Page 28 - 2025年第56卷第8期

［4］
后停止观测。长期观测是选择典型观测断面，以能绘制温度等值线为原则布置温度计 ，对运行期坝
体温度场进行永久观测。此外，应变计等内观仪器一般也安装了温度计，可同时得到测点的长期温度
变化数据。作为感知环节，近些年兴起的智能温控技术布置了大量的温度计，可取代传统的施工期监
测并长期保留用于永久观测，从而获取坝体全过程的温度监测数据，实现根据监测数据重构大坝温度
［6］
场，最终用于评价大坝运行状态 。
水库水温是混凝土坝的重要温度边界条件，直接影响大坝运行期稳定（准稳定）温度场的分布以及
大坝温度控制标准的制定。大坝库水温分布十分复杂，水位变动区受交替的水温和气温作用，死水位
高程以下且淤沙高程以上范围的库水温随季节和水深变化，淤沙高程以下区域主要受水温和地温影
响。因此，准确预测蓄水后大坝水库水温的时空演化规律十分困难。苏联和美国从 1930 年代开始通过
现场试验和数值模拟开展水库水温的研究 ［7-9］ ，发展了水动力学和水质数值模型，对高坝水库水温的
分布规律有了初步认识。我国从 1950 年代中期开始水库水温观测， 1980 年代提出了基于实测资料的
经验类比法进行水库水温预测，如朱伯芳院士提出了水库坝前水温计算的一维有限元法和经验公
式 ［10-11］ ，丁宝瑛等 ［12］ 、胡平等 ［13］ 根据一维垂向计算方法开发了水库水温数值分析软件，并应用于混
凝土坝设计阶段库水温预测，为大坝体形和温控设计提供了温度边界条件。随着数值方法的不断发
展，二维、三维数值模型应用于库水温的预测分析 ［14-18］ ，预测结果与实际情况更趋于一致 ［19-21］ 。但是，
已有工程坝前实测库水温与预测结果的对比分析表明，淤沙高程以上的水温与预测结果较为接近，但
淤沙高程以下的水温仍与预测值差异较大 ［22-24］ 。因此，考虑不同地区的气象条件、水文条件以及水库
运行方式等因素的差异，结合不同大坝实际情况，开展基于实测数据的库水温研究对指导大坝设计和
运行管理具有重要的意义 ［25-26］ 。
本文介绍了三峡大坝温度监测情况，根据典型坝段上游表面温度监测数据，分析了三峡坝前水库
水温的时空演变规律，揭示了高含沙水库水温沿深度的分布特征。基于实测数据分析了坝体温度场的
空间分布与变化规律，重点研究了坝体最高最低温度、稳定温度场与准稳定温度场、基础温差、最大
温差等特征温度的空间分布特点，可为大坝运行状况评价提供依据。

2 三峡大坝温度监测概况

三 峡 重 力 坝 坝 顶 高 程 185.0 m， 最 大 坝 高
181.0 m， 坝 轴 线 长 2309.47 m， 各 坝 段 布 置 从
右至左依次为：右岸非溢流坝段、右厂房坝段、
泄洪坝段、左厂房坝段、左岸非溢流坝段等。
泄洪坝段孔口采用分层布置设计，涵盖溢流表
孔、泄洪深孔及导流底孔三层结构，形成立体
泄洪体系。溢流表孔堰顶高程 158 m，泄洪深
孔进口底高程 90 m，导流底孔进口底高程 56 m。
左厂坝段引水口高程为 100 m。泄洪坝段和左

厂坝段设置两个关键的观测断面，密集布置了
各种观测仪器，其中某泄洪坝段布置了 90 支温
度计以及 22 支应变计组自带的温度计，共 112
支温度计；某左厂坝段布置了 40 支温度计以及
11 支应变计组自带的温度计，共 51 支温度计。
两个坝段的温度测点布置可以较好地观测温度
场的分布。图 1 与图 2 分别给出了某泄洪坝段和
某左厂坝段观测断面温度计和应变计的布置情 图 1 某泄洪坝段测点分布图（单位：m）

— 992 —