来流变化条件下溪洛渡水库生态调度期水温分层特性研究

为探明来流变化条件下溪洛渡水库生态调度时的水温垂向分布特性,运用水温现场监测和CE-QUAL-W2模型对水温进行数值模拟的研究方法,基于实测地形和水文等数据建立溪洛渡库区的立面二维水温模型,模拟了水库在2021年1月15日—4月30日的水温动态变化过程,重点分析了生态调度期(3—4月)库区的立面二维水温分布规律及不同泄水口高程对下泄水水温的影响。结果表明：溪洛渡水库坝前水温于3月中旬开始出现温差,3月下旬表底最大垂向温差为2.02℃,垂向温度梯度在0.10℃/m以内。4月上旬、下旬水库表底最大垂向温差分别为2.41和2.81℃,垂向温度梯度在0.15℃/m以内。通过比较无叠梁门、1层叠梁门两种泄水运行工况得出,当设置1层叠梁门稳定运行时水库的平均下泄水水温提高了0.13℃。本研究可为溪洛渡水库后续的水温生态调度试验提供科学依据。     

紫坪铺水库水温预测研究

采用立面二维κ-ε水温模型对紫坪铺水库水温进行了预测，结果显示水库在全年都处于分层状态。2月垂向温差最小，约为1．5℃，7月和8月分层最明显，垂向温差最大，可达17℃．水库下泄水温过程明显改变，有明显的滞温现象．由于库区水温结构和下游水温过程都有明显的改变，库区和下游生态环境可能会受到影响．     

基于EFDC的西南地区某水库水温结构模拟研究

为预测西南地区某水库的水温分布规律,本文以EFDC模型为基础,参考二滩水库、三峡水库和阿海水库等算例的模型参数取值,建立了该水库二维水温模型,对该水库典型平水年水温分布进行预测,分析了该水库水温分层及下泄水温的变化规律。模拟结果表明:(1)典型平水年夏季该水库会出现水温垂向分层现象,其中6月份垂向温差最大达到10℃;(2)水库表层水体温度呈现出季节性的变化规律,日间变化也十分明显,底层水体温度比较稳定,仅随季节更替稍有变化;(3)水库取水口底板高程620 m时,下泄水温与天然水温比较,下降幅度小于0.5℃。     

黄河口清8河口海域流场分析

1996年9月在黄河口清8河口附近海域设置了9人站位，对海流、水温、盐度和含沙量进行了连续2个潮周期分层次同步观测，结果表明：新口门属不正规的半日潮型。流速口门前大于两侧，左侧最小，深水区大于浅水区，流速垂向分布呈不均匀现象，表层大于底层频率最高，含沙量垂向分布为上小下大，泥沙输移方向口门处与径流方向一致，其他部位与潮汐相对应，泥沙扩散范围达500km^3。     

一维垂向水温分布模型在隔河岩水库中的应用与检验

分析国内外水库水温研究的发展情况 ,并以湖北省清江隔河岩水利枢纽为对象 ,研究深水型水库的垂向水温分布的模拟问题。采用一维垂向水温分布模型 ,用有限差分法计算隔河岩水库的垂向水温分布 ,并将计算结果与实测值比较 ,其吻合效果良好。该方法可用于深水型水库垂向水温分布的预测。     

水库库首水温分层流物理模型试验分析

大型水库由于水温分层现象易对生态环境造成一系列不利影响,但由于水深较大现场测量困难,水温分层的实测资料极少,对其研究尚不够深入。通过物理模型试验模拟并测量了春末夏初水库库首水温分层的形成和演化过程,分析了流量和出水口位置对水温在垂向和水平分布的影响。结果表明:① 由于分层流流动的特点和水动力条件的差异,水温垂向结构在温度分层的演化过程中表现为多种形式。② 垂向温差取决于上下游位置、入库流量和水库出水口的高度。通常在垂直方向上,上游温差要比下游大。随着进水口流量的增加和出口位置高度的提高,垂向温差也随之加大。③ 水平方向上的水温分布与水深、进水口流量和出水口高度有着密切联系。在水库的表面和中部位置,上游水温要高于下游水温。然而在特定条件下,如进水口流量较大且出口位置在表面时,上游水温要低于下游水温。④ 水流的出口温度受进水口流量和出水口位置的影响。较低的出水口位置会导致出水温度较低,在初始时段尤为明显。     

