水动力调控：抑制三峡库区支流水华的路径

三峡水利枢纽工程是治理开发长江的关键性骨干工程，在防洪、发电、航运等方面有着巨大的综合效益。但与此同时，三峡工程也为长江生态环境带来深远影响。其中，三峡水库建成后库区支流水华问题成为社会关注的一个焦点。自2003年三峡水库蓄水以来，由于库区水位抬升，库区水流减缓、紊动扩散能力降低,导致水体自净能力减弱和污染物在支流库湾的滞留。尽管目前三峡库区干流水质保持良好，但是库湾水质呈现不同程度下降，许多支流甚至频繁发生水华。     

水动力调控:抑制三峡库区支流水华的路径

三峡水利枢纽工程是治理开发长江的关键性骨干工程,在防洪、发电、航运等方面有着巨大的综合效益.但与此同时,三峡工程也为长江生态环境带来深远影响.其中,三峡水库建成后库区支流水华问题成为社会关注的一个焦点.自2003年三峡水库蓄水以来,由于库区水位抬升,库区水流减缓、紊动扩散能力降低,导致水体自净能力减弱和污染物在支流库湾的滞留.尽管目前三峡库区干流水质保持良好,但是库湾水质呈现不同程度下降,许多支流甚至频繁发生水华.     

三峡水库整体一维水质数学模拟研究

以三峡整个库区作为研究对象体，根据三峡水库河道型特点，开发了一维非恒定水流水质数学模型，利用稳定性比较好的四点隐格式有限差分法进行模型数值求解。以主要污染指标BOD5、DO为例，介绍了三峡水库一维水流水质数学模型的开发、研制过程。模型中充分考虑了三峡水库建成前后水流条件巨大变化对库区水流水质的影响，对主要水质模型参数，如污染物纵向离散系数、有机污染物衰减系数和大气复氧系数等建立了与水流条件相关的经验关系式，建立的数学模型经过三峡库区江段长河段水文水质和污染源同步观测资料验证，具有较高的模拟精度，可为预测三峡水库水流水质总体变化趋势提供技术支持。     

东江水库有机物自净能力分析

利用东江水库建库前后有机物的实测资料 ,分析比较了水库与天然河道有机物降解自净量、有机物降解速率 ,论证了东江水库建库后 ,河道水文特性改变引起水库有机物自净降解能力的变化 ,从而说明水利水电工程兴建对有机物影响的预测应根据水库特性与天然河道耗氧系数的关系进行调整。     

龙滩水电站库区蓄水后垂向水温水质分布预测

采用垂向一维数学模型对在建龙滩水库蓄水后水温和水质进行预测，并采用类比调查等方法对模型中各项参数进行了估计．预测结果表明，龙滩水库蓄水后水温随水深逐步降低，多年平均表层水温为19．9℃，库底水温约为8℃,下泄水温年变幅减小，与天然河道水温相比，降低较大，但与天生桥水库建成后河道水温相比，则差别明显减小．水质分布也存在明显分层现象，表层年内变化较大，随着水深增加，变化逐渐趋缓．水库多年平均表层DO约为8．65mg／L，底层约为4．8mg／L，处于低氧状态。库区形成后BOD5浓度较低，表层和底层多年平均分别为0．46mg／L和0．1mg／L，与建库前天然河道相比有明显改善．下泄水质与自然河道水质对比分析发现，BOD，浓度在建库前后有明显的差异，由1．6mg／L下降到0．3mg／L左右，而DO浓度变化甚小。     

龙滩水电站库区有机污染预测研究

根据河道型水库的特点,采用一维模型对龙滩水库有机污染物进行预测,并采用实验方法对模型中各项参数进行了估计。预测结果表明,按现状入库河道水质状况,库区形成后库区范围内有机污染物指标能达到I类标准,较建库前有明显的改善。为更好地保护龙滩水电站库区水资源,需要加强库区内的环境综合治理,控制农业面源污染．减少水土流失,建立库区监测站网,长期、科学、有效地保护水库水质。     

三峡水库建库前后荆江低水水位流量关系分析

三峡水库蓄水运用以后,由于库区泥沙淤积,清水下泄,下游河道必然受到影响。通过对三峡水库建库前后荆江河段主要水文测站多年的实测资料对比,分析了水库建库前后荆江河段主要控制站宜昌、枝城、沙市、监利的断面面积及低水水位流量关系变化。分析结果表明,受水库蓄水后清水下泄影响,荆江河段尤其是枝城、沙市站断面下切较大,低水水位流量关系线下移,同流量级下水位降低;宜昌站由于前期受葛洲坝工程影响,断面已基本稳定,受三峡工程运行影响不大。     

