水庫調(diào)度對香溪河庫灣水流特性的影響.pdf

1、　　三峽水庫蓄水以后,由于庫水位抬高,干支流水流變緩,水體富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重,部分支流庫灣多次暴發(fā)了“水華”,部分學(xué)者認(rèn)為水流變緩是水庫富營養(yǎng)化的主要誘因之一,通過水庫調(diào)度改變庫區(qū)的水流條件,進(jìn)而控制水體富營養(yǎng)化已經(jīng)得到許多專家學(xué)者的認(rèn)可,但還沒有明確提出防控支流水華的水庫生態(tài)調(diào)度需求。本文基于CE-QUAL-W2垂向二維水動力水質(zhì)模型,構(gòu)建了三峽庫區(qū)-香溪河水動力水溫模型,分析了水庫不同調(diào)度方式對香溪河庫灣水流特性的影響。主要研究工作及

2、結(jié)論如下：
　　(1)基于CE-QUAL-W2建立三峽水庫-香溪河垂向二維水流水溫模型,能夠較準(zhǔn)確模擬干支流水溫,模型計(jì)算的干支流水溫同實(shí)測值相差不大,模型能準(zhǔn)確模擬香溪河庫灣長期存在的分層異重流現(xiàn)象,對倒灌水體的潛入深度及庫灣垂向流速分布模擬效果較好。因此,該模型可以應(yīng)用于三峽水庫及香溪河庫灣水動力及水溫模擬。
　　(2)分別模擬了初始水位165 m、160 m、155 m條件下,不同泄水調(diào)度工況下的庫灣水動力特性,主

3、要結(jié)論為水庫干流水體以表層倒灌進(jìn)入香溪河庫灣時,當(dāng)水庫泄水,干流水體潛入庫灣的形式不發(fā)生變化,依然從表層倒灌進(jìn)入庫灣。但隨著泄流量及泄流時間的增加,表層流向庫灣上游的水流流速有一定程度的增加,在河口處增加的幅度最大,在靠近庫灣上游基本沒有變化。初始水位為165 m、160 m和155 m時,趨勢基本一致,但水位較低且水位平穩(wěn)時,在距河口約5 km范圍內(nèi)表層水流流速大于0.04 m/s,大于抑制水華暴發(fā)的臨界流速。
　　(3)模擬

4、了在香溪河庫灣實(shí)際存在表、底層倒灌異重流條件下,分析其蓄泄結(jié)合的調(diào)度方式對香溪河庫灣水流特性的影響,主要結(jié)論如下：
　　①在3月底干流水體從表層倒灌進(jìn)入庫灣條件下,當(dāng)水位不變時,由河口至距河口10 km處的表層流速大于0.04 m/s,庫灣其他河段表層流速均小于0.04 m/s,當(dāng)采用先蓄水2天,然后泄水2天,蓄泄幅度為2m時,表層流速大小相對于水位不變時明顯增大,先泄2 m,然后蓄水1 m工況調(diào)度效果相對其他幾種工況最明顯,但

5、上述工況下在靠近庫灣回水末端表層流速大小基本沒有變化。
　?、谠?月初干流水體從底部倒灌進(jìn)入庫灣條件下,當(dāng)水位不變時,由河口至距河口15 km處表層流速大于0.04 m/s,庫灣其他河段表層流速均小于0.04 m/s,當(dāng)采用先泄水2 m,然后蓄水1 m調(diào)度工況下的表層流速相對于水位不變時增幅最大,由河口至距河口18 km處表層流速均大于0.04 m/s,但上述工況在靠近庫灣上游表 層流速大小基本沒有變化。因此,蓄泄結(jié)合下表層流速

6、在河口至庫灣中部增幅明顯,有一定的效果,但在靠近庫灣上游并不明顯。
　　(4)模擬了香溪河上游不同的來流條件及聯(lián)合三峽水庫調(diào)度時對香溪河庫灣水流特性的影響,主要結(jié)論如下：
　　當(dāng)干流水體從表層倒灌進(jìn)入庫灣時,上游來流量增大能明顯增大靠近庫灣回水末端的表層水流流速,同時若聯(lián)合干流蓄泄結(jié)合調(diào)度,庫灣表層流速大小明顯升高,大部分區(qū)域大于0.04 m/s。當(dāng)干流水體從底部倒灌進(jìn)入庫灣時,上游來流量增大能明顯增大整個庫灣表層流速大

7、小,整個庫灣表層流速均大于0.04 m/s,同時若聯(lián)合干流蓄泄結(jié)合調(diào)度,庫灣表層流速明顯升高,均大于0.04 m/s。總的來說,通過增大上游來流量,對增大庫灣表層流速有一定的效果,但在庫灣部分區(qū)域效果不明顯,若聯(lián)合干流蓄泄結(jié)合調(diào)度,效果會顯著增強(qiáng),其中壩前水位先降2 m后升1 m,持續(xù)4天,同時上游來流量增大時,調(diào)度效果最好。
　　(5)通過對香溪河庫灣流場分布進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)干流以不同的方式進(jìn)行倒灌,如從庫灣中上層潛入庫灣,一部

8、分水體從表層流出,一部分水體從底層流出；從表層潛入庫灣,在庫灣上游改變方向同上游來流一起從底層流出庫灣；從庫灣底層潛入,從庫灣表層流出等,并且在庫灣形成許多環(huán)流,由于其水流的運(yùn)動特點(diǎn),導(dǎo)致干流倒灌水體和上游來流水體相遇的部分區(qū)域流速很小,使得調(diào)度沒有明顯的效果。
　　整體而言,泄水調(diào)度對庫灣水流條件的改變不大,蓄泄結(jié)合調(diào)度對香溪河庫灣河口至庫灣中部水流條件影響較大,均能達(dá)到抑制水華暴發(fā)的臨界流速0.04 m/s,通過聯(lián)合香溪河上