上游建庫(kù)對(duì)三峽水庫(kù)干流及香溪河水溫水動(dòng)力特性的影響.pdf

1、自三峽水庫(kù)蓄水以后，由于水庫(kù)水位抬高，干支流水流變緩，水體富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重。同時(shí)由于梯級(jí)水庫(kù)能更高效率地利用水能資源，因此水能資源豐富的河流往往都進(jìn)行了多級(jí)的梯級(jí)水庫(kù)規(guī)劃，而梯級(jí)水庫(kù)更為嚴(yán)重地改變了河道的天然狀態(tài)，特別是多個(gè)梯級(jí)水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，上游與下游有互動(dòng)影響，對(duì)河流水環(huán)境影響更為巨大。目前，關(guān)于上游建庫(kù)對(duì)三峽水庫(kù)干支流水環(huán)境的影響研究較少。本文基于CE-QUAL-W2建立三峽水庫(kù)干流-香溪河庫(kù)灣立面二維水溫水流模型，分析了上游建庫(kù)

2、對(duì)三峽水庫(kù)干支流水溫特性的影響規(guī)律；分析了干流倒灌異重潛入深度以及庫(kù)灣混合層深度（Zmix）對(duì)三峽水庫(kù)上游建庫(kù)的響應(yīng)關(guān)系。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴2012年向家壩水庫(kù)建成運(yùn)行后，三峽水庫(kù)入庫(kù)流量減少，在汛期尤為明顯；干流入庫(kù)年平均水溫高于建壩前，且入庫(kù)年最高水溫和最低水溫都高于建壩前。在汛前消落期，長(zhǎng)江干流水體通常流向?yàn)樯嫌蔚较掠?，無(wú)分層異向流動(dòng)存在。長(zhǎng)江干流水體深度在汛期明顯減小，導(dǎo)致上游水體流速變大，且下游水體流速明顯大于

3、汛前消落期，水體流速垂向無(wú)明顯波動(dòng)。到枯水運(yùn)用期，三峽庫(kù)區(qū)水體流速無(wú)明顯波動(dòng)，且干流上、下游水體流速無(wú)明顯差異。不同時(shí)期三峽水庫(kù)縱向水溫分布存在差異，庫(kù)區(qū)水溫波動(dòng)范圍較大，上下游水溫差異明顯。庫(kù)區(qū)表中底水體中總氮濃度整體變化趨勢(shì)一致，均在庫(kù)首達(dá)到最小值，表、中層水體中總磷濃度沿程變化趨勢(shì)整體一致，而底層水體中總磷濃度沿程變化較表、中層波動(dòng)更大。⑵不同入庫(kù)環(huán)境條件下三峽水庫(kù)干流縱向水溫差異性明顯，2012年向家壩水庫(kù)建成運(yùn)行后，干流縱向水

4、溫明顯降低，水溫變化幅度變大，其中對(duì)6月、7月、8月、9月和10月的沿程水溫變化的影響尤為明顯。三峽水庫(kù)壩前區(qū)域水溫垂向時(shí)空分布差異顯著，由于受入庫(kù)環(huán)境條件變化的影響，9月份垂向水溫分層結(jié)構(gòu)由2010年和2011年的弱分層轉(zhuǎn)化2013年和2014年的明顯分層，6月份、7月份、8月份、10月份垂向水溫由2011年的明顯分層轉(zhuǎn)化為2013年和2014年的弱分層。⑶2010年和2011年香溪河庫(kù)灣在三峽水庫(kù)常規(guī)調(diào)度運(yùn)行期內(nèi)均顯示出明顯的分層異

5、重流特征，香溪河庫(kù)灣上游徑流在汛前消落期由表層轉(zhuǎn)化為底層，而長(zhǎng)江干流則由表層倒灌變?yōu)橹袑拥构?；汛期，?kù)灣上游來(lái)流都以底部形式流入庫(kù)灣，干流水體倒灌形式主要表現(xiàn)為中層和中上層；汛末蓄水期，庫(kù)灣上游來(lái)流仍以底部形式流入庫(kù)灣，干流水體主要是由表層-中層-中下層倒灌轉(zhuǎn)化；枯水運(yùn)用期，庫(kù)灣上游以表層和底部流出庫(kù)灣，干流水體主要從中下層-底部倒灌轉(zhuǎn)化。對(duì)比4年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，上游建庫(kù)對(duì)香溪河庫(kù)灣異重流倒灌方式、深度和范圍的影響主要在汛前消落期和汛期，向家

6、壩建成運(yùn)行后，在香溪河庫(kù)灣汛前消落期，干流水體倒灌形式為中層-中上層轉(zhuǎn)化，倒灌厚度增加，潛入范圍變化不大；在香溪河庫(kù)灣汛期，干流水體倒灌形式主要表現(xiàn)為中層-中上層-中下層轉(zhuǎn)化，倒灌厚度增加，潛入范圍由中游延伸到上游。⑷香溪河庫(kù)灣水溫垂向上具有明顯的時(shí)空分布差別。對(duì)比4年數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，2012年向家壩水庫(kù)建成運(yùn)行后，香溪河庫(kù)灣上游、中游和下游水溫垂向分布在10月到12月由明顯分層轉(zhuǎn)化為弱分層，表底溫差減??；在6月到9月水溫分層結(jié)構(gòu)變化不大，但