西南地区典型河道型水库水温结构及水动力机制研究

大型河道型水库在发挥水电效益的同时,其特有的水温分层对水环境的影响不容忽视。现有研究多偏重于水温垂向差异及时空演变规律研究,对于其形成过程的水动力影响研究尚不够深入。本研究利用数学模型模拟分析西南地区典型河道型水库—乌东德水库水温结构变化过程,发现水动力条件是水温结构形成的决定性因素,主温跃层的形成和演变取决于温差异重流导致的水动力机制。2—3月来水下潜于水库底部,二者界面形成主温跃层,并不断向库区下游发展;4—6月来流形成中间流,其上和其下分别形成两个温跃层;7月入库水流为上浮流,其下形成主温跃层;坝前局部区域水体主温跃层因取水孔口动力抽吸作用等温线出现局部收缩。

河道型水库沉积物有机碳空间分布特征及其埋藏效应

【目的】河流筑坝对有机碳具有重要的拦截作用,影响内陆水体碳循环。目前,河道型水库沉积物有机碳空间分布特征和自生有机碳埋藏通量仍不明确。【方法】采用沉积物柱芯法、沉积物物理化学参数和碳同位素二元混合模型,对河道型水库(银盘水库)沉积物有机碳埋藏开展了调研。【结果】结果显示:银盘水库沉积物有机碳含量变化范围为0.99%~1.32%,库中和坝前沉积柱有机碳含量均值分别为1.12%和1.16%;内源有机碳与总磷呈现显著正相关;有机碳埋藏速率变化范围为98.7~348.9 g C·m^(-2)·a^(-1),平均值为223.8 g C·m^(-2)·a^(-1),有机碳埋藏通量和内源有机碳埋藏通量分别为2.5×10^(9)g C·a^(-1)和1.8×10^(9)g C·a^(-1);内源有机碳对沉积物总有机碳的贡献比例为69.0%~75.2%,平均值为71.5%。【结论】结果表明:河道型水库沉积柱有机碳含量从库中到坝前没有明显变化;水库内源有机质的生成与营养盐输入和水体滞留时间密切相关;银盘水库有机碳埋藏通量相当于全球水库有机碳埋藏通量的0.04‰,河道型水库是个重要的潜在碳汇。研究结果能够为河道型水库碳埋藏研究和水电清洁型评估提供参考依据。

利用声学调查法和沉积柱理化参数评估河道型水库碳埋藏通量

河道型水库对有机碳具有重要的拦截作用,影响内陆水体碳循环。然而,河道型水库水体滞留时间较短,其碳埋藏效应容易被忽视。受野外观测方法的限制,准确地评估河道型水库碳汇潜力面临挑战。声学调查法能够全面反映水库沉积物淤积分布,是一种快速、经济和准确的水库碳埋藏评估方法。本研究采用声学调查法、沉积柱理化参数和碳同位素技术,对乌江流域河道型水库(思林水库)有机碳埋藏开展了调研。结果表明,思林水库沉积物厚度变化范围为0~3.53 m,不规则的水下地形导致沉积物淤积分布具有高度的空间异质性。思林水库沉积物有机碳含量、C/N摩尔比和δ13 C值变化范围分别为1.03%~3.40%、4.62~9.14和-28.5‰~-23.8‰,平均值分别为1.93%、7.24和-26.6‰,显示沉积物有机碳主要来源于水生浮游植物。思林水库内源有机碳对沉积物总有机碳的贡献比例范围为21.2%~85.1%,平均值为60.1%。沉积物内源有机质含量与营养盐氮磷浓度呈显著正相关,表明营养盐氮磷的输入促进了内源有机质的生成。思林水库有机碳埋藏速率变化范围为0~12133.4 g/(m^(2)·a),平均值为1429.8 g/(m^(2)·a),有机碳埋藏通量为2.16×10^(10)g/a,相当于全球水库有机碳埋藏通量的0.36‰,表明河道型水库碳汇潜力不容忽视。思林水库内源有机碳通量为1.30×10^(10)g/a,相当于水气界面CO 2释放通量的0.32倍。本研究水库和其他研究的水库有机碳埋藏速率与水体滞留时间呈对数函数关系,该经验函数将有助于估算全球水库有机碳埋藏速率。

