Characteristics of thermal stratification in head area of Three Gorges Reservoir and ecological effects in different operation periodsEI北大核心CSCD

为了解三峡水库库首2003—2018年的水温变化特征及其对生态环境的影响,基于庙河断面实测资料,采用LSTM-Logistic模型模拟分析了库首多年水温结构特性,并探讨了其变化对库区支流库湾水华的影响和对坝下鱼类产卵水温的影响。结果表明：LSTM-Logistic模型能较好地适用于三峡水库,准确地模拟水温的逐日变化过程;2006—2013年,三峡水库库首每年4—6月均出现了水温分层现象,从2014年开始,水温垂向差异变小,水温不分层,且春季、秋季和冬季水温升高,下泄水温进一步平坦化;三峡水库库首水温长期变暖的趋势,会使支流库湾倒灌异重流潜入深度上移,从而改变异重流倒灌形式,降低库湾水华风险;梯级水库蓄水缓解了春季下泄低温水的不利影响,但秋冬季水温的升高对中华鲟繁殖造成了进一步威胁。     

底部倒灌异重流运动特性试验研究

以三峡水库支流库湾广泛存在的倒灌异重流为背景,构建室内物理模型,以入流量、初始水位、温度差3个主要影响因子,设计系列工况对底部倒灌异重流运行特性进行模拟试验研究,分析异重流头部移动速度、交界面高度、头部厚度等主要水力学要素的变化过程及受入流量、初始水位、温度差的影响规律.研究表明底部倒灌异重流头部移动速度沿程呈线性递减,头部交界面沿程呈线性升高,头部厚度沿程呈线性递减.异重流运动稳定后,同一断面处,异重流头部速度随入流量、初始水位及温差的增加而增大,交界面高度随入流量及初始水位的增大而升高;异重流头部厚度受初始水位变化影响最敏感,随初始水位升高而增加.     

开放水体脱氮过程及其影响因素研究进展

中国已建各类水库近10万座,水库建设改变了原河流水动力条件,影响了水体物质场、能量场、化学场和生物场,究竟是"削减了水体净化功能"还是"强化了水体去污能力"目前尚不明确。本文系统总结了开放水体脱氮过程研究进展,主要包括:(1)厌氧反硝化(Denitrification)、厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation)、好氧反硝化(Aerobic denitrification)和厌氧甲烷氧化(Anaerobic methane oxidation)等是目前开放水体脱氮的4个典型过程;(2)潜流带、沉积物、溶解氧极小层及悬浮颗粒等是开放水体脱氮的主要发生区域;(3)溶解氧、碳氮比、硝酸盐浓度、温度、pH值是影响开放水体脱氮效率的直接因素。建议通过开展"出入库氮形态持续观测及氮负荷平衡计算"、"水库不同载体脱氮机制原位研究方法构建"、"水库脱氮机制及氮移出通量研究"和"自然河流与水库脱氮效率对比研究"等方面的研究来回答"水库强化水体脱氮能力"这一科学假设,以期为发掘水库的脱氮除污功能、深入认识水库的生态环境影响提供一个新的研究思路。     

基于CE-QUAL-W2模型的三峡水库神农溪库湾水流水温特性分析

三峡水库蓄水以来,库区干、支流水文水动力变化显著。通过现场观测和构建三峡水库神农溪支流库湾立面二维水动力模型(CE-QUAL- W2),对比研究了三峡水库不同时期水流、水温时空分布特征。研究结果表明:神农溪库湾水体整体流速缓慢,不同时期均存在不同强度的异重流现象,包括干流倒灌异重流和上游入流底部顺坡异重流;枯水运行期和汛前消落期干流水体从表层潜入库湾,强度较弱;汛期和汛末蓄水期存在中层倒灌并且强度较大,影响整个库湾;上游入流处由于来流水温一般低于库湾,存在入流底部顺坡异重流现象。库湾水温呈春夏升温、秋冬降温的变化趋势,一年四季均存在水温分层现象;但冬季分层相对较弱,其它季节水温分层明显;水温分层模式因异重流的存在,明显不同于一般水库的水温分层。对比分析表明,CE-QUAL-W2模型可较为准确地反映神农溪库湾水流及水温时空分布特性。研究可为更细化分析三峡水库神农溪库湾水流水温特性、开展水华预报提供技术支撑。     

