观音岩水库水温结构规律分析

摘 要：水库建 成后能调节河川径 流 ，但库 区及下游河道 的水环境状况也会相应发 生改变 ，形 成有规律 的水温分层
现象 。这种现象使库 区内水 生生物结构发 生变化影 响库 区水质 。本文 以观 音岩水库为研究对象 ，依据 ２０１５年 ３月 份 －２０１６年 １月份 水库 坝前 １．５ｋｉｎ 处 垂向水温 数据 ，分析水 库蓄水后水温结构 的变 化规 律。结果表明 ，夏秋季 温
收稿 日期：２０１６—０４—１６ 作者简介：胡佳 纯 （１９９４一），女 ，硕 士 ，华南理工大学土木与交通学院水利工程系 ，研究方 向为环境水力学 。
黄小雪 （１９８１一），女 ，工学博士 ，广西壮族 自治 区灌 阳县政府 ，工程师 ，研究方 向为环境保护 。 程香 菊 （１９７４一），女 ，博 士 ，华南理工大学土木与 交通 学院水利系 ，教授 ，硕 导 ，博导 ，研究方 向为环境水 力学 。
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中 国 水 运
第 １６卷
１． 垂 向 水 温 分 布 特 征 在 田永丽 、张超等Ｉ１ 对近 ４４年金 沙江中下游径流变化 及其对气 候变化的 响应研究 中 ，金沙江中游径流增量年 内变 化很大、汛期枯期流量差异大 。每年 的７—１Ｏ月为汛期 占全年 总量 的７８％ ，其 中主汛期 为７￣９￣１，与流域所在地 区雨季一 致 。四季 时段 一般划分为 ：春季 １—３月 ，夏季４－６月 ，秋季 ７—９月 ，冬季 １０￣１２月 。水温气象等均 以年为周期规律变化 ， 水库 垂 向上的水温分 层也 以年 为周期循 环变化 。图２为水 库 ２０１５年３月３０日和５月３０日８时、 １４时、２Ｏ时的 日内垂向水 温监测数据 ；图３为水库２０１５年 ７月３０日和９月２８日８时、１４ 时、２０时的 日内垂 向水温监 测数据 ；图４为水库 ２０１５年 １ １ 月２８日和２０１６年 １月 １４日８时、１４时、２０时的 日内垂向水温 监测 数据 。从图２至 图４可 以看 出，当 日内水温存在着一定 的 变化 ，即早、中、晚水表面存在一定温差 ，如２０１５年３月３０ 日 ，８时 表 面 温 度 约 为 ２３．１３￣Ｃ，１４时表 面 温 度 约 为 ２９．０２￣Ｃ， 而 ２０时 表 面 温 度 约 为 ２８．１３￣Ｃ。
第 １６卷 第 ６期 ２０１６盆 ６月
中 国 水 运
Ｏｈ ｉ ｎａ Ｗａｔｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
ＶｏＩ．１６ Ｊｕｎｅ
Ｎｏ．６ ２０１６
观 音岩水库水温 结构规律分析
胡佳 纯 ，黄 小雪 ，程香 菊
（１．华南理工 大学 土木－９交通学院 ，广东 广 州 ５１０６４０；２．灌 阳县政府 ，广 西 桂林 ５４１６００）
图１观 音岩水库位 置图 （引自。 ） 蓄水成库后 ，水体 流速变得缓慢滞 留时间变长 ，导致垂 向混合减弱 。而水体 能量交换主要集 中在水面 ，通 过蒸发、 对 流和长波辐射 引起表层 水温 变化 ，并以分子扩散 方式传递
到 下层 水。但穿透水面进入水体 内部的太阳短 波辐射衰减快 作 用范 围有 限，从而形成 自上而下的温度梯度产生分层现象。 这会改变库 区水 生态环境带来一系列低温水影 响，水的物理、 化学性质及 水生生物、农作物对水温都很敏感 ，如对下游河 道水 生生态、农业 灌溉 的影 响１４］。水温升高 ，气体 溶解度减 小 ，矿物质溶解 度增加 ，水 中化学 生物反应速率 加快。水温 变化会影 响生物 生长和死亡甚至物种更替 以及 农业灌溉和植 被 生长 。因此，对观音岩水库水温分布进行分析对库 区和下 游水质 的影响具有重要意义 。
度分层现象 比冬春季 明显 ，汛期 底孔泄 洪垂向水温会 出现双温跃层现象 ，表层水温年变化 幅度较底层水温年 变化 幅
度大 。
关键词 ：观音岩水库 ；水温结构 ；水温分层
中图分类号 ：ＴＶ６９７
文献标识码 ：Ａ
文 章 编 号 ： １００６－７９７３ （２０１６）０６－０２０１－０４
观音岩水库位于 云南省丽江市华坪县 （左岸 ）与四川省 攀枝花市仁和 区 （右岸 ）交界处 （如 图１所示 ），是 “西 电东 送” 、西 南水 电基 地的重要 电源点 ，也是金 沙江水 电基地 中 游河段 “一库 八级 ”开 发规 划的最后一个梯级 电站 ，上游接 鲁地 拉 水 电站 ，下 游距攀 枝 花市 ２７ｋｉｎ。水 库 正常 蓄水 位 ｌ，１３４ｍ，库容２０．７２亿ｍ。，装机容量３００ （５ｘ６０）万ｋｗ。 水库周边地势西部高峻 ，东部相对低缓 ，多为 中、高 山地貌 ， 其间有 山间盆地分布 ，但 面积较小 。区内山脉 、水系 多呈南 北向延伸 ，受地质构造控制 。库 区金 沙江河谷属 北亚热 带干 热 河谷气候 区，具有热量 丰富、光照充足、 四季不分 明、蒸 发量大、干湿季 分明特点…。观 音岩水 电站是金 沙江 中游开 发条件 好、技术 经济指标 优越 的大 型水 电工程 ＿２ｌ。
观音岩水库 自２０１４年 １０月 ２３日下闸蓄 水 ，依 据２０１５年 ３月 一２０１６年 １月水 库坝前 １．５ｋｉｎ处实测垂向水温数据 ，对各 个来水期 的水温状况进行 分析 ，了解水库水温结构规律 为下 游取 水及水质、生态 、灌溉管理提供依 据和参考 。
一 、 监测断面与数据采集 监测断面为大坝上游 １．５ｋｉｎ处 ，监测时段为２０１５年３月 份 －２０１６年 １月份 ，监测频率 为每月监 测一次 ，每次在 同一天 的８时、 １４时、２０时左右进行 三次连续观测共３３次 。监测仪 器采 用ＨＹ１２００Ｂ型声速剖面仪 ，按不 同水深设置观测点 （测 点按表层 、０．５ｍ、ｌｍ、３ｍ、７ｍ、１０ｍ、３０ｍ、……的深 度观测 ，直至等温层 ），以便观测水库水温梯度变化。 ＨＹ１２００系列声速剖面仪采 用环 鸣法直接测量声信号在 固定的已知距离 内的传播 时间进而得 到声速 ，同时还通过温 度及压力传感器 测量温度和垂直深度 。能快 速有效方便地为 测深仪 、声 纳、水下声标等水声设备校 正测量误差提供实时 的声速剖 面数据 ，是水道测量、海洋调查勘 察及 国防应用与 研究等领 域必不可少 的设备Ｉ５Ｊ。 目前该 仪器 已应 用在 三峡水 库、锦屏水库等 ＿６ 水温垂向剖面测量 。 二 、结 果 与 分 析