平原河道型水库在洙赵新河的建设实践

随着近年来极端天气事件增多,在水资源短缺的平原地区,利用现有的河道及拦蓄设施修建平原河道型水库,不但能节约用地和投资,还能在水量丰沛季节存蓄地表水的同时,提高涵养水源能力,改善沿河周边水生态环境。文章以洙赵新河为例,探讨建设河道型水库的必要性及其已具备的建设条件,以期建成河道型水库达到高效用水、抗旱减灾的目的。

发挥河势水力作用 改进大型河道型水库清漂方式

大型水利工程库区清漂是常态任务。当前,三峡、丹江口等大型水利工程清漂主要利用人力船只在水面分散作业。大型工程漂浮物量大,水面环境复杂多变,人工打捞转运上岸各环节独立,管理困难,而且清漂措施对漂浮物运移规律适应不足,难以形成长期稳定效果。依据漂浮物特性规律发挥河道水力作用因势利导,水力一体拦导集收治理漂浮物,可避免在工程关键部位集漂清漂,减少人力机械操作,有利于提高安全性、实用性,解决大型河道型水库治漂短板难题。

河道型水库复建公路桥隧明方案比选浅析

猴子岩水电站蓄水后形成典型的高山峡谷地区河道型水库,需对原省道进行抬高复建,以满足地方交通要求。复建公路工程正式开工以来发生桥改隧、明改隧、桥改明及隧道、桥梁调线等设计方案变更及优化设计,导致桥隧比例发生较大变化。从安全、经济、施工难易及施工影响等角度,结合本工程实例分析桥、隧、明方案比选的关键技术,并提出相关建议。

河道型水库防汛经验探讨

河道型水库是指在山沟或河流的狭口处建造拦河坝形成的水库,在夏季防汛工作当中,河道型水库有着相对独特的调度逻辑与防汛工作方式。本文结合山皖水库夏季防汛调度工作的开展情况,对河道型水库防汛工作进行了经验总结,并对可能面临的情况与处置方式进行了一些探讨,可为类似水库安全度汛提供参考。

河道型水库基于敏感性分区的营养状态标准与评价方法研究

通过对河道型水库水动力学空间特征及其与富营养化敏感性的关系研究,提出了基于河道型水库敏感分区的营养状态评价标准体系以及评价方法.采用滞留率、缓流率等水动力学概率特征指标计算敏感性风险概率指数,在此基础上将河道型水库划分为河流类型区、过渡类型区和湖泊类型区,对不同类型区分别制定营养状态评价标准.建立了由叶绿素a、总磷、总氮及其透明度组成的营养状态评价指标体系,并对各种评价指标在河道型水库的适用条件进行了分析.提出了制定河道型水库营养状态指标分级标准值的统计学分析、营养化指数与营养状态指标的回归分析、营养状态指标的阈值分析等方法.同时对河道型水库的营养状态综合评价方法进行了研究,提出了河道型水库的营养状态综合指数计算方法以及营养状态划分标准.

河道型水库水动力特征与气候条件的响应关系

气候条件(降雨、气温)的变化对流域内水资源、河道、湖库的径流影响较大.河道型水库由于具有河道和湖泊的双重特点,受气候条件的影响则更为显著.本文以广东省梅州的河道型水库——长潭水库为例,耦合流域分布式水文模型SWAT与环境流体动力学模型EFDC,研究了河道型水库水动力特征(以水龄表征)与气候条件的响应关系.根据梅县气象站1953-2010年共58年的年均降雨量资料的频率分析,选取降雨量保证率分别为20%(丰水年)、50%(平水年)和90%(枯水年)年份的气候条件作为3种气候方案,对应的典型年分别为1992、1988和2004年,并将各典型年的日均降雨量和气温作为SWAT水文模型的输入条件,模拟了进入长潭水库各主要支流的日均变化过程.并将该流量过程作为长潭水库库区水动力模型的入流边界,模拟了各种降雨典型年情景下长潭水库的水动力变化过程.结果表明,长潭水库库区水龄沿程逐渐增大,呈指数增长的趋势,且受气候条件的影响很大.与丰水年相比,平水年、枯水年年降雨量分别减少了14%和49%,入库径流分别减少了23%和62%,水库出库坝址附近水龄分别增大了66%和247%,支流区域水龄增幅可达81%和290%左右,可见水库水动力特征受气候条件影响很大,而支流区域受气候条件影响更显著.不同气候条件下,河道型水库分别呈现出河道和深水湖泊的双重特性.丰水年时,坝址附近垂向上水体交换频繁,水龄均匀,呈现出河道的特性;平水年与枯水年时,坝址附近水体垂向交换较弱,逐渐呈现出深水湖泊的垂向分层特性.另外,流域分布式水文模型SWAT与环境流体动力学模型EFDC的联用,为弥补历史长系列高频监测资料的缺失,提高湖库水动力模型模拟的精度提供了有效的方法.