澜沧江小湾水电站坝前水温垂向分布特征

水温是水生态系统中关键的环境因子,对水生生物的生存繁殖和水环境系统生态平衡具有重要作用。大型水库建成蓄水后改变原有河道水温结构,垂向上会出现水温分层现象。以澜沧江小湾水电站为研究对象,获取坝前1～200m水深不间断高密度水温数据,开展小湾水电站坝前垂向水温分布特征研究。结果表明:小湾水库为典型分层型水库,坝前水温存在全年分层现象,夏季分层现象最明显,冬季分层现象最弱;表底层水温年平均温差达8.14℃,水温相对水深年变化率为0.05℃/m;坝前表层水温与气温呈正相关关系,水温最值出现时间较气温滞后;温跃层厚度变化趋势与深度相反,温跃层深度随季节发生变化,春季温跃层深度下降,冬季上升,夏秋两季处于稳定状态。     

基于耦合模型的安康库区水温水质影响研究

河流上筑坝发电将对水温、水质等生态环境产生影响。该文建立了三维水温水质耦合模型,以汉江上游安康水电站为例,选取COD(化学需氧量)和氨氮为水质指标,利用实测的水温、水质数据率定参数,对比分析单独计算和耦合计算其坝前垂向水温的差异性,模拟"引汉济渭"工程实施后逐月水温水质分布,总结耦合计算其库区水温、水质的变化规律。研究结果表明,耦合计算坝前垂向水温较单独计算反应灵敏,与库区实测水温更接近;耦合计算坝前水温在3月至9月呈弱分层状态,其余月份呈混合状态;对比不同年份的水电站下泄水温与坝址处天然水温可知,枯水年对水温影响最大,平水年次之,丰水年影响最小;坝前垂向氨氮、COD的分布规律基本与实测水温分布规律一致,受温度异重流影响,耦合计算的COD、氨氮分布规律与实际情况更相符合。     

分层型水库垂向水温分布模型解析解研究

分层型水库垂向水温计算常采用垂向水温分布模型的数值解法或经验公式法,数值解法计算工作量较大,经验公式法简便但不能随便移植使用。在Huber和Harleman建立的垂向一维水库水温模型的基础上,简化模型结构和部分参数,推导出垂向一维水库水温分布模型解析解,并用二滩水库的实测水温资料验证了解析解,得到了较好的效果。提出的垂向一维水库水温分布模型解析解法可用于深水型水库垂向水温分布预测。     

依生布古水库水温模拟预测

将MIKE3数学模型应用于依生布古水库水温的数值模拟,给出各月坝前水温沿垂向分布,并通过对比建库前后逐月月平均水温,得出4—8月水库下泄水温低于天然河道水温,9月～次年3月水库下泄水温高于天然河道水温。     

模糊集分析法在水库汛期分期中的应用

水库汛期划分有利于缓解防洪与兴利之间的矛盾,同时对提高洪水资源利用效率具有重要意义。应用模糊集分析法,基于石佛寺水库和清河水库1956-2000年45 a实际监测数据,对辽河流域石佛寺水库和清河水库的汛期分期问题进行研究,严格依据模糊集合分析法计算程序,首先通过45年的旬径流量资料对水库汛期进行划分,而后根据不同时段平均旬径流量对分期结果进行合理性验证。结果表明:对于石佛寺水库,6月上旬-7月中旬为前汛期,7月下旬-8月下旬为主汛期,9月上旬-9月下旬为后汛期;对于清河水库,6月上旬-7月中旬为前汛期,7月下旬-8月中旬为主汛期,8月下旬-9月下旬为后汛期。基于45年的实测旬径流量资料对其合理性的检验结果,石佛寺水库和清河水库的汛期划分结果是合理可靠的,表明将模糊集分析方法用于辽河流域水库汛期分期研究是可行的。     

大型水库热分层的水质响应特征与成因分析

为研究大型水库热分层期间水质的响应特征及成因,于2018年4月-2018年12月对大黑汀水库坝前水体的水温及溶解氧等理化指标进行了连续性垂向监测,在此基础上分析了大黑汀水库季节性热分层变化规律以及各水质指标的响应特征.结果表明:(1)大黑汀水库水体呈典型的单循环混合模式,热分层期间,溶解氧在垂向分布同样表现出季节性变化...     

