穆阳溪梯级电站开发低温水分析

梯级电站开发对水温的影响较为复杂，本文分析预测了穆阳溪梯级电站开发，芹山水库、周宁水库、闽东水库的水温结构及发电下泄低温水的沿程变化，从而为热能规划与管理提供依据。     

穆阳溪梯级水库低温水结构分析

穆阳溪梯级规划为四级开发，本文对芹山、周宁、闽东三水库的水温结构类型进行了判断，预测了三水库的水温结构和下泄水温，计算了闽东水库发电下泄低温水水温的沿程变化。     

长江攀枝花—宜昌江段水温时空变化规律

受气候变化、梯级水库运行及支流入汇等多重因素影响,长江攀枝花—宜昌江段水温的时空分布发生了显著变化,其必将对河流生态系统产生深远影响。选择干支流控制性水文站1956—2016年近61 a水温资料,采用归因分析和多尺度对比分析,研究了该江段水温的时空变异特性及沿程分布。结果表明:攀枝花—宜昌江段干流升温趋势明显,而支流岷江受气温变冷带影响,1956—1990年间水温持续下降1 ℃,其后逐渐回暖;年内水温极差逐年减小,减小幅度为0.38~1.46 ℃/(10 a),水温年内过程趋于平坦;梯级水库建设使屏山站和宜昌站下游河道春、夏季水温降低而秋、冬季水温升高,其中4月份与12月份的变化幅度较大,这2个站点在4月份和12月份的水温分别较蓄水前改变-2.6 ℃和4 ℃左右;沿程水温格局总体稳定,即干流攀枝花—屏山江段持续升温超2 ℃;低温、量大(流量占比50%以上)的岷江水入汇,使屏山—朱沱江段水温下降0.6 ℃;嘉陵江高温水与乌江低温水由于流量占比不大,对朱沱—宜昌江段水温影响亦不大。研究成果可为上游梯级水库开展生态调度及建立生态补偿机制等提供科学依据。     

流域梯级开发方案调整的水温累积影响研究

通过对流域梯级开发方案的优化调整来减缓水库低温水累积效应对水生态系统的不利影响,是流域规划时需要考虑的重要问题。本文以新疆开都河中游河段水电规划为例,采用水库水温数学模型,分析单库规模、梯级电站布置、电站开发时序等变化对水库水温分布和下泄水温的影响,探讨开都河中游上段河段"一库三级"和"一库四级"梯级开发方案引起的水温累积影响变化。定量计算分析表明:(1)单库的库容增加、正常蓄水位增高,水库规模越大引起的低温水下泄影响越大;(2)四级与三级开发方案引起的低温水累积影响最大水温降幅分别为4.8℃和4.6℃,梯级电站数目多的梯级开发方案引起的低温水累积影响较大;(3)水库规模大、调节能力高的龙头水库阿仁萨很托亥对开都河水温累积影响起着重要的控制作用,无龙头水库的梯级开发状态下,各级水库对水温累积是正效应作用;龙头水库建成后,其下游各级水库对水温累积是负效应作用,至察汗乌苏水库下泄低温水与天然水温的最大温差从无龙头水库的2.3℃加大至4.5℃。研究成果认为流域水电梯级开发的水温累积影响显著,梯级电站布置个数和控制性水库工程对水温累积效应起到决定性作用。     

溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库水温分布特性

梯级水库蓄水运行后,改变了河流的天然水流情势和水体的年内热量分配,水库内的水温分布特性随之变化。为了解溪洛渡-向家坝-三峡梯级水库蓄水运行后河道水温分布特征,对梯级水库沿程19个断面水温进行了观测,并根据观测资料系统地分析了梯级水库进出库水温和沿程水温分布,以及垂向温度分布变化情况。研究结果表明:溪洛渡、向家坝、三峡梯级水库的下泄水温在降温季节略有增加,在升温季节略有下降,形成了"高温不高,低温不低"的平坦化现象;溪洛渡和向家坝水库坝前区域在垂向上均出现明显的温度分层,而三峡水库近坝区的温度分层现象在梯级水库运行后明显减弱,近几年表层和底层水温相差最大值仅为2.5℃。研究结果可为梯级水库联合调度、水生态研究、水库水温数学模型验证等提供参考。     

