金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)水溫時(shí)空特性及其累積效應(yīng)研究.pdf

1、水溫是水環(huán)境評(píng)價(jià)的重要因子之一，其對(duì)水生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物過(guò)程起著重要作用。水庫(kù)蓄水不僅改變了庫(kù)區(qū)的水溫分布，同時(shí)也改變了下游河道水溫的年變化過(guò)程。同時(shí)，在梯級(jí)開(kāi)發(fā)模式下，水庫(kù)空間布局較為密集，單個(gè)水庫(kù)對(duì)水溫的影響必然會(huì)以某種形式疊加，產(chǎn)生水溫累積效應(yīng)。本文基于CE-QUAL-W2建立金沙江下游向家壩、溪洛渡梯級(jí)水庫(kù)立面二維水溫模型，通過(guò)2014年實(shí)測(cè)水溫?cái)?shù)據(jù)對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行率定，采用2015年實(shí)測(cè)庫(kù)灣水溫進(jìn)行模型驗(yàn)證，建立的水溫

2、模型能較好地模擬兩庫(kù)水動(dòng)力過(guò)程、水溫空間分布。通過(guò)模擬結(jié)果，分析了向家壩、溪洛渡梯級(jí)水庫(kù)的水溫時(shí)空分布特性，通過(guò)設(shè)置不同的水庫(kù)運(yùn)行情景模式，分析了影響兩庫(kù)水溫垂向結(jié)構(gòu)的主要因素。同時(shí)通過(guò)建立水溫累積效應(yīng)評(píng)價(jià)體系，對(duì)向家壩、溪洛渡梯級(jí)水庫(kù)水溫累積影響進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)其時(shí)空特征；基于此，提出了向家壩下游水溫累積效應(yīng)的調(diào)控策略。主要內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）基于CE-QUAL-W2建立了向家壩、溪洛渡水庫(kù)立面二維水溫模型，模擬的兩庫(kù)垂向

3、水溫分布與實(shí)測(cè)值基本一致，模擬的庫(kù)灣水溫空間分布與實(shí)測(cè)值基本相同，滿足精度要求，該模型能夠準(zhǔn)確的模擬向家壩、溪洛渡庫(kù)灣的水溫分層特性及演替規(guī)律。因此，本研究建立的向家壩、溪洛渡庫(kù)灣CE-QUAL-W2模型能夠很好的反映庫(kù)灣水流水溫特性以及能夠用于向家壩、溪洛渡庫(kù)灣的水溫模擬。
　?。?）向家壩水庫(kù)水溫分層具有季節(jié)性特征，4-8月出現(xiàn)水溫分層，9-次年3月垂向水溫幾乎不分層。春季氣溫回升，表層溫升明顯，水溫分層逐漸加劇，夏季由于水庫(kù)

4、泄洪加快了庫(kù)區(qū)水體交換，在強(qiáng)烈的垂向紊流擴(kuò)散作用下，底層水溫迅速升高，中間等溫層水體厚度增加，水溫分層減弱。秋季水庫(kù)蓄水垂向摻混顯著，水溫轉(zhuǎn)為混合型。向家壩水庫(kù)水溫分布受入流水溫、氣象要素、出水口高程的影響顯著，但入流水溫只影響庫(kù)灣水溫的大小，不改變水溫的垂向分布，而取水口高程和泄洪方式對(duì)壩前垂向水溫結(jié)構(gòu)影響更為顯著，庫(kù)區(qū)表層10 m內(nèi)水溫受氣象要素控制更為明顯。
　?。?）溪洛渡水庫(kù)蓄水后，庫(kù)內(nèi)春季升溫過(guò)程明顯滯后，秋冬季節(jié)水溫

5、降低過(guò)程較為平緩，水溫日變化幅度較??；夏季汛期入庫(kù)流量急劇增大，庫(kù)灣流速顯著增大，入流水溫與壩前水溫幾乎相同。溪洛渡水庫(kù)垂向水溫季節(jié)性分層，表溫層、溫躍層、滯溫層層化結(jié)構(gòu)明顯。春季，隨著入庫(kù)流量和水溫的升高，表溫層深度增加，溫躍層厚度減小，水溫層化結(jié)構(gòu)加強(qiáng)；汛期采用深孔泄洪，加快溫躍層下移，滯溫層溫度基本不變但范圍縮小。溪洛渡水庫(kù)壩前垂向水溫結(jié)構(gòu)受入流水溫影響較小，溫躍層深度受取水口高程影響顯著。
　?。?）金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)蓄水

6、對(duì)水溫?fù)頂D時(shí)段主要集中在9-2月、4月、5月，蓄水造成的溫升擁擠顯著高于溫降擁擠；向家壩水庫(kù)位于梯級(jí)水庫(kù)末端，受溪洛渡水庫(kù)蓄水影響，水溫變化過(guò)程滯后，升溫降溫過(guò)程進(jìn)一步平滑，水溫的時(shí)間擁擠、空間累積更為顯著。梯級(jí)水庫(kù)蓄水對(duì)下游河道水溫過(guò)程的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：1、均一化效應(yīng)，最高水溫有降低，最低水溫升高，水溫年內(nèi)變幅減??；2、滯溫效應(yīng)，溪洛渡水庫(kù)水溫變化的時(shí)間推遲達(dá)32天，向家壩水庫(kù)水溫偏移時(shí)間達(dá)到36天，且極值水溫出現(xiàn)的時(shí)間顯著滯