勢能發(fā)電由于水利水電工程的建立，相較于天然地勢有著更高的應(yīng)用價值，資源產(chǎn)量與分布相較以往也有了較為明顯的提升。通過水閘的開關(guān)能夠起到蓄水與水資源利用的基本作用。

2.水利水電工程水閘施工技術(shù)

多個子項(xiàng)目共同進(jìn)行是水閘施工的基本特征，其中涵蓋的混凝土、開挖以及結(jié)構(gòu)工程等技術(shù)更是控制施工工藝與質(zhì)量的核心內(nèi)容，需要對其關(guān)鍵的控制點(diǎn)進(jìn)行深入分析。

2.1開挖工程

在進(jìn)行水閘建設(shè)前應(yīng)首先分析施工場地的開挖情況，通常需要在確定施工環(huán)節(jié)前進(jìn)行。多數(shù)的水利水電工程分布于具有軟弱地質(zhì)特征的區(qū)域，再加上水閘作為特殊部件，長期處于河水浸泡的環(huán)境，一旦忽略了定期的養(yǎng)護(hù)或是沒有采取合理措施進(jìn)行處理很容易導(dǎo)致其性能受到影響。在開挖過程中，若是不能保證周圍地層處理的及時性很容易增大邊坡垮塌風(fēng)險，甚至導(dǎo)致滑坡威脅到周邊居民的生命安全。水閘對應(yīng)的開挖工程與多種因素有關(guān)，因此在開挖前應(yīng)充分考慮可能影響施工過程的不確定因素。在決定進(jìn)行開挖前應(yīng)以設(shè)計(jì)的工程施工量為基礎(chǔ)對施工組織以及各個環(huán)節(jié)的任務(wù)量進(jìn)行科學(xué)安排，并在完成基坑后對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)處理，以免影響周圍土層穩(wěn)定性增大垮塌風(fēng)險。整個施工過程應(yīng)以嚴(yán)格把控施工環(huán)節(jié)與施工參數(shù)為基本原則，強(qiáng)化施工管理為后續(xù)的施工過程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2混凝土工程

混凝土是工程項(xiàng)目中不可或缺的重要部分，而水閘施工中建設(shè)混凝土工程相較于其他工程項(xiàng)目來說，無論是組織方法還是施工工藝都有著些許差異。作為水閘施工中的主要材料，其質(zhì)量與最終水閘結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及應(yīng)用效果有著密切關(guān)系，因此更應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其質(zhì)量的管理與監(jiān)督，避免偷工減料的情況出現(xiàn)。多數(shù)應(yīng)用于水閘施工中的混凝土材料需要增添一些添加劑用以提高混凝土材料的應(yīng)用效果，應(yīng)對其添加劑量進(jìn)行嚴(yán)格控制。由于水閘施工所應(yīng)用混凝土具有大體積特性，更應(yīng)在確定施工前綜合可能影響現(xiàn)場施工的各類因素，例如天氣、地質(zhì)遺跡水文變化等，從而確定最佳的混凝土澆筑時間。圖2為即將澆筑的水利水電工程結(jié)構(gòu)。

2.3結(jié)構(gòu)工程

水閘施工為鋼筋立柱框架架構(gòu)，雖然其剛度與強(qiáng)度較高，但在其與混凝土進(jìn)行澆筑時很難與其緊密結(jié)合在一起。為提高其與混凝土之間的結(jié)合程度，應(yīng)在閘門設(shè)置內(nèi)支撐的同時進(jìn)行澆筑，以提高二者的結(jié)合度，使其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。另外需要依據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸條件選擇適合的材料，嚴(yán)格控制規(guī)格是保證最終結(jié)構(gòu)質(zhì)量穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。

2.4導(dǎo)流工程

為避免水閘施工影響航道條件，因此多數(shù)采用導(dǎo)流法進(jìn)行施工。而應(yīng)用導(dǎo)流施工應(yīng)充分周圍的場地特征與水文條件，從而確定最終的導(dǎo)流工程施工方案。每個水利水電工程所在區(qū)域?qū)τ谒l的類型要求也不同，因此在進(jìn)行導(dǎo)流工程施工時，不能照搬以往其他水利水電工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙或施工方案，而應(yīng)以實(shí)際施工條件為基礎(chǔ)分析流域特征、水土環(huán)境等對施工的影響，繼而制定出更為完善且符合設(shè)計(jì)要求的施工方案。

