不同取水口高程对阿海水库水温分布的影响

大型水库由于水深大流速小,水体易出现垂向温度分层,对库区及其下游河道的生态环境造成明显的影响.为了减弱水温分布的不利影响,常采用分层取水.本文采用三维水温数值模型对阿海水库两种取水口高程下的水温分布进行预测,重点分析了取水口高程对库首水体的温跃层强度、均温层的位置和下泄水温的影响,为阿海水库的设计和生态调度提供了一定的参考依据.     

山口岩水库坝前水域铁、锰垂向分布特征及成因分析

为探究分层型水源水库坝前水域铁、锰垂向分布特征,于2018年6月至2019年5月对山口岩水库不同深度铁、锰浓度进行监测,并结合坝前水温、溶解氧、pH的变化特征,探讨了铁、锰超标的成因.结果表明:山口岩水库坝前水域水温分布在冬春交汇期为混合型,其余季节属于分层型,溶解氧随水温呈垂向分布,夏季至冬季50 m以下水体均处于厌氧环境,其中冬季30 m以下水体溶解氧浓度在0.2～2 mg/L之间.坝前水体铁、锰浓度垂向分布特征明显,底层水体铁、锰浓度从夏季开始超标一直持续至春初.夏秋季超标集中发生在50 m以下水体,冬季超标范围上升至24 m,浓度达全年最大.表层水体在春季初出现铁、锰浓度超标,4月份铁、锰浓度均降至限值以下.综合分析表明水库坝前水体铁、锰浓度超标的主要原因是沉积物在长时间的厌氧酸性条件下的内源释放,随着水体分层结构稳定性的下降污染范围逐渐增大,冬末春初水体对流加剧是引起表层水体铁、锰超标的原因.     

水库溢流式取水口下泄水温数值模拟

水库溢流式取水口作为一种有效缓解下泄低温水的分层取水措施,得到了越来越广泛的应用,糯扎渡水电站拟采用溢流式取水口.为较好地模拟取水口前库区复杂的地形边界,采用σ坐标系,建立了糯扎渡水电站溢流式取水口下泄水温的三维数值模型,数值模拟结果得到了物理模型试验结果的验证.在水库水温分布已知的条件下,数值模拟了取水口不同引水流量和开启组合的下泄水温.取水口引水流量越大,下泄水温越高;下泄水温提高的幅度,不仅取决于引水流量,还取决于水库水温垂向分布.取水口开启组合对下泄水温影响较小.     

水库水温分层的流场分析

水库水温分层是流体密度流现象的一种,其形成受库区内流场、太阳辐射和表层热交换的共同影响,而水温分层状态的出现又将影响水库来流在库区的流动过程和出库水流的温度.以流场与温度场耦合计算的立面二维水库水温模型为基础,对水温分层的主要影响因素进行了理论分析,结合数值模拟讨论了温度场与流场的相互作用,对分层状态与来流发展特别是与垂向流动的关系进行了剖析.认为一定的来流水温差和表层热通量是水库形成分层状态的必要条件;水库表层温跃层对紊动扩散的抑制使温跃层内纵向和垂向动量均低于层外水体,上游来流高温水遇此温跃层之后易被阻碍而形成密度流下潜;双温跃层主要由高温流动层通过紊动不完全侵蚀底部低温水层而形成;水库底部回流区方向受主流动层流线方向控制并随主流动层流线趋于水平而被压缩;泄流孔口高程处主流动层形成的流速切应变使附近温度梯度减小,等温线趋于稀疏,主流动层随流量增加而增厚.     

杜塘水库溶解氧随深度变化规律

该文针对杜塘水库研究溶解氧随水深变化规律,研究表明,溶解氧浓度随着水深的增加而减小,在20m以下溶解氧几乎为零;春季表层至5m深处溶解氧浓度较稳定,5m以下溶解氧降低;夏季在5m附近出现温跃层,在温跃层溶解氧较稳定;秋季溶解氧随水深的变化不显著,底层时溶解氧降低较多;坝前表层溶解氧较高,库心在水深4m～16m之间溶解氧较高.     

