柘林水库表层沉积物氮、磷、有机质的时空分布及污染评价

柘林水库是鄱阳湖流域的大型峡谷型水库,具有水源涵养、洪水调蓄、旅游开发、渔业养殖以及生物多样性保护等重要生态功能.研究其表层沉积物营养盐和有机质的污染特征,对了解其污染生态风险、揭示富营养化的演化规律具有重要意义.于2020年9月、2021年1月、4月和7月对33个监测点的表层沉积物(0―10 cm)进行季度采样,分析了沉积物总氮(TN)、总磷(TP)和有机质(OM)的时空分布格局及相关性,并分别运用综合污染指数法(FF)和有机质污染指数法(OI)对其污染现状进行评价.结果表明,柘林水库表层沉积物TN、TP和OM含量范围分别为334―4800 mg·kg^(-1)、98―1900 mg·kg^(-1)和0.2%―8.6%,均值分别为1832.6 mg·kg^(-1)、657.5 mg·kg^(-1)和3.2%,且呈现一定的时空异质性.Pearson相关分析表明,柘林水库沉积物OM与TP、C/N均呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.21和0.45,但OM与TN、TP与TN的相关性均不显著(P>0.05),表明沉积物OM与TP有一定的同源性,但与TN的来源不一致.沉积物来源分析表明,柘林水库沉积物有机质具有混合来源,春季和冬季沉积物有机质来源以水生生物为主,下游和库湾区域的陆源输入有机质的贡献则更大.STN、STP、FF和OI指数的范围分别为1.32―3.66、0.65―1.85、1.30―3.11和0.18―0.78,均值分别为1.91、1.11、1.76和0.35,表明柘林水库表层沉积物处于中等污染等级,具有一定的生态污染风险.

禁渔初期鄱阳湖流域柘林水库鱼类资源时空分布格局及影响因子

为了解长江十年禁渔初期鄱阳湖流域柘林水库鱼类资源时空分布格局及其影响因子,于2020年9月(秋季)、12月(冬季)和2021年4月(春季)、7月(夏季),采用渔获物抽样和水声学探测相结合的方法对柘林水库鱼类群落和资源密度的时空动态进行调查,并利用广义可加模型(generalized additive model,GAM)识别了影响鱼类资源变化的关键因子。调查期间共采集鱼类5目12科36属54种,鲤形目鱼类占比最高为70.38%,鳙(Hypophthalmichthys nobilis)、鳙(Hemiculter leucisculus)和黄尾鲴(Xenocypris davidi)为优势种。水声学探测结果表明,鱼类密度(ind./1000 m^(3))具有明显的时空异质性,春、夏季(10.42±17.57和16.34±11.89)显著高于秋、冬季(2.74±3.33和2.02±5.07),中游(3.18±4.76)则显著低于上、下游(11.20±15.66和5.37±9.33)。GAM模型对鱼类密度的总偏差解释率为84.6%,其中经纬度、季节、叶绿素a浓度和溶解氧对鱼类密度的影响效应显著,水深和总氮的影响不显著。鱼类主要分布在29.12°~29.30°N,115.05°~115.15°E区域,显著影响鱼类分布的溶解氧和叶绿素a浓度范围分别为9~12 mg/L和5~15μg/L。柘林水库鱼类呈现小型化趋势,为维护生态系统稳定性和鱼类多样性,后续需加强对鱼类群落结构和时空分布格局影响的机制方面的相关研究。

柘林水库坝址洪水与入库洪水系列分析

柘林水库的设计洪水以建库前历史坝址洪水为依据而设计,为了编制水库调度方案,需统一分析坝址洪水和入库洪水系列.为此,首先整理坝址洪水和入库洪水的基本资料,然后推算建库前及建库后的坝址洪水系列,最后建立洪峰与洪量系列之间的相关关系.计算和分析结果表明:柘林水库入库洪水洪峰流量增大系数为1.113,1 d洪量增大系数为1.058,3 d洪量系列与坝址洪水基本一致;将建库前的坝址洪水洪峰流量、1 d洪量资料系列还原到建库后的入库洪水系列,用入库洪水推求设计洪水,更符合水库运行的实际情况.