3.水利水電工程中水閘施工管理措施

3.1施工管理制度的完善

水閘施工應(yīng)首先優(yōu)化其對應(yīng)的閘門施工系統(tǒng)，并以各項(xiàng)基本施工數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建完善的施工體系并制定合理的管理制度，并提高施工管理者的安全管理意識。施工應(yīng)考慮環(huán)節(jié)的合理性與制度的落實(shí)情況，既要符合現(xiàn)有的施工條件，也應(yīng)強(qiáng)調(diào)管理制度的落實(shí)工作，從而保證施工環(huán)節(jié)的有序性。另外還應(yīng)針對現(xiàn)有的施工人員與管理人員制定獎懲制度，充分激活員工的工作熱情，同時完善管理細(xì)節(jié)，仔細(xì)記錄施工流程內(nèi)容，從根本上提高對員工的管理效果。

3.2科學(xué)管理標(biāo)準(zhǔn)的制定

標(biāo)準(zhǔn)化的施工管理流程是保證閘門施工質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，無標(biāo)準(zhǔn)的施工管理過程隨意性較大，施工人員不能充分認(rèn)識到階段的施工任務(wù)，使得管理制度形同虛設(shè)。針對這一問題，應(yīng)結(jié)合實(shí)際施工方案制定規(guī)范化的施工管理流程，簡化繁復(fù)的施工環(huán)節(jié)以最大程度的提高施工效率。

第2篇

水閘施工全過程包括施工前、施工中以及施工后，施工管理涉及到上述三個方面，必須同步完成。

1.1施工前期準(zhǔn)備

水閘施工前期準(zhǔn)備是確保水閘施工順利的關(guān)鍵。前期準(zhǔn)備包括材料準(zhǔn)備、設(shè)備準(zhǔn)備、質(zhì)量檢查、方案審核等等。結(jié)合水閘施工實(shí)際，水閘施工前期必須做好以下幾項(xiàng)工作：首先，施工單位要在施工前期對各道施工工序作嚴(yán)格審查，確保各道工序的可行性。審查時要對施工方案的可實(shí)施性進(jìn)行考查，包括核對施工措施、管理制度等等，務(wù)必要做好一切施工前期準(zhǔn)備工作，確保水閘施工的安全高效。其次，要對工程施工人員的素質(zhì)進(jìn)行加強(qiáng)，要合理配置施工隊(duì)伍，確保人才的優(yōu)良，以便能圓滿完成水閘施工。在施工設(shè)計(jì)圖紙方面，要組織設(shè)計(jì)單位、施工單位以及工程監(jiān)理單位對工程設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審查和評論，掌握好施工技術(shù)要點(diǎn)，并制定一套相應(yīng)的施工管理制度，為后期水閘施工的順利奠定基礎(chǔ)。再次，水閘施工前期要結(jié)合施工實(shí)際建立健全的組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)和協(xié)調(diào)管理制度，為水閘施工行為提供相應(yīng)的參考依據(jù)，并指導(dǎo)施工，保證水閘的施工質(zhì)量。施工組織機(jī)構(gòu)，即施工小組成立之后，要盡快完善機(jī)構(gòu)內(nèi)部配置，使小組能在實(shí)際施工中發(fā)揮出真正的作用。

1.2施工中的管理

施工階段的管理內(nèi)容很多。由于水閘施工分為多個小項(xiàng)目，每個小項(xiàng)目的施工技術(shù)與管理質(zhì)量都會對水閘整體質(zhì)量造成危害，所以施工階段必須做好每一個小項(xiàng)目的施工控制。

1.2.1開挖工程施工管理。土石方開挖是水閘施工中的一項(xiàng)關(guān)鍵性工作。在實(shí)際開挖過程中，施工人員一定要注意保證土石方開挖質(zhì)量，嚴(yán)格按照開挖要求實(shí)施開挖。考慮到土石方開挖斷面過大會需要大量的混凝土，而開挖斷面面積小了又不能保證水閘的強(qiáng)度，所以開挖時必須找準(zhǔn)中腰線位置，按照中腰線進(jìn)行施工，保證開挖斷面大小的適當(dāng)性。開挖工作完成之后，相關(guān)施工人員要按照設(shè)計(jì)圖紙對開挖工程的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，確保開挖質(zhì)量的合格。

