三峡水库汛末蓄水期香溪河库湾倒灌异重流现象及对水华的影响

为研究汛末蓄水过程中，三峡水库干流对支流水体水流、水环境因子影响特征及作用机制，从2007年9月25日开始对三峡水库蓄水过程中香溪河库湾水流速度和水环境因子进行持续监测分析。结果表明2007年秋季三峡水库汛末蓄水过程中，水库干流依次以底部异重流、中层异重流、表层异重流形式倒灌进入库湾，使得香溪河库湾水体在深度方向具有典型的分层流特征，异重流现象是由水库干流与库湾水体之间的温度差和浊度差造成的。2007年秋季香溪河库湾暴发了一定程度的水华，倒灌异重流使得库湾表层水流流速增大，并将库湾表层浮游藻类演进式输运出河口从而降低库湾藻类生物量是本次异重流影响秋季水华的重要机制。     

三峡水库香溪河库湾水体富营养化演化监测分析

三峡水库蓄水后,香溪河平邑口水域成为库区支流水体富营养化演化和水华发生的典型水域。通过对该水域表层水体叶绿素a与各种环境因子持续1 a的高密度监测结果的分析表明,叶绿素a与TP、温度、溶解氧,pH值和浊度正相关性明显,与PO4-P/TP和透明度负相关性明显。虽然叶绿素a与TN的全年监测结果的相关性较差,但水华发生时,TN、TP和叶绿素a存在明显的正相关性,说明水华期间藻类增殖对氮磷有明显富集作用。     

三峡水库香溪河库湾富营养化状态的评价研究

以2008年三峡水库一级支流香溪河库湾为研究对象,在野外监测的基础上,对该库湾的富营养状态进行了评价研究。研究表明,整个库湾已呈现中度富营养化。库湾上游区域富营养化程度较下游区域严重,其中上游回水末端XX09和XX10样点富营养化程度最严重。     

三峡水库香溪河库湾水环境容量研究

三峡水库蓄水后,水库回水区的水文情势发生了显著变化,香溪河库湾受回水顶托,营养物质大量富集,致使该库湾的许多污染指标超标,直接威胁流域生态、经济的可持续发展.欲有效地改善香溪河库湾水环境质量,必须研究库湾的水环境容量,并以此作为污染防治的依据,对主要污染物实行总量控制.通过对香溪河库湾水质野外监测和数据分析,表明主要污染物为PO4、NH4.应用WASP水质模型,对三峡水库香溪河库湾进行水质模拟.根据水质模拟结果,采用解析法、功能区段首控制法定量计算出了香溪河库湾各功能控制区段的水环境容量,各控制区污染物应削减量或可新增加量,并初步地提出了一些相应的污染治理措施.     

三峡水库香溪河库湾不同异重流下水温分层模式研究

三峡水库蓄水后支流库湾水体的水动力条件发生变化,水温在垂向上的分布也呈现出了不同模式。为了分析不同类型的倒灌异重流条件下水体的水温分布情况,对香溪河库湾不同断面的水温进行原位监测,并构建库湾水体的水温水动力数学模型(CE-QUAL-W2)。研究结果表明:水库正常运行的不同时期,香溪河库湾水体的主要水动力条件和水温分布结构均不同,在水库运行时的泄水期,库湾水体水动力主要为表层倒灌异重流,水温呈现传统的分布模式;在水库汛期低水位运行时,库湾水体水动力主要为中层倒灌异重流,水温呈“双混斜”式分布;在水库蓄水期,库湾水体水动力主要为底部倒灌异重流,水温呈“半U”型分布。研究成果可为揭示香溪河水流水温特性、营养盐迁移及水华预测预报提供相关的理论支持和技术支撑。     