基于遥感技术的柘林水库库容曲线复核

针对库容曲线校核时传统方法费时、费力、成本高等问题,以柘林水库为例,利用基于遥感技术的水体信息提取方法,采用71幅Landsat卫星遥感影像图,提取了库区内的水体面积,结合影像成像时间对应的实测水库水位值,根据统计原理拟合了水库死水位至正常蓄水位范围内的水位—面积曲线,据此推算了其水位—库容曲线。而后从遥感影像所用图幅、水体面积量算、曲线配准、水位值的准确度、影像分辨率大小等方面论证了新库容曲线的精度。分析1979—2016年的实测库水位,与原库容曲线相比,在52~65 m级水位下,新库容曲线库容平均比老曲线相应值大4.16%。经检验表明,获取的新曲线精度满足水库调度运行要求,可为柘林水电厂防洪、发电调度运行提供可靠的基础资料。基于遥感技术的水库库容曲线复核方法节约成本、快速高效、准确可靠,具有较大的推广应用前景。

柘林水库污染物来源及水体分层对水质的影响

为探究水源水库污染物来源及水质变化规律,以九江市水源地柘林水库为研究对象,于2013年4月—2014年4月逐月对柘林水库进行水质监测.现场测定水温、溶解氧等指标,分层取样测定水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn等水质指标.结果表明,柘林水库主要污染物来源为上游来水,其对CODMn、TN、TP贡献率分别达88.3%、76.2%和67.6%.在水体稳定分层期,底部水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn质量浓度分别升高至3.8、2.4、1.12、0.14、0.42和0.34 mg/L;藻类计数及藻种鉴定结果表明,此时期主库区最大藻密度达2.25×106L-1,以绿藻为主.水体混合后出现Mn质量浓度超标问题,达0.16 mg/L.

柘林水库的生态服务功能与价值评估

结合柘林水库工程的实际,分析了柘林水库及水库湿地资源的特点,依据资源经济学和生态经济学的理论和方法,对柘林水库湿地的生态服务功能价值进行了货币化评估。研究结果表明,柘林水库多年发电、灌溉、水产养殖、旅游等直接经济价值为4.12亿元,而湿地的生态服务功能价值为14.93亿元,间接服务价值超过了10亿元。柘林水库湿地生态服务功能价值主要表现在调节气候、降解污染、发电和调蓄洪水等方面。

柘林水库作为城市备用水源地可行性分析——基于模糊评价

以江西省柘林水库水体为研究对象,对水库2008年枯水期、平水期及丰水期的水体进行监测分析和模糊评价,并对柘林水库作为南昌、九江两市备用水源地进行了可行性分析。结果表明,当取高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)等8项污染贡献率较大的水质指标进行模糊评价时,水库在3个时期水体水质均为Ⅰ级(GB 3838-2002),水体水质优良;柘林水库在水质条件、水量条件、地理位置、水库构造及地质条件上作为城市备用水源地都是合理可行的。

柘林水库第二溢洪道行洪区洪水风险分析

第二溢洪道是柘林水库重要的泄水工程,其泄水能力占整个枢纽的70%,但下游行洪区内人口密集,且有大量建房,一旦启用泄洪,保障区内人民生命财产安全将是重点关注的问题。利用MIKE21 FM非结构化网格模型对下游行洪区进行洪水风险分析,验证对比表明,利用MIKE21 FM构建的二维水动力学模型计算得出的淹没范围较为合理,可为当地防汛部门制定转移措施提供依据,保障区内人民生命财产安全,具有较好的应用价值。

水文因子对柘林水库防洪风险率影响分析

水文因子是影响调洪最高水位的主要因素.针对柘林水库入库洪水进行随机模拟,生成可能的洪水系列,通过调洪演算,求得水库可能的坝前最高水位.把所求的最高水位系列与坝高进行比较,判断柘林水库可能存在的防洪风险率,并对计算结果进行分析.

水库大坝防洪风险评价及入库洪水随机模拟

由于水文因子是影响调洪最高水位的主要因素,入库洪水随机模拟为大坝防洪风险评价中重要的一项。文中运用随机理论研究入库洪水特性,分析入库洪水特征参数,研究峰量关系,模拟洪水随机过程,通过随机组合得到各种可能的随机洪水。