1.2.2混凝土工程。1）原材料管理。原材料的質(zhì)量及其波動，對混凝土質(zhì)量及施工工藝有很大影響。在混凝土生產(chǎn)過程中，對原材料的質(zhì)量控制，除經(jīng)常陛的檢測外，還要求質(zhì)量控制人員隨時掌握其含量的變化規(guī)律，并擬定相應(yīng)的對策措施。2）混凝土科學(xué)配制。換算混凝土施工配合比要正確。試驗(yàn)室所確定的配合比，其各級骨料不含有超粒徑顆粒且以飽和面千狀態(tài)。但施工時，各級骨料中常含有一定量超粒徑顆粒，而且其含水量常超過飽和面干狀態(tài)。因此應(yīng)根據(jù)實(shí)測骨料超粒徑含量及砂石表面含水率，將試驗(yàn)室配合比換算為施工配合比。3）混凝土澆筑振搗。澆筑振實(shí)成型、養(yǎng)護(hù)等是整個施工環(huán)節(jié)中的重要環(huán)節(jié)。混凝土澆筑成型時，必須保證外觀上無氣孔、麻面、蜂窩、孔洞、裂隙等質(zhì)量問題。最大程度的避免因振搗不良，內(nèi)部蜂窩、孔洞所引起的內(nèi)在質(zhì)量問題。因?yàn)榛炷羶?nèi)在質(zhì)量缺陷，也同樣會引起混凝土結(jié)構(gòu)物的破壞。

1.2.3金屬結(jié)構(gòu)工程。金屬結(jié)構(gòu)工程的施工要嚴(yán)格按照行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行。金屬結(jié)構(gòu)工程也是一道較為復(fù)雜但規(guī)律性較強(qiáng)的流程，需要在鋼閘門和門槽預(yù)埋件的制作安裝時控制加工工藝、材料、安裝程序等。在鋼閘門制作安裝時注意以下幾點(diǎn)：1）質(zhì)量控制。為便于制作質(zhì)量的控制，鋼閘門采用廠內(nèi)生產(chǎn)、整體或分片運(yùn)輸、現(xiàn)場安裝的方法，制作材料必需有廠家的質(zhì)保單，使用前隨機(jī)抽取一組試樣進(jìn)行檢驗(yàn)，確保材料質(zhì)量。為控制焊接變形，除在平臺上制作靠模，安裝墻時支撐外，還需按工藝制定的次序進(jìn)行焊接。2）門槽預(yù)埋件制作安裝。整體焊接完成后的門葉應(yīng)用水平儀進(jìn)行檢測，依照有關(guān)規(guī)定確保誤差合理可控。門槽預(yù)埋件制作安裝按施工圖和有關(guān)埋件制造的規(guī)定執(zhí)行。

1.3施工后期管理

施工后期管理主要是保養(yǎng)和質(zhì)量檢查，重點(diǎn)包括水閘分部工程和單元工程。單元工程的質(zhì)量檢查需由專業(yè)的質(zhì)量監(jiān)督部門執(zhí)行，對工程質(zhì)量給予審查和評定。實(shí)際操作時為了進(jìn)一步確保單元工程質(zhì)量的可靠性，可構(gòu)建由業(yè)主、施工方、建立方三方質(zhì)量監(jiān)查體系，形成各方共同參與的良好氛圍，對隱蔽工程和關(guān)鍵部位的施工質(zhì)量作仔細(xì)檢查。對分部工程質(zhì)量控制而言，跟單元工程質(zhì)量控制類似，先是施工單位質(zhì)檢部門自我評估和審核，之后再由項(xiàng)目法人或監(jiān)理單位復(fù)核。完成這些過程后，再報質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)審查。對于那些已然完成后期審查的單元工程、分部工程和單位工程，質(zhì)量審查工作不能就此停止下去，必須貫穿水閘施工管理和水閘使用全過程，及時匯總相關(guān)資料，保證工作無遺漏。

