水温模型主要研究水体温度场的变化特征，预报水体水温或取水水温；应用于环境影响评价、水库水温研究、热污染防治、水体水质分析以及大坝设计、施工、管理等方面 。

水温模型是指描述水体温度场变化规律的数学表达式。

根据水体类型，水温模型分为水库水温模型、河流水温模型、海洋水温模型等（一般把湖泊水温模型归于水库水温模型一类）：根据考虑空间变量的个数，可分为零维模型、一维模型、二维模型、三维模型。

水温模型的建立是以热力学、流体力学、气象学等为基础的，其核心是热量平衡方程。热在水中通过传导、对流及辐射传递而转移。传导取决于水的分子运动，对流取决于水的流动，辐射依赖于水的吸热特性。

是最复杂、最重要的边界条件之一，包括太阳辐射、大气长波辐射、水面长波辐射、蒸发、传导、降水等；除太阳辐射能进入水体较深处以外，其余都在水面附近发生。水体与岩土之间的热交换在水较深、非封闭的情况下，与水面的热交换相比可忽略不计。水力特性、风、环流等是影响水温变化规律的重要因素 。2100433B

通常采用实测法、指数法和水温模型法。中国、日本常采用指数法，即用入库年水量与库容的比值和一次洪水量与库容的比值进行判断。分析和预测水库水温变化，一般采用经验公式和水温模型。水温模型比经验公式准确，能进行较短时段的预测。

近年来，随着对生态环境保护的重视，水电站进水口分层取水方式正逐渐被采用。我国目前拟采用分层取水方式的工程均处于研究和在建阶段。目前缺乏分层取水方式下泄水温效果的研究，尤其试验研究是一空白。.本项目针对水温成层型水库进水口分层取水下泄水温进行试验研究，探讨水库分层取水水温模型的相似理论和试验方法。水电站进水口取水将改变附近库内水温分布，目前的模型相似理论没有考虑流场变化对分层结构的影响，不能直接应用于水库水温分层取水试验，本研究将针对水库水温分层以及分层取水的特点，探讨水温模型试验的相似条件，提出模型与原型的水温相似关系。以往分层流动试验，通常以盐淡水为介质形成两层密度分布，很难模拟实际的水库水温分布规律，本研究将直接模拟水温，形成多层水温分层，直接测量进水口的下泄水温。

水库水体在水文、气象、地形、地理位置、出水口位置、调度运行方式等因素的影响下，形成不同的水温结构。水库水温结构可分为分层型和混合型两类。分层型水库随季节变化，上下层水温发生不同的变化；而混合型水库全年水库上下层水温没有明显区别，基本保持天然河流状态。

分层型水温结构年周期性变化：初春，温带水库水温常保持在4℃左右，整个水体是不稳定的，易受风的作用而使上下层完全混合。夏季，气温上升，太阳辐射增强，水库表层水体受热升温，密度减小，停留在其下面的温度较低、密度较大的水层之上；但初夏时，温差较小，受风的作用能完全混合。当某一时刻，由于温差较大，风的作用不足以混合整个水体时，就形成了稳定的三层式温度分层：水库上部水温呈均匀分布，称为库面温水层；在此以下的温度突变区，称为温跃层，一般水深增加1m，水温可下降1℃以上，温跃层的深度很大程度上取决于作用在水面上的风力；温跃层以下，水温很低且较均匀，为停滞静水，称为库下冷水层。由于水体密度分层，敌水库的进、出水将产生异重流运动。秋季，气温下降，太阳辐射变弱，表层水温下降，密度增加，库面温水层与其下层水由于重力和风的作用产生对流，厚度逐渐加大，温跃层向下层扩展，最后因混合作用扩展至不同水深，形成等温状态，称为秋季对流。入冬，水温继续下降，若表层水温低于4℃，则在无风和有冰层的情况下，将出现底层水温比表层水温高的逆分层。春天来临，冰层开始融化，逆分层将混合消失，称为春季对流。随后，水库水体再一次出现温度分层。库面温水层水温在分层季节变化较大，与河流水温差不多或略高。库下冷水层温度变化较小，变化程度取决于分层前的水温，与冬春河流水温差不多。一般分层型水温结构多出现在蓄水水库；径流式水库不发生典型的三层式温度分层现象。