鄱阳湖流域柘林水库秋季浮游植物群落结构及其构建过程驱动机制

研究环境过滤过程和空间扩散限制过程在构建水生浮游植物群落结构中的作用是了解这些因素如何驱动物种分布和影响群落结构的关键步骤.为了揭示鄱阳湖流域柘林水库浮游植物群落结构特征与环境因子的关系,以及明确环境因子和空间扩散限制性因子在浮游植物群落构建过程中的影响机制,于2020年10月,对柘林水库33个采样点的浮游植物和水质理化进行调查分析.共鉴定浮游植物7门122种,其中,以绿藻门种类最多,为34属62种,占总物种数的50.81%,硅藻门次之,为11属27种.柘林水库浮游植物优势种类主要是蓝藻门中的伪鱼腥藻属(Pseudoanabaena)、浮鞘丝藻属(Planktolyngbya)、小尖头藻属(Raphidiopsis)以及硅藻门中的针杆藻属(Synedra).柘林水库浮游植物细胞丰度的变化范围为0.93×10^(6)~172.12×10^(6)cells/L,平均值为95.42×10^(6)cells/L,生物量的变化范围为0.95~22.35 mg/L,平均值为9.35 mg/L.上游修河水域浮游植物生物多样性指数显著高于库心和库湾水域,库心与库湾水域之间浮游植物生物多样性指数差异性不明显.柘林水库上游修河水域浮游植物群落结构与库心和库湾水域存在明显分离,群落结构的差异性主要受水体透明度、电导率、氨氮和硝态氮的影响.变差分解结果显示,空间扩散限制性作用在驱动柘林水库浮游植物群落构建过程中占据主导地位.

江西柘林水库春季浮游藻类、叶绿素a与环境因子的分布、关系及意义

江西柘林水库是长江中游的大型峡谷型旅游性水库,库容79.2×10~8m^3,长115 km.2015年4月在56 km的中心库区走航和定点测量了水库表层水体浮游藻类、叶绿素a(Chl.a)浓度与溶解无机氮(DIN)浓度、溶解无机磷(DIP)浓度、溶解硅(DSi)浓度、水温、浊度和溶解氧浓度等环境因子的分布特征.结果表明:1)水库属于中营养水体,表层主要浮游藻类(细胞丰度>1000 cells/L)有34种,平均生物量为0.41 mg/L.主要优势藻类(优势度≥0.02)为硅藻和蓝藻,藻类组成与DIN浓度、DIP浓度、DSi浓度和水温等环境因子关系密切,4种因子对藻类结构的解释水平达60%以上.2)水库水体Chl.a浓度具有显著的次表层叶绿素最大值(SCM)现象,SCM层深度为3~8 m,厚度为2~7 m,SCM层占整个水体的25.2%~74.1%.SCM层的藻类对营养盐吸收消耗致使DIN、DIP和DSi浓度下降,同时藻类的产氧使溶解氧浓度增加.3)水库对DSi具有显著的生物过滤器效应,中、上层约有11%~12%的DSi被生物吸收利用,从上游至下游,累积约有21%的DSi被藻类吸收沉降于库底.4)人类氮、磷排放对水库生态和水质有严重影响,毗邻县城区域水体的Chl.a和DIP浓度分别是自然河段的2.9倍和3倍左右.

江西柘林水库鱼类群落结构及功能多样性分析

为了解江西柘林水库鱼类群落结构和多样性的时空变化特征,研究鱼类物种多样性和功能多样性的关系,于2020年9月至2021年4月在该水库调查分析了鱼类物种组成、优势度及群落物种多样性和功能多样性。结果表明,共采集鱼类53种,分属于5目12科36属。其中,鲤形目(38种)种类最多,占调查物种数的71.69%,柘林水库上、中、下游库区分别采集到鱼类36、40和32种,各库区均以鲤形目鱼类为主,分别占采集物种数的72.97%、85.00%和75.00%。优势物种主要是(Hemiculter leucisculus)、鳙(Aristichthys nobilis)和黄尾鲴(Xenocypris davidi),重要种主要是草鱼(Ctenopharyngodon idella)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)、鳊(Parabramis pekinensis)、鲫(Carassius auratus)、蒙古红鲌(Erythroculter mongolicus)等。鱼类群落结构季节性差异大于空间格局差异,主要表现为秋季和冬季之间;生物多样性指数Margalef和功能丰富度指数在上游修河水域相对较高,鱼类物种多样性和功能多样性空间格局差异性大于时间尺度下的差异性。物种多样性与功能多样性的回归分析结果显示,功能丰富度与物种多样性指数之间存在显著的正相关关系;功能冗余度与各物种多样性之间呈现负相关关系,说明物种数的增加导致了库区鱼类功能丰富度的增加和功能冗余度的降低,而功能均匀度未发生明显的变化,主要原因为调查区域内拥有不同功能性状的鱼类群体之间在个体数比例上呈现不均匀分布的模式,这一结果预示着拥有较多物种的群落生态位重叠度相对较低,生态系统受干扰后的恢复能力较差。总体而言,保护鱼类生物多样性和维护生态系统的稳定性应该通过调控鱼类种群结构达到提高鱼类群落冗余度以及资源和生境可用性的目的。