水电站叠梁门分层取水流动规律及取水效果

对于温度成层型水库,水电站进水口分层取水方式正逐步被采用,目的是尽量取用水库不同层水体,减轻下泄低温水对下游河段环境的负面影响。目前缺乏分层取水流动规律及取水效果的研究。以糯扎渡水电站进水口叠梁门分层取水方案为例,通过数值模拟方法,研究叠梁门分层取水的流动规律,在水库水温分布已知的条件下,探讨叠梁门取水控制下泄水温的效果。研究成果对水电站进水口分层取水设计及运行管理具有重要意义。     

叠梁门分层取水对下泄水温的改善效果

水库升温期泄放低温水现象是大中型水电工程普遍面临的环境问题.叠梁门分层取水是提高水库下泄水温的有效工程措施,也是水电工程生态环境保护尤其是水生态保护的重要手段.以滩坑水电站叠梁门分层取水设施投入运行前后的水温观测为基础,从水库调度过程和不同取水口形式等方面分析了叠梁门运行对下泄水温的改善效果.针对库区坝前水温和发电下泄水温对分层取水措施的响应规律,探讨了通过调整门顶水深进一步改善下泄水温的可行性.认为滩坑水库较大的垂向温差是形成下泄低温水的主要原因,叠梁门门顶水深对下泄水温具有决定性影响,应尽可能降低门顶水深以提高下泄水温.提出了优化叠梁门设计及运行管理的建议.     

千岛湖水温垂直分布的季节演变对透明溞昼夜垂直迁移的影响

 千岛湖位于钱塘江上游新安江主流上,是中国北亚热带地区的大型深水水体,水温具有明显的分层现象,夏季出现温跃层。枝角类(Cladocera)是水库生态系统的重要类群,具有垂直分布及昼夜迁移的特性。为阐明枝角类垂直分布格局及昼夜迁移对水温垂直分布的生态响应,选择千岛湖坝前段超过60m水深的湖区于2004年9月至2005年8月按季节进行昼夜垂直分层采集,以透明溞(Daphnia hyaline)为对象开展相关研究。结果显示,透明溞是千岛湖坝前段湖区四季的优势种,基本以聚合的模式(MI>1)分布于垂直水柱中,春、夏、冬3季有正常迁移现象,秋季则无明显的昼夜垂直移动行为。千岛湖温跃层的出现加强了透明溞在垂直水柱中的聚集,促进了其夜间的上迁运动,使其成为坝前段湖区表底层水体物质交流的纽带。     

澜沧江下游梯级水库浮游动物群落结构与环境因子关系

澜沧江是世界著名河流，也是我国13个水电基地之一.为了解本区域梯级电站对下游水生态的影响，2021年3月、6月和9月对澜沧江下游糯扎渡和景洪水库进行调查，采用水质综合指数法(WQI)、主坐标分析(PCoA)和典范对应分析(CCA)等方法研究澜沧江下游梯级水库浮游动物群落特征及其与环境因子的关系.结果显示糯扎渡和景洪水库水质为Ⅱ～Ⅲ类，水体营养状态为贫营养～中营养；浮游动物密度组成以原生动物和轮虫为主，生物量构成以桡足类和轮虫为主.糯扎渡和景洪库区上游的浮游动物组成与坝下和坝前均差异明显，TN和Chl.a显著影响了糯扎渡水库浮游动物的群落结构，WT、TN和DO显著影响了景洪水库浮游动物的群落结构.     

福建省山仔水库水体季节性分层特征研究

对福建省敖江流域山谷型的山仔水库2005年水温和水化学(DO、pH、总溶解性磷质量浓度)进行监测,结果表明:山仔水库的水温在3-11月之间保持稳定分层,在夏季形成明显分层,这种温度分层结构有效限制了上下水团的混合,形成显著的水体溶解氧分层,特别是夏季由于有机物的消耗,在沉积物-水界面形成厌氧层;12月至次年1-2月随着水体表层气温的急剧下降,水体分层结构失稳,水库上下层水体垂直交替,底部厌氧释放的还原性物质被带入上层湖水,说明水温季节性的分层对山仔水库水质的变化起重要作用.     

应用Logistic曲线预测水库垂向水温

针对分层水库垂向水温分布,提出一种估算水温的新方法——Logistic曲线法。利用新安江水库为期1a的原型观测资料,采用SPSS软件率定并优选模型参数,结果表明拟合精度较高。在此基础上,利用收集到的其他水库实测资料验证了模型的适用性,发现该模型对不同类型(混合型、稳定分层型)、不同时期(升温期、稳定分层期)的水库垂向水温分布有较好的拟合效果。此外,探讨了该模型应用于预测水库水温时的模型参数确定方法及步骤。     

基于三维水动力-水温耦合模型的水库水温预测及影响研究

为了研究水库建成后库区水温的结构分布特征,以及下泄水温的变化,以云南省澜沧江拖巴水电站水库为研究对象,根据水电站库区丰、平和枯水年三种典型年的各项基础资料,运用EFDC三维水动力-水温耦合数学模型模拟计算库区水温分布及下泄水温,对比分析了下泄水温与天然河道水温的变化.结果表明,水库建成后,3月前后库区垂向形成双温跃层结构,9月后第二温跃层逐渐下移至库底并消失;下泄水温与天然河道水温存在差异,全年水温温差减小.库区及下泄水温的变化将对水库周边及下游生态、农业灌溉等产生影响.     