二、結(jié)語

第3篇

水庫水溫預(yù)測是水利水電工程環(huán)評報告中難度較大、技術(shù)性較強(qiáng)的工作，開展技術(shù)復(fù)核可以從技術(shù)層面客觀、公正地評價環(huán)評報告中環(huán)境影響預(yù)測部分的預(yù)測方法和評價結(jié)論。通過分析水庫水溫預(yù)測存在的問題，結(jié)合水利水電工程水溫影響預(yù)測研究工作及技術(shù)評估要求，依據(jù)地表水環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則，同時結(jié)合水利水電工程環(huán)評及技術(shù)審查要求，提出水庫水溫預(yù)測及技術(shù)復(fù)核要點(diǎn)，并進(jìn)一步提出水庫水溫預(yù)測研究工作的幾點(diǎn)想法，以期為水利水電工程水溫預(yù)測及技術(shù)評估提供參考。

關(guān)鍵詞:

水利水電;水溫預(yù)測;技術(shù)復(fù)核;環(huán)評

大深型水庫水溫分層及其低溫水下泄是水利水電工程建設(shè)引起的重要環(huán)境問題之一，也是環(huán)境影響評價和技術(shù)審點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容［1－2］。水庫庫區(qū)水溫及下泄水溫預(yù)測也是水利水電工程環(huán)境影響評價報告或相關(guān)專題中技術(shù)難度較大的一項(xiàng)內(nèi)容，其預(yù)測結(jié)論直接影響到環(huán)評報告對工程實(shí)施后影響的評價及相應(yīng)環(huán)保措施設(shè)計(jì)的合理性、有效性。從環(huán)評及技術(shù)評估實(shí)際情況來看，水庫水溫預(yù)測是水利水電工程環(huán)評工作中容易出現(xiàn)誤差甚至錯誤的部分，該部分內(nèi)容在技術(shù)評估過程中也較難準(zhǔn)確把握。本文基于水利水電工程水溫影響預(yù)測研究工作總結(jié)，結(jié)合環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評估中心技術(shù)復(fù)核要求，提出水庫水溫預(yù)測及技術(shù)復(fù)核要點(diǎn)，以期為水利水電工程水溫預(yù)測及技術(shù)評估提供參考。

1技術(shù)復(fù)核總體要求

為客觀、公正地評價環(huán)評報告中預(yù)測部分的預(yù)測方法和評價結(jié)論，環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評估中心逐步對環(huán)評文件中預(yù)測部分內(nèi)容提出技術(shù)復(fù)核的要求。環(huán)評技術(shù)復(fù)核是指依據(jù)國家相關(guān)環(huán)境管理要求和技術(shù)導(dǎo)則規(guī)范，針對重點(diǎn)項(xiàng)目環(huán)評報告書中有關(guān)環(huán)境影響預(yù)測與評價部分開展的技術(shù)性復(fù)核分析的過程。開展技術(shù)復(fù)核并非是拋開原環(huán)評報告的預(yù)測過程和結(jié)果重新進(jìn)行評價分析，而是從技術(shù)層面客觀、公正地評價各環(huán)評報告中環(huán)境影響預(yù)測部分的預(yù)測方法和評價結(jié)論，杜絕在環(huán)境影響預(yù)測過程中出現(xiàn)“假數(shù)真算”、“真數(shù)假算”的不良現(xiàn)象，同時也可以彌補(bǔ)長期以來技術(shù)評估過于依賴專家主觀判斷的不足。技術(shù)復(fù)核的基本原則是以環(huán)評報告中的環(huán)境影響預(yù)測部分內(nèi)容及建模、預(yù)測內(nèi)容為基礎(chǔ)，以國家現(xiàn)行技術(shù)導(dǎo)則規(guī)范為依據(jù)，對預(yù)測過程和結(jié)果進(jìn)行計(jì)算對比與驗(yàn)證，重點(diǎn)針對環(huán)評報告中環(huán)境影響預(yù)測所采用的技術(shù)方法、預(yù)測模型、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、模型參數(shù)及預(yù)測結(jié)論進(jìn)行分析與評價，提出環(huán)評報告中環(huán)境影響預(yù)測部分結(jié)論是否可信的結(jié)論［3－4］。

