岩滩水库水温结构分析

黄月英 陈志明 谢 鸿 唐 丽 周文安

(广西壮族自治区环境保护科学研究院，广西 南宁 530022)

岩滩水库水温结构分析

黄月英 陈志明 谢 鸿 唐 丽 周文安

(广西壮族自治区环境保护科学研究院，广西 南宁 530022)

对岩滩水库库区的垂向水温及下游水温进行长期监测分析，发现库区垂向水温的变化规律，初步判定岩滩水库为过渡型水库，且其对下游未产生下泄低温水的影响。

岩滩水库；水温结构；下泄低温水

河流筑坝蓄水成库后，由于水位较深，水流缓慢，水温受到以年为周期的气候变化、入流水温、出流水温、风力、热扩散及热对流的影响，在垂直方向呈现以年为变化周期的分布规律，有可能出现下泄水温异于河流水温的现象。水温的变化会给水库库区及下游河道的水质、水生生物的生长及工农业生产带来一系列的影响。其中，最主要的影响就是春夏季节水库下泄的低温水可能对下游的农业灌溉[1-4]、河流水生生物[5-6]和水生态系统等产生重大不利影响, 也就是俗称的“冷害”。

岩滩水电站位于广西壮族自治区河池市大化县境内，是以发电为主的大型水利枢纽，控制流域面积106580平方千米。库区水域面积15万亩，总库容33.8亿立方米，最大坝高110米，正常运行水位为223米。本文对岩滩水库的水温进行周期性监测，分析其垂向水温随季节的变化规律，判断水库水温结构类型，以评估其下泄水对下游生态、农业的影响。

1 水温监测

1.1监测内容

2013年6月至2014年6月，课题组对岩滩水电站大坝上游500 m河心处深0.5m、5m、15m、25m、35m、45m、55m、65m处的水温及及水电站大坝下游1km、4km、7km、10km、15km、20km、30km 7个断面的水深0.5m处的水温进行了为期1年的监测，每月监测一次。

1.2监测结果

岩滩水电站大坝上游500 m河心处的垂向水温监测结果见表1，大坝下游断面水温的监测结果见表2。

表1　垂向水温监测结果单位：oC

表2　大坝下游断面水温的监测结果单位：oC

由表1可见，2013年6、7、8月及2014年4、5、6月水库水温的垂向温降较为明显，65m深处的水温较表层水温（即0.5m处的水温）降低了4～6.5oC，其中2014年5月及6月的温降达6.5oC。2013年11月至2014年3月，库区表层水温较5m深处的水温低0.3～1.8oC，在5m以下随着水深的增加温差不明显。65m深处的水温年差为 20.6oC，最高水温出现在2013年8月，最低水温出现在2014年2月。

由表2可见，大坝下游1～30km处的水温与坝上游河心处0.5～5m水深处的水温相近。

2 结果分析

水库由于水位较深，水流缓慢，水温受到以年为周期的气候变化、入流水温、出流水温、风力、热扩散及热对流的影响，水温沿水深方向呈现出规律性的分布，且呈现年周期性变化。

2013年的1月至2014年的3月，由于气温普遍较低，受气温影响，表层水温较低，而水体内部水温相对较高，水库表层水体和库内水体可通过对流进行热交换，使整个水体基本呈等温状态分布。2014年4月，随着气温的上升，表层水温逐渐升高，而深水层的水温仍相对较低且变化幅度小，对流传热受阻，使得表层水温与深层水温开始出现温差。2014年5、6月，气温持续上升，水体的表层温度也随之升高，水体温度的分层现象加剧，出现明显的温度突变层，此时表层与深水层水温相差较大。到了 9月份，随着气温的降低，库区表层水的温度也随之下降，表面冷却了的水逐渐下沉，与下层水体出现对流渗混，直到整个影响区中水的密度均匀为止，此时水库表面形成了新的等温层，该层的厚度随着时间的推移而变化，直至整个库区呈现等温的状态。

3 水库水温结构判断及对下游的影响分析

水库按其水温的垂向分布特征，可分为混合型、分层型及过度型。混合型（即等温型）水库的特征是一年内任何时间库内水温分布比较均匀，水温梯度很小，库底水温随表层水温的变化而变化，底层水温的年差可达15～24oC。分层型水库的特征是在水库水温的升温期，表层的水温明显高于中下层水温而出现温度分层，水温梯度大，库底层的水温年差一般不超过15oC。过渡型水库的水温分布结构兼具混合型及分层型水库水温的分布特征。

监测结果表明，岩滩水库4～8月呈现明显的水温分层现象，11月到次年的3月水温分层不明显，全年底层水温的温差为20.6oC，具备过渡型水库的特征。此外，根据大坝下游水温的监测结果，其与大坝上游表层水温基本一致，表明其主要受气温的影响，说明水库的建设对下游水温影响不大。

4 结论

岩滩水库垂向水温监测分析结果表明，其出现明显水温分层的时间为每年的4～8月，最大垂向温差为6.5oC，其余时间段水温分层不明显，全年底层水温的温差为20.6oC，具备过渡型水库的特征。大坝下游1～30km的水温主要随气温的变化而变化，未受水库下泄低温水的影响，表明水库的建设对下游农业生产影响不大。

[1] 刘仲桂.水库水温与水稻丰产灌溉[M].北京:水利电力出版社,1985.

[2] 方子云.水利建设的环境效应分析与量化[M].北京:中国环境科学出版社,1993.

[3] 龙华.温度对鱼类生存的影响[J].中山大学学报:自然科学版,2005,44(6):254.

[4] 韩彩霞,尹晓煜,王伟,等.预测吴家庄水库下泄水温对农作物的影响[J].水利科技与经济,2002, 8(3):155.

[5] T.瑞安,马元珽.水库泄放冷水对鱼类的影响[J].水利水电快报,2003,24(14):4.

[6] 于文公,夏自强,蔡玉鹏,等.三峡水库蓄水前后下泄水温变化及其影响研究[J].人民长江,2007,38(1):20.

Structural analysis of temperature reservoir rock beach

On the vertical temperature and rock beach reservoir downstream water temperature for long-term monitoring and analysis, we found that the vertical variation of the temperature of the reservoir area, the initial determination of reservoir rock beach reservoir for the transition, and the lower temperature water did not produce effects on downstream.

Reservoir rock beach; hydrothermal structures; lower temperature water

TV697

A

1008-1151(2015)07-0027-02

2015-06-11

黄月英（1978－），女，广西横县人，广西壮族自治区环境保护科学研究院工程师，硕士，从事环境监测工作。