香溪河库湾春季营养盐空间差异性成因分析

三峡蓄水后,香溪河库湾春季水体中营养盐分布呈明显的空间差异性,具体表现为总氮含量大致呈从上游到河口逐步升高的趋势,而总磷含量呈从上游到河口逐步降低趋势.为明确库湾水动力条件对库湾营养盐空间分布的影响,本文采用三维数学模型模拟了三峡蓄水后香溪河水动力场的分布,利用示踪方法分析了三峡蓄水初期香溪河库湾水动力场对春季营养盐时空分布的影响.结果表明,春季库湾近河口区域水体表现出明显的分层分向流动特征,长江干流水体与库湾水体间的交换作用显著,相应磷营养盐也随水流带出库湾,干流水体对香溪河库湾磷营养盐有明显的稀释作用,特殊的水动力条件是库湾营养盐空间分布差异性主要成因.研究可为三峡水库正常调度运行后香溪河库湾富营养化的控制和治理提供方法,也可为相似库湾营养盐的分布特征研究提供参考.     

三峡水库香溪河库湾水华水动力调控初步研究

针对三峡水库蓄水运行后支流库湾春季水华频现问题,利用CE-QUAL-W2模型建立了香溪河-三峡库区整体立面二维水动力数学模型,对三峡水电站不同开机数量和春季不同水文条件下的香溪河库湾流速进行了数值模拟。计算结果表明:香溪河上游来流量较小时,滞留区表层流速小于香溪河库湾水华的临界流速0.05 m/s;而香溪河上游来流量增大到合适的值时,香溪河滞留区表层流速可大于0.05 m/s;仅利用三峡电站小幅度日调节对支流库湾流速的改善效果十分有限,而利用干支流水库对香溪河库湾流速的联合调控效果明显,可控制三峡水库香溪河库湾水华爆发。     

洮河异重流倒灌对刘家峡库区河床变化的影响

刘家峡库区黄河支流洮河为多沙河流,入汇黄河后形成异重流向上游倒灌,使洮河口至黄9断面形成倒比降,对库区河床变化及淤积形态产生较大影响,常规一维数学模型不能反映洮河异重流倒灌对河床变化的影响。根据能量方程结合谢才公式,提出了异重流侧向潜入后倒灌流量的计算方法,构建了包含异重流模块的一维非恒定流水沙数学模型,采用1982—2013年实测资料对刘家峡库区进行了冲淤计算。结果表明:计算结果与实际吻合较好,库区黄河各河段淤积分配计算结果与断面法实测结果基本一致,较好地模拟了黄4断面的淤高及黄河干流淤积三角洲向坝前的推进;洮河异重流倒灌对刘家峡库区黄4—黄9库段河床冲淤变化影响极为明显,计算过程中必须考虑异重流倒灌问题。     

三峡库区草堂河库湾水动力特征

针对三峡库区蓄水后普遍存在的干流水体倒灌支流库湾的现象,为探究干支流水交换过程中的水动力特征,通过逐月(2012年9月至2013年7月)实地观测获取三峡库区中部典型支流草堂河库湾水动力参数及水体温度、浊度等数据,分析了水库运行各期干流与库湾的水交换情况及其对库区水环境的影响。结果表明:由于温度差异、干流惯性作用以及支流特殊地形等因素的影响,草堂河河口存在明显的双向水流结构,水库运行各期干支流交界面进出水体分布差异显著;特殊的河流走向使得全年多数月份草堂河与干流有效交换量高于其他典型支流;干流水体全年均能倒灌至库湾尾部,水库高水位运行期进出水体在河口呈上下分层结构且连续性较好,低水位运行期则以左右环流为主且连续性较差。     

香溪河库湾春季影响叶绿素a的环境因子

2007年2月22日至5月29日,在三峡水库香溪河库湾内每天进行定点水质采样,监测叶绿素a浓度及相关因子随时问和水深的变化情况,对监测数据进行偏相关分析和多个相关样本检验,研究相关因子对叶绿素a浓度的影响情况.研究结果表明:在整个春季水华期间,水体中的优势藻种不断改变,叶绿素a浓度沿水深分布出现明显的分层现象,从表层至水底逐渐降低.水体中的浮游植物主要在表层至8 m水深之间活动,在1～3m水深之间密度达到最大.相关因子对表层叶绿素a浓度随时间变化的影响程度从大到小是:气温、水温、光照、湿度、透明度、浊度、降雨量;水体中相关因子对叶绿素a浓度沿水深分布的影响程度从大到小是:水下光强、水温、浊度.     