2水庫水溫預(yù)測存在的問題

水庫水溫預(yù)測與一般水質(zhì)預(yù)測不同，水溫變化可簡單描述為水體作為受熱、傳熱的載體，在水動力、氣溫和水溫的交互影響下發(fā)生的水體納熱、散熱及熱量傳輸過程。影響水溫預(yù)測結(jié)果的因素很多，如水庫運(yùn)行調(diào)度方式、水電站調(diào)節(jié)性能、入流和出流、氣溫、風(fēng)速、太陽輻射、支流匯入、上游梯級電站下泄水溫等因素［5］。另外，在使用數(shù)值模型計(jì)算時，模型選用、參數(shù)選取、邊界條件、初始水溫、網(wǎng)格尺度、時間步長、地形概化等對水溫計(jì)算結(jié)果都有重要影響［6］。總結(jié)以往環(huán)評技術(shù)評估和技術(shù)復(fù)核工作，水利水電工程環(huán)評水溫影響預(yù)測主要存在以下幾個方面的問題。

2.1建模基礎(chǔ)資料不全

水庫水溫模型建模基礎(chǔ)資料主要包括水文資料、氣象資料、地形資料和工程設(shè)計(jì)資料4大類。水文資料主要有庫尾入流、支流匯入、發(fā)電出流、泄洪出流、棄水流量、電站運(yùn)行水位、入流水溫等;氣象資料主要有氣溫、太陽輻射量、日照時數(shù)、相對濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等;地形資料主要有庫區(qū)大斷面地形、水庫水位-庫容-面積曲線;工程設(shè)計(jì)資料主要有發(fā)電取水口分布位置、取水口底板高程、取水口數(shù)量及尺寸、泄洪孔底板高程及尺寸、分層取水設(shè)施設(shè)計(jì)及運(yùn)行方案等。由于建模涉及基礎(chǔ)資料較多，對于大型水利水電工程，在可研設(shè)計(jì)階段相關(guān)水文、氣象等資料比較詳細(xì)，而對于一般水利水電工程，尤其是在新疆、等實(shí)測資料匱乏的地區(qū)，建模所需基礎(chǔ)資料往往難以保障，導(dǎo)致所建模型無法反映模擬對象的客觀情況。

2.2缺乏模型驗(yàn)證資料

模型率定、驗(yàn)證是數(shù)值模擬工作的關(guān)鍵內(nèi)容。在對擬建水庫水溫預(yù)測之前，需選取同一流域、位置相近(最理想情況)的已建水庫作為驗(yàn)證水庫，并且兩個水庫的規(guī)模、調(diào)節(jié)性能、運(yùn)行調(diào)度方式相似，已建水庫具有較為詳實(shí)的實(shí)測水溫資料。國內(nèi)已逐步開展水庫水溫原型觀測工作，積累了部分水溫實(shí)測資料，但在已開展的水溫觀測工作中，存在觀測方案、測量儀器以及觀測精度不統(tǒng)一等問題，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的整理缺乏系統(tǒng)性。另外，受環(huán)評工作周期限制，預(yù)測所需的實(shí)測資料，尤其是模型的重要邊界條件、驗(yàn)證數(shù)據(jù)等，無法在短期內(nèi)實(shí)測獲得，只能通過概化、簡化處理，影響預(yù)測結(jié)果的科學(xué)性、準(zhǔn)確性。水溫預(yù)測中出現(xiàn)的主要問題有:驗(yàn)證水庫選取不合理;驗(yàn)證水庫實(shí)測水溫資料不足，無法滿足模型驗(yàn)證需求;典型時期如封冰期、雙躍溫層期未驗(yàn)證。

2.3計(jì)算范圍概化不合理

模型計(jì)算范圍應(yīng)包括擬建水庫全庫區(qū)、主要匯入支流及壩下河段。下泄水溫沿程恢復(fù)預(yù)測應(yīng)在考慮下游河道主要環(huán)境敏感目標(biāo)的前提下，合理延長模擬河道長度至下泄水溫恢復(fù)到天然河道水溫。如擬建水庫上下游有梯級電站，應(yīng)考慮梯級電站下泄水溫累積影響。水溫預(yù)測中出現(xiàn)的主要問題有:庫區(qū)范圍計(jì)算不完整，未考慮主要支流，導(dǎo)致模擬庫容比實(shí)際庫容小，影響水體納熱、散熱能力;下泄水溫預(yù)測未考慮下游河道主要生態(tài)敏感目標(biāo)，如魚類棲息地、產(chǎn)卵場，水溫減緩措施效果及閾值不明確。

