汛期水位波动对香溪河库湾热分层特性及水质的影响

本文以三峡水库典型支流——香溪河为研究对象,研究汛期水位波动对热分层特性及其对水质的影响。于2019年6月5日—8月30日对香溪河中游进行定点气象、垂向水温及水质监测,并同步获取香溪河上游及干流水文数据。结果表明：香溪河热分层时期日循环特征显著,垂向水温差异明显,混合层深度在0 ~ 19.37 m之间变化,水位与混合层深度呈显著负相关关系（P = -0.468**）。底层水温增长缓慢,且受上游低温来流影响显著。垂向对流作用及异重流侵入改变水层掺混强度,水体不存在稳定的温跃层,溶解氧饱和度在69% ~ 175%之间,垂向溶解氧差异明显,且与垂向叶绿素a浓度显著相关,表明浮游植物是影响溶解氧垂向差异的原因;水位波动过程对混合层深度的影响关键取决于是否改变倒灌异重流潜入方式,中上层倒灌有利于表层水温分层加剧,进而有利于水华爆发;利用水位波动（水库调度）抑制支流水华取决于水位波动过程是否能改变库湾水环流模式并有效增大混合层深度。本研究为有效利用水位波动（水库调度）改善三峡水库支流水质提供了新的认识。     

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。     

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。     

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。     

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）。     

三峡出库流量日调节模式驱动的重力波问题

受三峡电站昼夜发电负荷不均的影响,三峡出库流量呈显著的日调节模式,驱动坝前水位以重力波形式在库区传播,对水库水动力特征产生着影响,但针对该重力波的生成和传播机理仍待研究。文中基于2018年1—10月三峡水库的出入库流量和库区多个站点上的水位等实测资料,分析了日调节模式下三峡水库坝前重力波的生成机理及其在库区430 km范围内的传播特征。主要研究结论包括:(1)坝前日调节重力波生成时,其振幅与昼夜下泄水量差成正比,与库区背景水位成反比,文中给出了相应的坝前水位振幅估算公式;(2)在河道底摩擦、断面形状沿程变化、干支流入流等多方面因素影响下,日调节重力波在坝前430 km范围内,其振幅呈现先减小后增大的趋势,其滞后相位沿程逐渐增加,且振幅和相位沿程变化特征受库区背景水位影响显著。