河道型水库富营养化及水华调控方法和关键技术

本文提出了河道型水库富营养化及水华调控的系统研究方法,重点探讨了水利水电工程影响下的河道型水库富营养化及水华监测、模拟及调控方法及关键技术,包括流域水环境监测评估与水华预警系列技术,大型水库多维、多场耦合富营养化模拟系统,以及改善河道型水库支流库湾水温层化进而抑制水华暴发的调控方法等,以期为抑制河道型水库支流库湾水华暴发、改善水库水质提供参考和依据。

不确定性信息下河道型水库纳污能力计算初探

基于河流水文、水质条件等因素的实际变化，并在考虑了参量取值可信度的基础上，运用未确知数学理论对河道型水库闭闸期间滞流水体纳污能力计算问题进行了初步探讨。研究表明，依据未确知数学计算不确定性信息下水体纳污能力，理论上是可行的，计算结果是可信的。

基于EFDC模型的河道型水库藻类生长对流域污染负荷削减的响应——以广东长潭水库为例

将环境(EFDC)模型应用于广东梅州的河道型水库——长潭水库,经过模型的验证,建立长潭水库水生态数学模型,模拟出水库在现状污染负荷下的藻类生长情况,以叶绿素a浓度为指标,研究水库在丰水年与枯水年富营养化改善程度对不同流域污染削减方案的响应关系.结果表明:现状污染负荷削减10%,在丰水年库尾、库中和库首点位的叶绿素a平均浓度分别降低13.99%、12.00%和10.35%;枯水年3个代表点位叶绿素a平均浓度分别下降8.42%、5.63%和2.10%.污染削减20%的情况下,丰水年3个代表点位的叶绿素a浓度分别降低26.78%、19.25%和17.04%,枯水年对应的降低幅度分别为11.72%、7.97%和5.12%;库尾地区表现出河道的特征,在污染负荷削减的情况下藻类生长能够受到有效遏制,库首地区则表现出湖泊的特性,枯水年这一特征表现更加突出,污染削减20%的情况下,叶绿素a的平均浓度仅降低5.12%.

河道型水库动库容在实时洪水调度中的影响

采用水动力学方法建立河道型水库库区洪水演进模型,解决实时洪水调度中的动库容问题.引入动态边界条件的概念,将计算过程分为模拟计算阶段与实时预报调度阶段,在实时洪水调度过程中根据计算的不同阶段采用相应的边界条件.利用河道型水库的实际库容(动库容)按静库容曲线反推求得水库的代表水位,根据代表水位准确地计算出水库的动库容.最后以水口水库为例,分析了水库动库容对实时洪水调度的影响.

东营凹陷现河油田河道型储层研究方法

根据岩心、录井和测井资料，对东营凹陷现河油田王家岗地区沙二段上部河道砂体沉积相类型及其特征进行了研究。结合沉积的古地理格局和物源方向的继承性，运用趋势面分析和泥岩颜色分区法，对物源方向进行的综合分析表明，王3区块沙二段第1～第4砂组的物源主要来自南方。在储层研究方面，利用砂体钻遇率及砂体平均厚度变化曲线分析方法，从另一个角度阐明了储层的发育特征；同时，应用储层随机建模、神经网络预测法和地震相干分析法，对王3区块沙二段第1～第4砂组的储层厚度、孔隙度、各层段砂体的分布特征和典型单砂体进行了预测，为油气滚动勘探开发部署提供了依据。