2.4下泄水溫計(jì)算方法需改進(jìn)

水庫下泄水體為壩前不同層水體混合后的下泄，其下泄水溫為不同層水體摻混后的水溫(不考慮下泄過程中的能量損失)。環(huán)評報告中，下泄水溫預(yù)測方法大多為直接選取與發(fā)電取水口高程同層的壩前水溫作為下泄水溫，該方法給下泄水溫預(yù)測結(jié)果帶來一定誤差。

2.5模型預(yù)測缺乏規(guī)范指導(dǎo)

《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地面水環(huán)境》(HJ/T2.3—1993)給出了適用于河、湖、海灣的水質(zhì)污染物預(yù)測模式，但未提出水庫水溫預(yù)測方法、模型及方程原理。2006年，原國家環(huán)境保護(hù)總局印發(fā)了《水電水利建設(shè)項(xiàng)目河道生態(tài)用水、低溫水和過魚設(shè)施環(huán)境影響評價技術(shù)指南(試行)》，提出了水庫垂向水溫和下泄水溫?cái)?shù)學(xué)模擬方法，對水庫水溫預(yù)測工作及技術(shù)評估工作起到重要指導(dǎo)作用。但相關(guān)導(dǎo)則、指南均未對水溫?cái)?shù)值模擬的建模過程、基礎(chǔ)資料、率定和驗(yàn)證、參數(shù)選取、時間和空間尺度提出具體要求，使得實(shí)際工作中水溫?cái)?shù)值模擬工作尺度不一、深淺不同，導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果的合理性無法準(zhǔn)確判定。

3水庫水溫預(yù)測及技術(shù)復(fù)核要點(diǎn)

依據(jù)地表水環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則，同時結(jié)合水利水電工程環(huán)評及技術(shù)審查要求，水庫水溫預(yù)測及評價部分應(yīng)明確以下幾方面內(nèi)容。

3.1計(jì)算方法選擇

水庫水溫預(yù)測首先應(yīng)對水庫水溫結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡易判別，方法主要有:α-β指數(shù)法、密度佛汝得數(shù)法等。在對水庫水溫結(jié)構(gòu)初步判別的基礎(chǔ)上開展水溫預(yù)測，方法主要有:東勘院法、朱伯芳法、統(tǒng)計(jì)法、李懷恩公式等經(jīng)驗(yàn)公式，以及垂向一維模型、立面二維模型和三維模型等數(shù)學(xué)模擬方法。經(jīng)驗(yàn)公式是研究人員在國內(nèi)外多座水庫實(shí)測資料的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，有其適應(yīng)性和實(shí)用價值。但經(jīng)驗(yàn)法反映的是水溫變化的統(tǒng)計(jì)性規(guī)律，缺乏對水溫變化規(guī)律的深入研究，在應(yīng)用上有一定局限性。數(shù)學(xué)模型則可以在一定程度上彌補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)法的不足，可考慮氣象、水文等交互過程，缺點(diǎn)是所需資料較多、操作過程復(fù)雜。根據(jù)水庫水溫結(jié)構(gòu)判別結(jié)果，對于完全混合型且下游無生態(tài)敏感目標(biāo)的水庫，水庫水溫可采用經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測。對于水溫穩(wěn)定分層的水庫，應(yīng)根據(jù)水庫形態(tài)特征、調(diào)節(jié)性能及下游生態(tài)敏感目標(biāo)等進(jìn)行數(shù)值模擬:縱向尺度較小且流動相對較緩的水庫水溫可采用垂向一維模型計(jì)算;水流和水溫橫向變化不大的河道型水庫水溫可采用立面二維模型計(jì)算;湖庫型水庫水溫若采用三維模型計(jì)算，垂向網(wǎng)格尺度應(yīng)能體現(xiàn)躍溫層的變化，計(jì)算結(jié)果可用垂向一維模型對比驗(yàn)證。當(dāng)計(jì)算硬件、資料豐度和研究人員操作能力等條件滿足時，原則上應(yīng)盡量采用二維或三維模型進(jìn)行水溫預(yù)測。