梯级水库对南渡江干流底栖动物丰枯水期沿程变化的影响

为探讨梯级水库影响下河流底栖动物种群在河流丰枯水期的沿程变化规律,通过对丰水期(8月)和枯水期(1月)采样处理和计量鉴定,对我国大型热带河流——海南南渡江干流的底栖动物的生物量、丰度、多样性、均匀度在丰枯水期的沿程变化进行了分析。结果表明:丰枯水期共检测出底栖动物2门4纲22种,各物种丰度在0～236个/m~2之间,生物量在0.27～31.5g/m~2之间;底栖动物种群结构沿程变化受梯级水库建设影响较大;丰、枯水量变化对底栖动物群落影响显著,受枯水期水库蓄水大幅度改变水流连通性影响,枯水期底栖动物种类沿程变化幅度大于丰水期;与温带河流不同,南渡江干流大多数底栖动物种类在冬季仍能较好繁殖,枯水期底栖动物丰度和生物量均大于丰水期。     

乌江梯级开发对东风水库水温分布影响分析

为探讨梯级电站联合运行对下游水库水温影响,以乌江梯级开发电站中的东风水库为研究对象,根据东风水库2002年及2006年实测水温数据,分析了东风上游水库建成前后东风水库水温的变化过程,同时运用EFDC模型计算了东风水库上游引子渡和洪家渡水电站下泄低温水对东风库区表层水温及坝前垂向水温的影响。结果表明:梯级水库运行对天然河道水温的累积性影响程度跟主要支流水体温度及流量均有关,入库流量越大,东风库区相同位置库表水温越低,与天然水温的温差越大;下泄低温水温度越低,相同位置库表水温越低,与天然水温的温差越大;入库流量越大、入流温度与天然水温温差越大,低温水影响越大,上游下泄低温水对库区累积性作用越明显。     

澜沧江-湄公河流域干旱分析及上游水库影响

干旱是威胁澜沧江-湄公河流域农业和生态安全的主要自然灾害之一。本文分析了澜沧江-湄公河流域气象干旱和水文干旱特征,并选取2009/2010年和2012/2013年两场典型干旱进行对比,揭示澜沧江水库发挥的作用。结果表明澜沧江-湄公河全流域的气象和水文干旱无显著趋势性变化,各区间变化趋势不一。2012/2013年气象干旱总体较2009/2010年严重,然而同期湄公河干流并未发生水文干旱。澜沧江梯级水库在2012/2013年干季下泄流量较多年平均来水量增加43%,对缓解湄公河干流水文干旱发挥了积极作用。     

澜沧江近20年泥沙变化特性分析

澜沧江干流景洪电站工程于2008年6月19日首期蓄水发电。随着流域梯级电站工程的运行,下游河段河床演变及泥沙运动规律将发生一定的变化。依据允景洪水文站断面多年的实测资料,对景洪电站蓄水前20 a的允景洪断面泥沙特性、冲淤变化特征进行初步分析。分析结论表明:梯级电站的开发在一定程度上改变河流的水文情势,且对断面的冲淤影响已经开始凸现,需要加强泥沙观测。研究成果为研究澜沧江干流电站开发建设对下游泥沙的变化影响提供参考。     

水温自动观测系统在梯级电站水温影响研究中的应用

水温是水电开发影响的一个重要环境因子,科学评价梯级电站开发对水温的影响需全面了解各梯级水库及下游水温变化。由于常规水文站点空间分布的局限性,利用水文站水温数据往往不能满足水温影响评价要求,补充现场水温观测是获取水温数据的主要途径之一。本文以沅水流域梯级电站水温影响研究为例,分析了流域水温在线自动观测的效果,并对开展流域水温长期在线观测提出了建议。     