汛末蓄水期香溪河库湾倒灌异重流现象及其对水华的影响

为研究三峡水库汛末蓄水过程中,干流对支流水体水流、水环境因子的影响特征及其作用机制,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,水库干流水体依次以底部异重流、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。     

梯级水库建设对水环境的累积影响研究进展

为全面了解梯级水库建设的水环境累积影响,从水环境累积影响的定义、分类和特征三方面对其进行了总结,介绍了目前水环境累积影响研究的常用方法,着重归纳了梯级开发对径流、水质、水温和泥沙等水环境累积影响的研究成果,指出了各方面的影响范围和主要特征,探讨了梯级水库水环境累积影响研究的新趋势。我国梯级水库水环境累积影响研究处于发展阶段,目前的研究多集中于定性评价,急需建立统一的评价标准和评价方法,系统地认识梯级水库建设的环境效应。     

基于多视角的城市滨水景观研究进展

滨水景观是城市绿地系统的重要构成部分。着重从生态、景观美学、人文视角剖析了城市滨水景观的发展现状并对其进行了总结。介绍了目前以城市滨水空间为主的水景观发展历史,并总结归纳出生态、人文、景观美学三种视角下城市滨水景观设计要素的基本应用原理,就城市滨水景观现状提出了学科交叉不完善、设计过于模式化、文化元素体现同一化、优劣等级评价标准不明确等问题,并对其未来发展的方向进行了探讨。     

三峡水库春季水华期生态调度空间分析

三峡水库蓄水后,支流库湾水华频繁暴发.通过水库调度,改变支流库湾水动力条件,防控水华被认为是一种近期行之有效的方法.基于长江宜昌站长时间序列径流数据,考虑三峡水库运行要求,兼顾防洪、发电及航运等效益,根据水量平衡原理,利用三峡水库的水位库容曲线,计算了春季水华高发期3-5月份三峡水库的调度空间.结果表明,3月份理论上最大日降幅可达2.87m,最大日升幅仅有0.14m;4月份最大日降幅为3.17m,最大日升幅为0.47m;5月份最大日降幅为3.76m,最大日升幅为1.3m.5月份调度空间最大,3月份最小,4月份次之,此结果可为进一步探索实施生态调度方案提供依据.     

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。     

溪洛渡水库水温时空特性研究

水温是水环境评价的重要因子,水库建设对库区水温及下泄水温的影响是工程环境评价的重要内容。以溪洛渡水库实测水温数据为基础,通过建立立面二维CE-QUAL-W2水温模型来分析水温特性,并采用基线偏离指标、相位偏移指标、极值变幅指标来评价下泄水温的变化。研究结果表明：实测垂向水温结构和已有研究成果存在一定差异,垂向水温分层存在季节性变化,3—10月垂向水温分层显著,表温层水温范围在15 ~ 23℃,厚度由50 m增加至100 m;温跃层中心海拔由520 m下移近90 m,厚度由20 m减小至10 m;滞温层水温基本维持在14 ~ 15℃,范围逐渐缩小。表温层受入流水温、入库流量影响更为显著,表层水体不存在明显温度梯度,汛期深孔泄水加速温跃层下移。溪洛渡蓄水后,下泄水温过程推迟达36天,最低水温升高近2℃,最高水温降低约1℃。溪洛渡工程建设对下泄水温的影响主要体现在升降温过程滞后（滞温效应）、最低水温升高和最高水温降低（均一化效应）。