3.2基本資料收集

水庫水溫預(yù)測的基礎(chǔ)資料包括地形、水文、河道水溫、氣象、電站運(yùn)行調(diào)度、發(fā)電取水口和泄流孔口位置及尺寸、分層取水方案等多種要素。各項(xiàng)資料應(yīng)以實(shí)測和設(shè)計(jì)資料為依據(jù)，氣象資料應(yīng)采用水庫周邊氣象站臺資料經(jīng)高程修正后加權(quán)平均，入庫水溫資料應(yīng)收集上下游水文站資料進(jìn)行插補(bǔ)，或采用臨近河流水溫資料類比;入庫流量、發(fā)電流量、泄洪流量和水庫水位資料應(yīng)以設(shè)計(jì)資料為依據(jù)，符合水庫調(diào)度規(guī)程;采取分層取水措施的，應(yīng)收集分層取水進(jìn)水口型式、設(shè)計(jì)參數(shù)、運(yùn)行方案等。

3.3預(yù)測范圍確定

水庫水溫預(yù)測及評價范圍主要包括3部分:庫區(qū)、主要入庫支流、壩下河段及生態(tài)敏感區(qū)域。庫區(qū)預(yù)測范圍應(yīng)包括從壩址至庫尾回水末端，回水變動區(qū)的庫尾河段不應(yīng)“舍棄”，該段的水動力和入庫水溫對整個庫區(qū)流場和溫度場的影響不可忽略;庫區(qū)主要支流的入流和入庫水溫應(yīng)根據(jù)實(shí)測資料確定，主要支庫不宜簡單概化為點(diǎn)源，支庫庫容的納熱、散熱能力應(yīng)計(jì)入模型;下游河段應(yīng)重點(diǎn)預(yù)測水溫影響的沿程恢復(fù)情況、到達(dá)生態(tài)敏感區(qū)域的水溫情況，有灌溉要求的，應(yīng)預(yù)測到達(dá)灌區(qū)的水溫恢復(fù)情況。

3.4驗(yàn)證水庫選取

選用的驗(yàn)證水庫在地理位置上應(yīng)靠近擬建水庫，以相同流域、相同緯度為宜，氣象要素、水面與大氣的熱交換等條件接近;驗(yàn)證水庫的規(guī)模、調(diào)節(jié)性能和水溫結(jié)構(gòu)等相近;驗(yàn)證水庫應(yīng)有較全的入庫、庫區(qū)及下泄水溫實(shí)測資料，如無全年的水溫實(shí)測資料，至少應(yīng)有春、夏、秋、冬每一季典型月水溫實(shí)測資料;所在區(qū)域如有封冰期，則封冰期至少有一個月的實(shí)測水溫資料。

3.5計(jì)算工況設(shè)計(jì)

工程運(yùn)行后，水庫所在流域的水文、氣象等自然條件變化隨機(jī)，與工程設(shè)計(jì)階段模擬預(yù)測的支撐數(shù)據(jù)必然不同。數(shù)值模擬無法窮盡所有可能的工程運(yùn)行和自然變化情況，但應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)選取最具有代表性的計(jì)算工況。一般邊界條件應(yīng)考慮豐、平、枯典型年水文條件，加上多年平均狀況的氣象條件組合;對于大型水電站且下游有生態(tài)敏感目標(biāo)的，考慮歷史氣象條件、來水水溫及水庫調(diào)度運(yùn)行等，為反映極端條件對水庫水溫及下泄水溫的影響，針對運(yùn)行期的高水位、低氣溫、低來水溫度等條件，設(shè)置特殊邊界條件組合工況;擬建工程上游有已建、擬建電站的，應(yīng)計(jì)算梯級電站聯(lián)合調(diào)度下的水庫水溫分布情況，預(yù)測河段水溫的累積影響;采取分層取水措施的，應(yīng)考慮不同典型年下單層取水、分層取水水溫計(jì)算工況。

3.6模型計(jì)算時間

一般計(jì)算全年的水庫水溫變化情況。為消除模型初始場的影響，模型以同一年的水文、氣象等資料循環(huán)計(jì)算多年后，當(dāng)后一年與前一年的某一時刻溫度場、流場相比滿足相對誤差要求時，則認(rèn)為計(jì)算收斂，取后一年計(jì)算結(jié)果作為預(yù)測成果。

