ISSN 1004-4965

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白鹤滩水电站峡谷地形区的风特征研究

尹晔 白爱娟 刘炙明 张敏 白锦丰

尹晔, 白爱娟, 刘炙明, 张敏, 白锦丰. 白鹤滩水电站峡谷地形区的风特征研究[J]. 热带气象学报, 2024, 40(2): 178-188. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.017
引用本文: 尹晔, 白爱娟, 刘炙明, 张敏, 白锦丰. 白鹤滩水电站峡谷地形区的风特征研究[J]. 热带气象学报, 2024, 40(2): 178-188. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.017
YIN Ye, BAI Aijuan, LIU Zhiming, ZHANG Min, BAI Jinfeng. The Variations of Wind over the Valley Topography of Baihetan Hydropower Station[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(2): 178-188. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.017
Citation: YIN Ye, BAI Aijuan, LIU Zhiming, ZHANG Min, BAI Jinfeng. The Variations of Wind over the Valley Topography of Baihetan Hydropower Station[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2024, 40(2): 178-188. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.017

白鹤滩水电站峡谷地形区的风特征研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2024.017
基金项目: 

四川省科技厅项目 2021YJ0310

国家自然科学基金项目 U2242202

国家自然科学基金项目 U2040212

高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室科技发展基金 SCQXKJYJXMS202210

详细信息
    通讯作者:

    白爱娟,女,陕西省人,教授,从事天气气候学、强天气监测和预警研究。E-mail:baiaj@cuit.edu.cn

  • 中图分类号: P442

The Variations of Wind over the Valley Topography of Baihetan Hydropower Station

  • 摘要: 位居世界第二大的白鹤滩水电站地处金沙江下游峡谷区,频繁的大风给水电站建设和运行带来了严重影响。掌握水电站坝区大风变化规律,评估峡谷地形对风速的作用,有利于基于周围风场监测和预警峡谷区大风。根据水电站及周边观测资料,对坝区风的变化特征和峡谷地形作用进行了分析。(1) 峡谷区最高频率的风向和最大平均风速的风向均为顺着峡谷的偏南风或偏北风,且偏北风频率达55%以上,峡谷锁定了流经气流。(2) 坝区大风多发生在干季11月—次年5月,且夜间至清晨大风频率比日间高。干季峡谷风效应强,尤其在19时—次日08时。雨季峡谷风效应降低,局地山谷风增强,表现为山风比谷风持续时间长,08时和18时是山风和谷风交替时间。对应干季和夜晚大风频繁,说明峡谷风效应是影响大风的关键因子。(3) 通过狭管效应分析马脖子和葫芦口大桥两个站之间的风速关系,表明峡谷地形使马脖子站风速加强为葫芦口大桥站的1.27倍。利用多种拟合方法建立的两站风速关系表明,当葫芦口大桥站为5 m·s-1以下低风速,各方法都难以拟合峡谷区的风速,当风速在5.0~11.5 m ·s-1时,狭管效应对风速拟合最优,准确率超过70%,对11.5 m ·s-1以上强风速,多项式拟合效果较优,准确率接近65%。

     

  • 图  1  白鹤滩水电站周边地形和观测站

    蓝色五角形为水电大坝,阴影为海拔高度,单位:m。

    图  2  马脖子站、水厂站、葫芦口大桥站和宁南新村站多年2分钟平均风向的频率(a,单位:%)和各风向上的平均风速(b,单位:m·s-1)

    图  3  马脖子站、水厂站、葫芦口大桥站和宁南新村站平均的风速频率分布(a)和各等级风速频率(b)分布

    图  4  坝区葫芦口大桥站、马脖子站和水厂站平均逐月7级以上大风天数

    图  5  马脖子站干季(a)和雨季(b)平均风向频率的逐时变化

    图  6  坝区各站干季和雨季的平均风向(a、b)和平均风速(c、d)的逐时变化

    图  7  坝区各站多年平均峡谷风指数的时次-月份分布

    图  8  马脖子站和葫芦口大桥站风速的散点分布及3种拟合线

    色标为分布密度,单位:%。

    图  9  四种方法对坝区马脖子站和葫芦口大桥站间峡谷风效应的拟合准确率P变化曲线

    直线表示拟合准确率达70%。

    表  1  马脖子站和葫芦口大桥站风速关系的拟合方程和效果检验

    拟合方法 拟合方程 决定系数R2
    狭管效应 U2 = 0.79U1 0.442 6
    线性拟合 y = 0.68x + 0.14 0.474 7
    多项式拟合 y = 0.05x2 + 0.08x + 1.54 0.507 8
    指数拟合 y = 1.11e0.17x 0.492 7
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-21
  • 修回日期:  2024-02-18
  • 刊出日期:  2024-04-20

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