三峡水库大宁河春季水华藻类分布及影响因子

以三峡水库支流大宁河2010年3月中旬的水华调查数据为依据,分析浮游藻类分布规律,并探讨其影响因子。结果表明,在容易暴发水华的库湾开阔地带之外,狭窄的峡谷地带亦会暴发严重水华,并且持续时间更长;河口区域的浮游藻类则表现出比其他区域更好的群落稳定性和生物均匀性。在此次水华的前、中期,浮游藻类的群落稳定性随生物量增大而降低;后期则随其增大而增加。通过对样品的定量分析,共鉴定浮游藻类7门24属,主要为绿藻和甲藻,第一优势种为拟多甲藻,占到总藻类的38%,其次为小球藻和衣藻。观察到藻类群体有垂直迁移现象,可能因藻类有趋光性所致。拟多甲藻水华的暴发会降低水体氮磷比,而随着水华的消退,水体氮磷比会较迅速地恢复到一个较高水平。在水华前期,总磷与浮游藻类群落稳定性呈现高度负相关,在中、后期其相关性减弱。     

三峡水库汛期实时调度的做法与效果

三峡工程是当今世界最大的水利枢纽工程,也是治理和开发长江的关键性骨干工程,具有防洪、发电、航运、供水及生态等综合功能。介绍了近年长江防总兼顾多目标实施三峡水库汛期实时调度的做法和效果,归纳了实时调度的难点和关键点,并为下一步工作提出指导意见。     

新形势下三峡水库汛末蓄水方式研究

根据长江上游流域水文情势变化、三峡工程各阶段运用要求、社会用水需求并结合2006年以来初期蓄水、试验性蓄水过程,对新形势下三峡水库汛末蓄水的调度方式进行了全面分析研究,提出了适应社会经济发展需要的蓄水调度方式。     

三峡水库动态汛限水位与蓄水时机选定的优化设计

阐述了三峡水库运行初期的调度规则，建立了实时调度模型。提出了防洪、发电和航运等指标体系，在此基础上，建立了用于动态汛限水位和蓄水时机优化的混合规划数学模型，并设计了一种混合编码方式，运用遗传算法对该模型进行优化求解。利用宜昌站1882～2001年实测日流量资料进行模拟优化，生成了一系列非劣解；然后运用模糊决策的方法，得到了相对合理的动态汛限水位与蓄水时机方案。结果表明，优化设计能权衡防洪与兴利之间的关系，充分挖掘汛初与汛末的潜力，提高三峡水库运行初期的综合效益。     

Prediction of chlorophyll a concentration using HJ-1 satellite imagery for Xiangxi Bay in Three Gorges Reservoir简

Since the impoundment of the Three Gorges Reservoir in 2003, algal blooms have frequently been observed in it. The chlorophyll a concentration is an important parameter for evaluating algal blooms. In this study, the chlorophyll a concentration in Xiangxi Bay, in the Three Gorges Reservoir, was predicted using HJ-1 satellite imagery. Several models were established based on a correlation analysis between in situ measurements of the chlorophyll a concentration and the values obtained from satellite images of the study area from January 2010 to December 2011. Chlorophyll a concentrations in Xiangxi Bay were predicted based on the established models. The results show that the maximum correlation is between the reflectance of the band combination of B4/（B2＋B3） and in situ measurements of chlorophyll a concentration. The root mean square errors of the predicted values using the linear and quadratic models are 18.49 mg/m3 and 18.52 mg/m3, respectively, and the average relative errors are 37.79% and 36.79%, respectively. The results provide a reference for water bloom prediction in typical tributaries of the Three Gorges Reservoir and contribute to large-scale remote sensing monitoring and water quality management.