江西柘林水库大型底栖动物群落结构

2012年8月至2013年4月对柘林水库大型底栖动物进行了4次调查,共采集到底栖动物32种,隶属3门18科31属,其中软体动物门12种、节肢动物门12种、环节动物门8种。优势种为中华颤蚓Tubifex sinicus。柘林水库大型底栖动物年平均密度为620.42ind./m2,年平均生物量为16.05g/m2。密度季节变化为春季高,夏季低,生物量季节变化为春季高,秋季低。库湾及库区底栖动物较为丰富。功能摄食群中撕食者、滤食者和收集者季节变化明显,刮食者与捕食者变化较为平稳。水库中底栖动物优势类群多为耐低氧的寡毛类。

柘林水库主坝区变形监测平面网优化设计

根据柘林水库主坝区的特点及规范要求,采用程序通过多个方案优化设计选择出一个最优方案,并估算出该网精度指标及可靠性指标.

基于“3S”技术的水库特征曲线复核——以柘林水库为例

水库水位、库容是水库设计和运行管理中的重要指标,水库运行若干年后水库特征曲线可能发生变化,影响其调度运行的准确性。利用基于遥感技术的水体信息提取技术,提取了柘林水库死水位至正常蓄水位高程范围内的水面面积;利用RTK-GPS测量技术测量了库区局部高程,结合已有DEM和高程点,建立了数字高程三角网TIN,并提取了正常蓄水位至校核洪水位高程范围内的水面面积;整合两部分水位、面积数据,利用统计原理拟合了柘林水库死水位以上高程范围内的水位-面积曲线,并推算了其新的水位-库容曲线。经与原特征曲线比较,同水位下,新曲线整米级的水面面积平均比原曲线对应值大7.61%,库容平均比原曲线对应值大3.87%。新的水库特征曲线在经过水量平衡和实际运行检验后,可为柘林水库的防洪、发电调度提供可靠的基础资料。所采用技术方法能高效、准确地获取水库的特征曲线,且能节省较多成本,具有较广的应用前景。

柘林水库泄水放空洞台车式启闭机行走装置改造设计

分析柘林水库泄水放空洞台车式启闭机手动行走装置运行中存在的问题,提出改造设计思路,并进行主要参数计算和设备选型.

修河干流径流极值系列多时间尺度变异及成因

在气候变化与人类活动的双重影响下,包括极端径流在内的水文要素常常表现出强烈的非一致性。以修河干流虬津站日径流系列为例,采用水文变异诊断系统对虬津站1956—2014年多时间尺度径流极值系列Max1d、Max3d、Max7d、Max15d和Max1m进行变异诊断分析,并从流域内降水、气温和水利工程建设等角度分析各时间尺度径流系列变异的原因。结果表明:①虬津站各时间尺度洪水极值系列分别在1981、1983、1983、1977、1977年发生显著的向下跳跃变异;②柘林水库蓄水运行对下游虬津站各时间尺度的径流极值系列变异均有显著影响;③研究区域内5月份降水量对虬津站各时间尺度极端径流系列变异有一定影响,月平均气温对区域内短历时尺度的径流Max1d和Max3d亦有显著影响。研究可为修河干流水旱灾害防治与水生态系统修复提供科学依据。

柘林水利工程的防洪效益——从1998年洪水调度谈柘林水库在防洪中的作用

１９９８年柘林水库发生了建库以来的最大洪水，库水位２次超历史纪录，在江西省防总、江西省电力工业局防办的科学调度与决策下，取得了抗洪抢险的全面胜利，保住了京九铁路、郭东堤、永北围堤、昌九高速公路，柘林水库的防洪效益得到了充分的发挥，取得了巨大的经济效益和社会效益．

两座可供选择的大型抽水蓄能电站

以柘林水库和罗湾水库为上水库，规划中的低梯级为下水库，分别兴建装机２７万ｋＷ和６０万ｋｗ的抽水蓄能电站，年发电量共１５．９亿ｋｗ·ｈ，效益２．５１亿元，且工程简易，施工方便。