三峽水庫大寧河庫灣分層異重流及其水環(huán)境效應研究.pdf

1、　　三峽水庫支流庫灣的富營養(yǎng)化和水華問題已成為當前及今后相當長一段時間三峽庫區(qū)備受關(guān)切的主要問題之一。已有關(guān)于三峽水庫支流庫灣水體富營養(yǎng)化及水華問題的大量研究，但是大多數(shù)研究都借鑒河流或湖泊的研究經(jīng)驗，而三峽水庫與河流及湖泊各方面的差異性較大，特別是在水動力方面，很少考慮三峽水庫支流庫灣普遍存在的分層異重流現(xiàn)象。本文以三峽水庫支流大寧河庫灣為研究對象，基于 2012 年 7月至2012年12月大寧河庫灣水流、水溫、水質(zhì)及水華的監(jiān)測數(shù)據(jù)，

2、分析大寧河庫灣的以分層異重流為背景的水動力特性、形成機理、影響因素與影響規(guī)律及其分層異重流的水環(huán)境效應。論文的主要研究工作及結(jié)論如下：
　　(1)通過對三峽水庫典型支流香溪河、大寧河和小江庫灣分層異重流現(xiàn)象進行分析，揭示了三峽庫區(qū)支流庫灣的分層異重流現(xiàn)象在時空上具有普適性，即無論是靠近三峽水庫庫首的河道形態(tài)較為規(guī)則的香溪河庫灣、還是位于三峽水庫中下游區(qū)域的河道形態(tài)呈葫蘆狀的大寧河庫灣、還是位于三峽水庫中游的小江均存在較為典型的

3、分層異重流現(xiàn)象。(第二章)
　　(2)基于2012年7月至12月大寧河庫灣現(xiàn)場監(jiān)測的流速數(shù)據(jù)，對大寧河庫灣分層異重流的形成條件和運動規(guī)律進行了分析。研究結(jié)果表明，大寧河庫灣監(jiān)測期間均存在倒灌異重流現(xiàn)象，其潛入深度、厚度、運行距離等受水位、水位波幅、流量等水文因素影響顯著；水溫差是導致倒灌異重流發(fā)生的主要因素，泥沙是次要因素，而水溫差主要是由支流庫灣的水溫分層所導致。研究成果為確定特殊水動力背景下的水環(huán)境效應提供了動力依據(jù)。(第

4、三章)
　　(3)分析了監(jiān)測期間大寧河庫灣的水溫特性、營養(yǎng)鹽特性、水體常量離子特性及水華特性。大寧河庫灣水溫時空方面差異顯著，靠近河口處水溫分層較為明顯；營養(yǎng)鹽含量遠遠大于國際水體富營養(yǎng)化標準，氮磷營養(yǎng)鹽呈現(xiàn)出河口往上游逐漸降低的變化規(guī)律，相對而言磷營養(yǎng)鹽是水體富營養(yǎng)化的限制因子；水體常量離子空間分布出現(xiàn)了顯著地楔形；葉綠素濃度除蓄水初期外，含量均較低。(第四章)
　　(4)通過監(jiān)測分析分層異重流背景下的水流特性、水

5、溫垂向分布特性、水體光學特性及營養(yǎng)鹽特性，分析了三峽水庫支流庫灣分層異重流的水環(huán)境效應。研究表明，分層異重流能夠增大支流表層水體水平流速大小，進而縮小支流庫灣的水體滯留時間；三峽水庫干流水體垂向混合較強，支流水體自河口至上游垂向分層逐步增強；支流水溫垂向分層模式不同于傳統(tǒng)湖泊、海洋垂向分布模式。導致支流水體存在特殊水溫分層的主要原因是長江倒灌異重流和支流上游底坡異重流；倒灌異重流對總氮、總磷具有重要補給作用；能夠通過增大干支流間的水體交