南水北调中线工程2014-2022年冬季水温与冰盖观测分析

摘要：

南水北调中线工程自 2014 年 12 月全线通水以来已运行 8 个冬季,为防止冰塞冬季输水流量控制为设计流量的 30%～50%,严重制约了工程输水效益的发挥.因此,渠道水温和冰盖特性一直是冬季输水关注的重点问题之一.实测数据表明:①冬季输水流量总体逐年增大,最末段保持相对稳定,岗头闸流量约为 50 m3/s,北拒马河闸约为 25 m3/s;②冬季气温总体以暖冬居多.保定站最低气温-22.0℃,3 日滑动气温极值-10.7℃,短期强寒潮可能是今后冰盖生成的关键驱动因子;③冬季水温沿程逐渐降低,渠首陶岔闸最低水温 6.7℃,渠末北拒马河闸多数年份降至 0℃附近.北拒马河闸水温最大降幅 10 日内由 3.5℃降至 0℃,期间渠段水温降幅亦达到极大值 1.69℃/100 km.④2016 年冬季冰盖最长达 280 km(最南端延伸至午河闸),次之为 2015 年冬季的 73 km 和2021 年冬季的 38 km,有两个冬季未生成冰盖.岗头闸-北拒马河闸近 90 km 是冰盖多发渠段,应引起关注.基于冰盖生成前实测数据,以初始水温和区间气温为输水条件,拟合给出了 2d、3d和 7d 等不同预报时效的简化水温模型和冰盖生成临界阈值.初步分析认为:冬季气温和输水流量是冰盖生成的两大关键驱动因子,流量越小气温越低越易生成冰盖,1 月出现的短期强寒潮更易于导致冰盖生成.2016 年冬季严重冰情是二者叠加的结果,2015 年冬季冰盖主要是输水流量小诱发,而 2021 年冬季冰盖主要是短期强寒潮所致.

关键词：南水北调中线工程、冬季水温、冰盖、强寒潮、冰盖生成阈值

所属期刊栏目：54

分类号：TV123(水利工程基础科学)

资助基金：国家重点研发计划2017YFC0405000

在线出版日期：2023-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1025-1037