Stratification regimes and thermodynamic modelling of a subtropical African reservoir

The stratification of a lentic water system is an important factor regulating its biotic activities and processes. The present study investigated changes in temperature and oxygen stratification regimes in Mazvikadei Reservoir 27 years after the first study was conducted during its filling phase. The FLake‐Global model was also tested as a predictive tool for the first time to analyse annual limnological trends in a subtropical reservoir. The lake‐modelling tool FLake‐Global enables an instantaneous estimation of the seasonal cycle of temperature and mixing conditions in shallow freshwater lakes around the world. The results of the present study illustrate that the reservoir was weakly stratified, with the overall thermal stratification patterns somewhat similar to those recorded during the filling phase (1992). The oxygen stratification patterns observed in the present study correspond well to those of thermal stratification. The depth‐integrated oxygen profiles for both the deep and shallow sampling sites exhibited the same pattern, with higher concentrations from July to September. The water column was well oxygenated, indicating the reservoir has matured since its filling phase in 1992, when there was significant hypolimnetic deoxygenation. The FLake‐Global model exhibited good results in predicting annual trends, with the results also indicating no differences in stratification levels in the reservoir for the current and Masundire (1992) filling phase studies. The model predicted lower surface and bottom temperatures, however, compared to those measured in the reservoir. There was lowering of the mixed layer depth from the hot‐wet (November–April) months through the cool‐dry (May–August) season. Latent heat fluxes agreed with the net longwave (LW) predictions for Mazvikadei Reservoir, which exhibited an overall net cooling effect. The stratification has not changed significantly since the previous study in 1988. The FLake‐Global model proved a useful predictive tool when tested in a subtropical system.     

白洋淀水质平衡分析初探

白洋淀是华北最大的淡水湖,素有“华北明珠”之称,具有沼泽和水域等生态系统。通过对白洋淀水质平衡分析,利用人工神经网络BP结构模型建立水质模型,提出白洋淀水环境保护措施。     

季节性Kendall检验在白洋淀水质趋势分析中的应用研究

详细介绍了季节性Kendall检验方法的原理和数学模型，并以白洋淀为实例，对其2000-2004年的水质变化趋势进行分析，从趋势分析结果可以看出，白洋淀以有机物污染最为严重，且污染物主要来源于府河沿岸和淀周边。     

白洋淀流域气象要素和人类取用水变化过程分析

白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊,但是近年来频繁出现干淀问题,正确分析其主要原因为制定白洋淀入淀水量保障措施具有至关重要的意义。采用Mann-kendall方法对白洋淀历史降水、气温及农业、工业生活用水量的变化过程进行分析。结果显示,流域内山区与平原区降雨量均呈现减小趋势,且山区的降水衰减程度大于平原区降水;流域内1980年以后气温呈现增加趋势;用水方面,除农业用地表水在20世纪90年代后呈减少趋势,其他用水均为持续显著增加趋势,其中农业用地下水占据所有用水比例较大。上述结果表明,降水不断减少、气温持续升高以及人类活动强度的逐步加大是造成白洋淀入淀水量减少的主要原因。     

白洋淀污染物时空变化规律及其对生态系统影响的探讨

根据1988-2000年的白洋淀实测水质资料,分析了白洋淀主要污染物质的时空分布规律,及其对白洋淀生态系统的影响。白洋淀6─9月份污染物浓度最大,水质较差,水生生物种群数量相对减少,各种污染物指标年际间无明显规律,但都大致呈逐年增大趋势。根据监测断面的地理位置及淀内水体流动的特点,划分出3个污染带,各种污染物沿污染带浓度均逐渐降低,从而分析出对白洋淀生态系统的影响。     

引黄河向白洋淀补水效益分析

保持白洋淀的水生态,对于华北地区的生态环境和社会经济发展有重大意义。白洋淀的反复干淀,引起了各级领导和广大群众的关注,要求水利部门从根本上扭转这种局面,建立保持白洋淀水生态的长效机制。2006—2009年从黄河调水保证了白洋淀水生态环境的持续健康,取得了显著的经济效益和社会效益。     

大清河流域水工程联合防洪调度研究

白洋淀是大清河流域重要枢纽工程,基于雄安新区建设对大清河流域防洪提出更高的要求,大清河流域水工程联合防洪调度研究显得尤为重要。本文以白洋淀最高水位最小作为联合防洪调度目标,建立联合防洪调度模型并进行求解。在保证水库工程安全的前提下,进行了不同洪水条件下的联合防洪调度研究,通过优化调度,可保证在遭遇百年一遇洪水不开启文安洼蓄滞洪区;在一定程度上降低了白洋淀最高水位,可有效减轻了堤防和白洋淀防洪压力,为保障雄安新区防洪安全提供支撑。     

白洋淀芦苇资源及其生态功能与利用

芦苇是白洋淀湿地中最重要的水生植物，面积约6000hm^2。介绍了白洋淀芦苇资源的分布、产．量情况，并分析了白洋淀芦苇所具有的生态功能，包括调节气候、净化污水、促淤防蚀、澄清水质、抑制藻类和维持生物多样性。由于白洋淀的主要生态问题是水环境污染，所以最后围绕白洋淀芦苇净化水环境的功能提出了白洋淀芦苇的生态利用对策。