黄河花园口典型污染物自净降解规律研究

黄河花园口断面污染物自净降解室内模拟实验结果表明，目前黄河水体污染的2个主要因子COD和氨氮的自净降解符合Sigmodial曲线规律，其降解状况与水温和污染物初始浓度有很大关系，但不完全符合一级反应动力学。污染物所含组分不同，其自净降解程度也不同。要想提高水质预测结果的精度，必须针对废污水的组成调整预测模型，准确确定模型参数。     

待建水库水质参数的研究

根据待建的云南糯扎渡水库天然河道有机物的实测资料,运用最速下降法,率定出天然河道水质参数,并对复氧系数进行了回归,从而建立了天然河道和待建水库复氧系数的联系,结合类比水库建前及建后有机物自净降解速率的变化规律,推求待建水库的水质参数。     

三峡水库蓄水前后库区及坝下游水质变化与成因探讨

为了解三峡水库运行对大坝上下游水质的影响,同时为三峡江段水质保护提供参考,根据长江三峡水环境监测中心在三峡库区官渡口和坝下南津关两个重要断面1998~2012年间的水质监测资料,比对分析了水库蓄水前后部分水质指标的年际和年内变化特征,并探讨其成因。结果表明,2003年三峡水库135 m蓄水成功后,水体中SS和重金属等指标浓度下降,TP等营养盐指标浓度呈不同程度减小,DO等氧平衡指标浓度总体下降。由此可得:三峡水库运行对库区及坝下游水体水质有积极影响;水库运行后,水流变缓,泥沙沉降,使得水体含沙量明显减少,污染物浓度也相应降低,泥沙吸附沉降作用对减少大多数水体污染物的作用不可小觑;但库区中吸附了大量水体污染物的泥沙,如果再悬浮,会对长江干流水质产生不利影响,应密切关注库区水体泥沙含量的变化规律。     

三峡提前蓄水后宜昌流量变化分析

在对三峡水库提前蓄水后水库的蓄满状况分析的基础上,对提前蓄水后宜昌流量情况进行了较深入地研究。结果表明,提前蓄水使得水库蓄满率大为提高,宜昌枯期平均下泄流量增加,小于最小通航流量5 300 m3/s的天数减少,有利于下游航运条件的改善。     

三峡地区生态环境治理保护对策

三峡地区是全国山地灾害频发的地区之一，而由于工业的发展，沿江域镇环境污染已对长江水质构成威胁，三峡建库后，随着库区水位的抬高，长江流速变缓，排污能力减弱，易在城镇岸段和回水区形成污染带，为此，建议持续实施农业综合开发工程，扩大自然保护区，治理水土流失，改善农业生态环境，加大“长江上游防护林工程”、“长江上游水土保持工程”、“中低产田改造工程”的投资比重和治理范围，对于山地灾害防治的重点为地质灾害严     

三峡水库运用对坝下游干流河道水文情势的影响研究

三峡水库调度运用改变坝下游水沙条件,会对坝下游河道水文情势产生影响。利用坝下游长河段一维水沙数学模型计算分析了丰水年、平水年与枯水年情况下三峡水库调度运用对坝下游干流河道沿程流量、水位及输沙量的影响。结果表明：枯水期与泄水期出库流量增加,坝下游沿程枯水位相应抬高;蓄水期下泄流量减少,同时期沿程水位下降;遇枯水年,水库蓄水使得坝下游来流量过小（10月下旬大通站平均流量小于 9 000 m³/s ）;遇平水年蓄水期,中下游水位下降较多,沿程水位下降 1.71 ～ 3.68 m ,对坝下游河道的航运及供水等带来一定的影响。     

三峡工程运行前后长江中游河段水质变化模拟

三峡工程运行后在枯水期增加了下泄流量,提高了长江中下游河段枯水期沿程水位与平均流量,改变了中下游河段污染物排放的水动力扩散特性,进而对河道的水质产生了一定的影响。以三峡工程运行前后武汉河段汉口站水位和流量变化为例,分析其在枯水期、汛期和蓄水期3个典型时段的水文情势变化特征,采用数值模拟方法研究河道排污口附近主要污染物指标(COD和NH3-N)的扩散特性和响应变化规律,并进一步总结分析水位和流量变化对长江中下游沿江城市排污口附近水质特征变化的影响。结果表明:三峡工程运行后,由于流量年内分布趋于均匀化,各个不同时期的污染物扩散范围总体呈现减小趋势。     

水质模型中污染物衰减系数敏感性分析

对于河流纳污能力数值模拟问题,污染物扩散衰减系数是一个重要参数,决定了模型的准确性和可靠性。本文针对三峡大坝至葛洲坝之间河段,基于Mike21建立平面二维水质模型,以氨氮为典型污染物分析河流纳污能力,在此基础上进行了衰减系数对流量、本底浓度及有无衰减过程等因素的敏感性分析。模拟结果表明:相比本底浓度,流量的改变对污染物扩散过程的影响更为明显;污染物扩散范围随流量的增加而增加,随本底浓度的增大而降低;增大衰减系数将使污染物扩散范围减小,且高流量低本底浓度时衰减系数的取值范围较大,使得影响范围变幅最大。     