百花水库水质模拟及季节性水质恶化控制对策

猫跳河梯级水库自20 世纪90 年代起频繁出现季节性突发污染事件. 选择位于猫跳河干流的百花水库作为研究对象, 对其水温、溶解氧(dissolved oxygen, DO)浓度、营养盐浓度进行了为期12 个月的连续监测. 通过分析水库垂直剖面方向上水温及DO 浓度的季节变化趋势, 验证了水体季节性分层现象是导致突发水质恶化的主要原因. 引入水质分析模拟程序(water quality analysis simulation program, WASP) 对水温、DO 浓度、NH⁺ ₄ 浓度进行模拟, 模拟结果与监测值季节变化趋势吻合, 证明该模型可以应用于百花水库的水质模拟. 利用WASP 对水库进行了流量调度模拟. 结果表明, 进行有效的季节性水量调控可以达到改善该水库季节性缺氧状况的目的.     

福建省山仔水库蓝藻门微囊藻属时空分布研究

于2011年不同季节对山仔水库水体物理和化学指标、浮游植物和浮游动物进行监测,分析了蓝藻门微囊藻属在水平和垂向空间上的分布规律,探索了微囊藻属生物量与环境因子的相关关系.结果表明,不同季节山仔水库大坝断面微囊藻属细胞丰度在105~107L-1之间变化,夏季水体微囊藻属细胞丰度达到107L-1,浮游植物群落中微囊藻属的比例高达95%以上;冬季水体微囊藻属细胞丰度为105L-1,浮游植物群落中微囊藻属的比例在20%~45%.5-9月,表层水体微囊藻属细胞丰度高于底层水体,秋末到冬季水体表层与底层的微囊藻属细胞丰度相差不大,水温与微囊藻属细胞丰度呈显著正相关,轮虫与微囊藻属细胞丰度呈显著负相关.分析可知,水温分层是影响山仔水库微囊藻属垂向分布的重要因素之一.     

大型水库水温分层影响及防治措施

大型水库的建成与投产,为我国的现代化建设提供了巨大的经济效益和社会效益.同时,大型水库特别是调节性能好的水库由于大量水体的蓄积,使水库在沿水深方向出现了有规律的水温分层现象.这种水温分层现象使库区内水生生物结构发生变化,影响库区的水质.又由于水电站泄水设施因发电要求而使泄水口高程较低,因此水库的水温分层使冬季下泄水温较天然情况高,而春、夏季下泄水温较天然情况低.下泄低温水可使鱼类在产卵、生长及捕食方面受到极不利的影响,造成鱼类资源的减产甚至某些鱼种的灭绝.下泄低温水还会对农作物产生＂冷害＂影响,造成减产甚至绝产.因此,在进行大型水电工程规划、设计、运行的同时应积极开展水库水温结构及下泄水温计算和研究,及时采取有效减缓低温水下泄的各项措施,以实现水资源开发利用和生态保护的＂双赢＂.     

长江口外羽状流水体中的垂向混合与层化的观测与分析

摘要：
2002年9月17日17：00至18日17：00,在长江口外E4站位 (122°40′8″E, 30°59′17″N),采用300 kHz声学多普勒流速剖面仪(ADCP)和温盐深仪(CTD)测得连续的水位、流速大小、流向、电导(盐度)和温度等水文资料.基于这些资料,通过文献中相应的公式,估算出水体的密度(ρ)、浮力频率(N)和梯度Richardson数(Ri),并绘制成水流流速分量、盐度、温度、ρ、N和Ri的垂线分布,从而对该站位羽状流水体中的垂向混合与层化进行了研究.结果表明：① 东西向流速分量大小范围为-0.36~0.61 m/s,南北向流速大小范围为-0.59~0.39 m/s.涨急、落急和落憩,流速分量在垂向上变化均不大;涨憩时,表、中、底层流速存在显著差异.② 涨急、涨憩,从表层至底层,盐度随着水深的增加而增大,温度随着水深的增加而减小;落憩,温度在中层达到最大;落急,水体出现显著的密度跃层.③ 该站位表层水体的N均较小,基本在10-3 s-1量级,水体垂向混合较好;中、下层水体的N出现10-2 s-1量级,混合相对较弱.④ 该站位水体垂向混合强度呈现涨、落潮周期变化：涨急、涨憩,Ri范围在10-2 ~101量级,混合较好;落急,Ri在中下层水体出现102量级,水体出现显著层化;落憩,整个水体的Ri大部分都小于临界值0.25,水体混合最充分.
关键词：
长江口外; 羽状流; 浮力频率; 梯度 Richardson数; 混合; 层化
中图分类号： P 731.26
文献标志码： A     