3.7庫區(qū)地形修正

在工程可研階段，庫區(qū)河道一般具有實(shí)測大斷面地形資料，實(shí)測斷面間距少則幾百米至1km，多則數(shù)千米，無法完全反映全庫區(qū)地形情況。對于無實(shí)測地形資料的水庫，研究人員則采用網(wǎng)上下載的DEM地形資料，分辨率和準(zhǔn)確度無法保障。地形資料是模型計(jì)算最基礎(chǔ)和關(guān)鍵的資料之一，為保證地形的可靠性，在開始各工況水溫計(jì)算之前，應(yīng)根據(jù)工程設(shè)計(jì)的水位-庫容-面積曲線進(jìn)行地形修正，以保證各水位下概化地形的庫容和面積與設(shè)計(jì)資料一致。

3.8庫區(qū)流場計(jì)算

水庫水溫分層是流體密度流現(xiàn)象的一種，水庫水溫分層的形成是庫區(qū)內(nèi)流場(包括來流和出流)、太陽輻射和界面熱交換共同作用的結(jié)果，這種分層現(xiàn)象其實(shí)是一種流場和溫度場都隨時間變化的平衡過程。水溫預(yù)測應(yīng)與流場耦合計(jì)算，計(jì)算結(jié)果應(yīng)首先分析流場，流場結(jié)果不符合一般物理規(guī)律，則應(yīng)調(diào)試模型重新計(jì)算。

3.9下泄水溫計(jì)算

庫區(qū)水溫預(yù)測值的準(zhǔn)確度是下泄水溫準(zhǔn)確預(yù)測的關(guān)鍵。應(yīng)合理率定水動力和熱平衡參數(shù)，準(zhǔn)確把握預(yù)測水庫庫區(qū)流場和溫度場的分布規(guī)律，確定年內(nèi)庫區(qū)水溫垂向分布結(jié)構(gòu)，通過分析流場分布規(guī)律，識別壩前取水層位置、厚度和層內(nèi)水溫，進(jìn)而分析下泄水溫的變化過程。預(yù)測結(jié)果應(yīng)選取有實(shí)測資料的水庫進(jìn)行對比，判斷預(yù)測結(jié)果的合理性。

4結(jié)語

水庫水溫預(yù)測是水利水電工程環(huán)評報告中難度較大，技術(shù)性較強(qiáng)的工作，雖然《水電水利建設(shè)項(xiàng)目河道生態(tài)用水、低溫水和過魚設(shè)施環(huán)境影響評價技術(shù)指南(試行)》中對水溫預(yù)測部分的內(nèi)容提出了具有指導(dǎo)性的說明，但由于影響水庫水溫預(yù)測結(jié)果的因素很多，無論預(yù)測模型、水文條件、氣象條件、地形修正，還是預(yù)測范圍、參數(shù)率定、計(jì)算工況、下泄水溫計(jì)算方法等，都可能影響到預(yù)測結(jié)果的可靠性、合理性。鑒于此，對于水庫水溫預(yù)測研究提出以下幾點(diǎn)建議:

(1)開展全國水庫水溫調(diào)研、觀測資料收集工作，建立水庫水溫?cái)?shù)據(jù)庫;統(tǒng)計(jì)分析全國水庫水溫時空變換一般性規(guī)律，繪制水庫庫表、庫底水溫等值線圖。

(2)基于水溫?cái)?shù)據(jù)庫，通過數(shù)值模擬方法率定不同類型典型水庫熱平衡參數(shù)，建立不同類型典型水庫水溫預(yù)測熱平衡參數(shù)參考值。

(3)開展分層取水措施效果評估研究，分析采取分層取水措施的水電站下泄水溫變化規(guī)律及下游生態(tài)環(huán)境變化情況。

(4)盡快制定水庫水溫原型觀測規(guī)范以及水庫水溫?cái)?shù)值模擬指導(dǎo)規(guī)范。

(5)加快研究并推出水環(huán)境法規(guī)化模型，利用典型水庫實(shí)測資料驗(yàn)證法規(guī)化模型。

作者：祁昌軍 陳凱麒 曹曉紅 翟媛 吳玲玲 單位：環(huán)境保護(hù)部環(huán)境工程評估中心 水電環(huán)境研究院 水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院

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