梯级电站建设对水质的影响

采用一维水动力数学模型和水质数学模型,对梯级电站建设前后的CJ江干、支流的水质变化进行研究,预测CJ江2020年5个梯级电站建设后干流水质主要参数的变化情况。结果表明,各梯级电站水库蓄水后各坝址处平均DO质量浓度将较建库前略有下降,BOD5和NH3-N的质量浓度呈下降趋势,TP质量浓度变化较小。     

三峡水库淤积排沙及河型转化规律

三峡水库泥沙排沙在其论证和运行阶段一直是关注的热点问题。根据上游来水来沙、实测固定断面和河床质地取样等资料,分析了三峡水库运用以来进出库水沙变化、总体淤积和排沙规律、沿程淤积规律、河型转化规律等,并将初步设计论证研究成果与其他成果进行了对比分析。研究成果表明:三峡水库运用后,入库年径流量与建库前变化不大,但年输沙量锐减60%,来沙减少的趋势仍将持续;三峡水库平均年库容损失率为0.3%,在世界范围内是非常低的,可确保水库长期使用;三峡水库的年淤积量与入库沙量基本呈线性关系,汛期蓄水位越高则其斜率越大;三峡库尾河段总体呈冲刷状态,泥沙主要淤积在常年回水区,尤其在河道开阔断面;部分分汊河道发生了河型转化,淤积后河道总体朝单一、归顺方向发展。研究成果可为三峡水库运行管理和研究提供支撑,也为同类型水库决策提供参考。     

中华鲟自然繁殖的水文状况适合度研究

对三峡水库运行前（1983-2002年）后（2003-2005年）中华鲟产卵场产卵季节（10-11月）的水文状况进行了比较分析,并根据所建立的水文要素适合度模型,对三峡水库运行前（1983-1986,2002年）后（2003-2005年）8个年份产卵季节水文状况对于中华鲟产卵的适合度进行了分析。结果表明：2003年三峡水库蓄水以来中华鲟产卵场产卵季节的水文状况发生了显著变化,产卵季节平均水温上升了 1.48 ℃ （ 8.2% ）,含沙量降低了 0.36 kg/m3（ 91.8% ）。平均适合度模型的分析结果表明,虽然整个产卵季节水文状况对于产卵的综合适合度呈现出先上升后下降的趋势,但整个产卵季节水文状况的适合度都比较高,并且中华鲟的产卵活动并不总是发生在水文状况适合度最佳（即综合适合度波峰值）的时候,说明水文状况并不是决定自然繁殖发生时间的唯一因素。产卵前含沙量的变动趋势由水库运行前的稳中下降转变为运行后的稳中上升,说明含沙量的剧烈下降可能对中华鲟的自然繁殖活动不利。中华鲟自然繁殖发生时间应是多种因素综合作用的结果,除水文状况外,科研捕捞活动、年度之间自然繁殖群体的生物学差异等都可能对自然繁殖活动发生的具体时间产生影响。     

Assessing Water Quality of Three Gorges Reservoir, China, Over a Five-Year Period From 2006 to 2011

Understanding temporal variability in water quality in the Three Gorges Reservoir (TGR) is crucial for evaluating environmental effects of damming and protecting China’s largest freshwater resource. This study examined water quality changes in the main channel of the Yangtze River after dam completion as well as its relationship with water level fluctuation (WLF), controlled by annual impoundment operations and conditioned by flooding. Finally, the mass balance budget and integrative water quality indexing (WQI) methods were applied to elucidate the status of overall water quality since dam completion. Results showed that TGR outlet water (Yichang) exhibited higher pH and COD_Mn values and lower concentrations of dissolved oxygen (DO) and ammonia nitrogen (NH₃-N) than inlet water (Zhutuo). Temporal variations in water quality parameters displayed similar trends for the outlet and inlet. Water quality parameters all showed negative correlations to water level, revealing the different effects of damming on water quality. It was estimated that reservoir impoundment led to a DO depletion of 1495.5 (±1482.0)?×?10³ tons/yr and a COD_Mn increase of 564.0 (±405.0)?×?10³ tons/yr, likely deriving from various internal pollutant loads from the WLF zone and tributary watersheds. According to WQI, TGR water quality remained at healthy levels. However, WQI linear regression showed that water quality at the outlet significantly decreased over time, indicating that the construction of the Three Gorges Dam generally caused water quality deterioration. Further investigation is required to determine the spatial distribution of point and non-point pollution sources and to identify major factors that influence TGR water quality.