河道型水库支流库湾富营养化数值模拟研究

从理论上分析了三峡水库水体富营养化产生的机理,以香溪河支流为例,开发了一维长河道水体水动力及富营养化模型,采用该模型研究了水动力条件对藻类初级生长率的影响,模拟并预测了2005年春季香溪河沿程TP、TN、chl-a等理化因子在时间及空间域中的分布与演化规律,结果与实测值吻合良好,TP、TN的吻合程度优于chl-a。模拟成果表明在该计算时段内,库湾chl-a浓度值有较大幅度的升高趋势,表明该时段藻华爆发的可能性较大,数值模型可以较准确地捕捉到这一信息。所开发模型还可以用于类似的河道型水库水体富营养化状况的模拟预测中。

沉积体系分析与底河道型砂岩铀矿成矿条件讨论——以鄂尔多斯中生代盆地北部东胜地区为例

文章运用沉积体系理论,对鄂尔多斯盆地北部地区直罗组的沉积相及沉积体系归属进行系统分析,指出该区直罗组的河流沉积经历了早期辫状河沉积,中期低弯度曲流河沉积和晚期高弯度曲流河沉积3个演化阶段。根据气候演变特点将该区直罗组分为上、下两个岩性段:其中,下段为温湿条件下的辫状沉积和低弯度曲流河沉积,形成灰色沉积建造;上段为干旱炎热条件下的高弯度曲流沉积,形成以红色为主的杂色沉积建造。底河道型铀矿化受辫状河道控制,主要赋存于辫状沉积砂体中。同时,该文对底河道型砂岩铀矿化的成矿条件进行了初步探讨。

基于水龄的河道型水库总磷评价标准参考值研究

针对目前河道型水库TP评价标准存在争议的水环境管理实际问题,提出了基于水龄权重的TP评价标准参考值计算方法,并以三峡水库为例对方法进行展示,为河道型水库水环境精细化管理提供参考。基于水龄权重的三峡水库TP评价参考值计算内容包括:①以朱沱为控制断面,基于EFDC水动力模型模拟2017年三峡水库水动力过程,计算出三峡水库库区干流主要断面逐日水龄。②依据水龄将三峡水库各断面分为河流型水体(朱沱-清溪场,水龄均小于20 d)、河流型-过渡型混合型水体(苏家-白帝城,水龄在小于20 d和20~300 d变化)、过渡型水体(巫峡口-木鱼岛,水龄均在20~300 d)。③计算基于水龄权重的过渡型水体TP评价标准参考值,并据此对2017年三峡水库主要断面水质因子进行评价,结果表明三峡水库泄水期早期(1-2月),白帝城以下断面水质污染指数较高,风险较大。

河道型水库动库容对洪水调度的影响研究

建立了河道型水库一维水动力学模型。选取珠江流域乐昌峡水库进行动、静库容调洪演算,揭示了动库容调洪的负面影响;通过研究不同洪型、不同频率水文组合条件下,水库回水淹没范围、库区洪水传播速度以及调洪过程中动库容变化特性,讨论了水库设计调洪方案的合理性,并提出了更为合理的调洪方案。研究成果可为类似河道型水库防洪调度参考。

河道型消落带生态环境问题及其防治对策——以三峡库区重庆段为例

三峡大坝建成及水库蓄水运行后将出现一个落差高达30m的消落带,形成一个巨大的河道型的周期性湿地生态系统。根据三峡水库的蓄水规划及河道型消落带的特殊性,有针对性地探讨了在三峡水库(重庆段)运行过程中消落带产生的一系列生态环境问题,如消落带土地利用导致的水体富营养化,回水顶托区形成近岸污染带,船舶航行造成的水体污染等,并针对这些问题产生的原因、时空分布特征及发展趋势,提出了消落带土地利用适宜性评价,梯度开发,建设生态屏障带;实施城镇污水、工业污染和生活垃圾控制工程,发展环境友好型循环生态农业;建立基于3S技术的消落带生态环境问题监测预警系统等防治措施。

河道型水库富营养化演变过程监测分析

根据河道型水库的特点,以三峡水库为例,对水库2002—2005年间的总磷浓度、总氮浓度、藻类细胞密度的监测资料进行了系统的对比分析,结合库区内营养盐排放,对比了蓄水前后氮磷比变化情况.监测分析结果表明:河道型水库蓄水前后产生了由"河流型硅藻类到湖泊型蓝、绿藻类"的演变趋势,并有明显的季节性差异;河道型水库蓄水使水库总磷沉降作用加速;抑制库区磷排放和利用支流上游的水工建筑物或动力工程增加水动力是控制河道型水库富营养化的有效途径.