漫湾水电站水库水温分布观测与数学模型计算研究

近年来建设的高坝大库越来越多,下泄低温水的影响日趋严重,对水库下泄低温水的影响和减缓措施的研究应给予关注和不断加强。本文是对已投入运行的漫湾水电站库区的水温结构进行研究。通过2004年2月对漫湾水库进行水温分布现场观测,并辅以三维数值模型计算,获得了较详细的水温分布成果。研究结果表明,漫湾水库的水温结构既不属于典型分层型又不属于完全混合型,应属于局部分层型或过渡型。该成果对于流域梯级水电开发对水环境的影响研究,具有一定的代表性,可用于类比分析研究与漫湾水库条件类似的其它水电站。     

补远江流域水沙特性及其变化分析

补远江是澜沧江干流来水量最大的一级支流,其水文效应随着干流梯级电站相继建成而凸显,而对该流河水沙研究尚欠关注。采用补远江曼安水文站1960～2008年月平均流量和1993～2008年月平均悬移质含沙量数据,对补远江流域的水沙特性及其变化进行了统计分析。结果表明：① 研究时段内,补远江流域水沙的年内分配不均;② 流域水沙的年际变化幅度较大,年径流量和年悬移质输沙量均呈现一定的下降趋势;③ 曼安流量与含沙量呈现明显正相关,拟合程度较高。     

澜沧江流域梯级开发的生态环境累积效应

流域的梯级开发对生态环境产生累积效应。阐述了累积效应的空间和时间表现特征,及群体性、系统性、累积性、波及性和潜在性影响效应特征。分析了澜沧江干流中、下游8个梯级水电站的建设运行对澜沧江的径流、水温、水质、泥沙和鱼类等方面产生的累积效应,表明澜沧江流域梯级开发应以流域的生态环境可承受程度作为临界阈值,控制生态环境的累积效应。     

河流水电梯级开发水温累积影响研究

从流域开发对河流水温结构的影响方面进行分析,采用现场观测和数学模型计算相结合的方法,对水库水温结构进行研究,同时,对梯级电站下泄水温的累积影响进行数值模拟研究。研究结果表明,高坝大库对河流水温改变大,对水温累积影响的贡献大;流域开发程度越高,累积影响越大,5个梯级比3个梯级累积影响大。这一定量研究成果体现了梯级电站的水温累积影响和群体效应,可推进梯级水电站对河流水温影响的研究进程,并为研究大型电站运行减缓下泄低温水的对策措施提供依据和参考。     

变化环境下“中华水塔”水资源及产流规律变化分析研究

受全球气候变暖的影响,“中华水塔”地区正面临着以“变暖变湿”为主的气候变化。受气候及下垫面条件的综合影响,区域水资源显著增加,各流域产流机理在空间上呈现出明显的地区差异特征。基于“中华水塔”区域1956—2020年水文气象资料,通过趋势、突变、距平等分析方法,分析其水文要素和产流规律的变化趋势、特征及相互之间影响关系。结果表明：近年来“中华水塔”区域气温显著升高,蒸发能力总体增强,区域进入丰水期,降水、径流显著增加,在同等降水径流尺度下,黄河源区产流能力有所降低,长江、澜沧江源区产流能力明显增强;气温升高、降水量持续偏丰以及流域前期影响雨量（蓄水量）增加、枯季径流比例提高、下垫面生态持水能力增强是引起区域产流规律变化、水资源量增加的主要原因。     

气候变化对北江流域径流影响的模拟研究

通过构建北江流域SWAT分布式水文模型,以北江流域13个雨量站10年逐月降水量及北江流域干流石角水文站同步逐月流量数据为输入条件进行水文模型参数率定,应用气候情景设置方法研究了北江流域在降水和气温等不同气候变化条件下径流量的变化规律。研究表明:气温变化1℃对年径流量及其年内分配的影响变化均在1%以内。降水量变化对年径流量影响十分显著,降水量变化10%对年径流量的影响变化可达到15%,而对径流年内分配的影响变化在1%以内,影响较小。随着气温下降和降水量的增加,枯季径流量占年内分配比例均有所上升,枯水期来水量提高,有利于流域城乡供水安全和生态用水安全。