抚仙湖水体中磷的分布特征及其影响因素

 深水湖泊通常具有水体交换周期长、污染物滞留率高、垂向水温分层等特征,水质参数的分布具有明显的时空变异性。以2009年5月和7月的两次现场水质调查数据为基础,结合入湖污染源和湖泊自身的水动力条件,深入探讨了抚仙湖水体中磷的水平、垂直分布特征以及入湖污染源和水动力条件的影响,结果表明：表层水体中总磷（TP）的空间分布及其变化与抚仙湖风生流场和入湖污染源的分布特征具有较好的一致性;雨季降雨径流携带了大量的污染物和泥沙入湖,导致7月表层水体中TP质量浓度较5月明显增加;降雨径流污染主要影响浅层水体,对100 m以下深层水体的影响较小;水体中TP质量浓度有沿水深逐渐增高的趋势,深层水体中磷的蓄积较重,并有加剧趋势。底部“磷库”的存在对湖泊水质存在较大的潜在威胁,需引起高度重视。     

水库蓄水后长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区干流溶解氧时空分布

水体的溶解氧(DO)是表征水体健康的重要指标之一。为研究金沙江下游向家坝与溪洛渡水库蓄水前后,"长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区"(以下简称"保护区")干流河道内溶解氧时空分布特征,2012-07—2013-11(期间向家坝进行了3次蓄水,溪洛渡进行了1次蓄水),在保护区及其上下游干流布设了7个监测站点,对水温、溶解氧质量浓度等指标进行了监测和分析。结果表明:1)4次蓄水过程坝下断面均出现了溶解氧过饱和现象;2)开始蓄水后溶解氧浓度与饱和度明显增加;3)支流入汇对干流溶解氧水平会产生一定的影响;4)河道内溶解氧溶度的增加与年际内水温周期变化及水库泄流调度引起的水气掺混有一定关系。     

澜沧江糯扎渡水库消落带土壤侵蚀特征研究

澜沧江干流梯级水电开发形成大面积的水库消落带,该区土壤侵蚀极其严重,对水库安全运行构成严重威胁.文章利用ArcGIS空间分析功能,结合遥感影像判识、野外调查及侵蚀针技术等,查明澜沧江流域规模最大的糯扎渡水库消落带空间分布特征和土壤侵蚀过程的关键驱动因子.结果表明:(1)糯扎渡水库消落带总面积129.95 km~2,其中干流57.29 km~2、支流72.66 km~2;消落带面积随高程的降低逐渐减小;不同坡度消落带面积分布不均,15°～25°坡度上分布最广,大于35°的急陡边坡分布最少.(2)糯扎渡水库消落带土壤侵蚀营力多样,最常见的侵蚀形式为涌浪侵蚀和崩塌,涌浪侵蚀是消落带特有的水力侵蚀形式.(3)糯扎渡水库消落带土壤侵蚀异常强烈. 2016—2018年干流消落带平均土壤侵蚀速率38.50 mm/a,而库湾平均土壤侵蚀速率17.00 mm/a,干流消落带土壤侵蚀速率是库湾的2.30倍.(4)消落带坡度、植被和土壤水分变化对土壤侵蚀的影响显著.坡度与消落带年均侵蚀深度呈现显著的线性相关;植被可以减缓消落带土壤侵蚀;随着土壤含水率的增加,土壤抗剪强度随之降低,土壤侵蚀加剧.     

我国北方几个蓄水水体溶解氧的初步调查

本文总结了1981年4月～1984年4月我国北方几个湖泊的溶解氧研究的结果。实体调查表明:溶解氧的分布状态,很大程度上取决于温度的季节性变化。这里分別将几个湖泊表层的温度～溶解氧进行了初步分析,其表层溶解氧随水温增加而降低。水体的对流混合多发生在春、秋两季,正分层以夏季常见,逆分层仅出现在冬季。随着夏季湖泊热成层的出现,溶解氧也具有明显的分层。水体较深的水库夏季底部溶解氧小于2.0～3.0mg/l,有的月份耗竭,较浅的湖泊则未明显地观察到这种现象。但浅水型湖泊溶解氧的昼夜变化是很小的,日较差为0.67—0.71mg/l。