四方井水庫水溫影響預(yù)測與評價(jià)

胡西紅　黃影

摘要：以四方井水庫為例，分析了水溫垂向分布，結(jié)合工程開發(fā)任務(wù)和布置剖析了發(fā)電尾水在下游河道的升溫情況，對比天然水溫，闡明了低溫水對水生態(tài)環(huán)境的影響。

關(guān)鍵詞：水溫分層； 環(huán)境影響；四方井水庫

中圖分類號：TU697.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2017）18009303

1引言

水庫水溫分層及其低溫水下泄是水利水電工程建設(shè)引起的重要環(huán)境問題之一＼[1＼]，因此，有必要了解水庫的水溫分層情況，通過工程和非工程措施來進(jìn)行水庫水體調(diào)節(jié)和管理，減緩水庫下泄低溫水對環(huán)境和生態(tài)的不利影響＼[2＼]。

2工程概況

四方井水利樞紐工程位于袁河一級支流溫湯河下游，壩址位于距宜春市中心城約7.0 km處的湖田鎮(zhèn)坪田村，壩址距溫湯河入袁河河口約9.0 km，是一座以防洪、供水為主，兼顧發(fā)電等綜合利用效益的大型水利樞紐工程。水庫正常蓄水位152.00 m，總庫容為1.19×108 m3。

3水庫垂向水溫結(jié)構(gòu)

采用通用的庫水替換次數(shù)判斷水庫水體水溫結(jié)構(gòu)類型：

α=（多年平均年入庫徑流量） /（總庫容）

β=（一次洪水總流量）/（總庫容）

當(dāng)α<10時(shí)水庫為分層型；α>20時(shí)水庫為混合型；10<α<20時(shí)水庫為過渡型＼[3＼]。但當(dāng)洪水條件不同時(shí)，分層型也可能成為混合型，所以采用β值作為第二判別標(biāo)準(zhǔn)。如果分層型湖庫，如遇β>1的大洪水，則洪水會破壞原有的水溫結(jié)構(gòu)，使其變?yōu)榕R時(shí)的混合型，而β<0.5的洪水，一般對湖庫的水溫結(jié)構(gòu)沒有顯著影響。

經(jīng)計(jì)算，該水庫α值為1.39，小于10，β值為0.16，小于0.5。根據(jù)上述判別標(biāo)準(zhǔn)，四方井水庫水溫結(jié)構(gòu)屬穩(wěn)定分層型。

四方井水庫正常蓄水位為152 m，供水和發(fā)電取水口高程均為120 m，即供水取水口位于正常蓄水位下32 m。根據(jù)地形圖可知，壩前水深約為42 m。

3.1垂向水溫計(jì)算

3.1.2計(jì)算結(jié)果

（1）庫底水溫與天然水溫比較。根據(jù)上述公式，計(jì)算出水庫庫底各月份平均水溫，見表1，圖1。

（2）水庫垂向分布。根據(jù)公式計(jì)算，水庫水溫垂向分布見表2，各月水溫變化趨勢見圖2～5。

4低溫水對下游生態(tài)環(huán)境的影響

式（4）中：△Q，增溫量；Qeg，平衡水溫；Q0，初始水溫；β=h（1+2a）/CPH，t=HA/D；a，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取0.5～1.5；H，平均水深；A，水面面積；D，流量；C，水的比熱；P，水的密度；h=1.05+0.75V2（V為2 m處的風(fēng)速）。

工程發(fā)電取水高程為120 m，即正常蓄水位下32 m。由于其他月份發(fā)電尾水水溫與表面天然水溫相差較小，筆者選取4～10月，計(jì)算發(fā)電尾水在溫湯河經(jīng)過不同距離水體增溫情況。

根據(jù)上述計(jì)算公式，可以得出，發(fā)電尾水下游河道水體增溫情況，詳見表3，河道水平溫度變化見圖6。

由圖6可知，工程建成后，由于發(fā)電下泄的低溫水，在河道內(nèi)升溫較緩，8月份。6、7、8月份與天然水溫相差較大，但由于壩址下游的溫湯河內(nèi)多為常見魚類，無珍稀保護(hù)物種，下泄的低溫水經(jīng)9 km后匯入袁河，即可接近天然水溫，因此，下泄的低溫水影響較小。

圖64～10月份壩址下游河道水溫變化趨勢[HT]

5結(jié)論

四方井水庫屬于水溫穩(wěn)定分層型，3～10月份，水庫水溫隨水深增大而降低，降溫幅度以7月份最大；11月至次年2月，水溫隨水深增加而升高。壩址下游河道升溫較緩，但由于低溫水河段較短，9 km后即匯入袁河，生態(tài)環(huán)境影響相對較小。

參考文獻(xiàn)：

[1]

祁昌軍，陳凱麒.水利水電工程水溫影響預(yù)測及技術(shù)復(fù)核要點(diǎn)＼[J＼].環(huán)境影響評價(jià)，2016，38（3）：1～4.

＼[2＼]張士杰，劉昌明.水庫低溫水的生態(tài)影響及工程對策研究＼[J＼].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，19（6）：1412～1416.

＼[3＼]胡平，劉毅，唐忠敏，等.水庫水溫?cái)?shù)值預(yù)測方法＼[J＼].水利學(xué)報(bào)，2010，41（9）.

＼[4＼]甘衍軍，李蘭，武見，等.基于EFDC的二灘水庫水溫模擬及水溫分層影響研究＼[J＼].長江流域資源與環(huán)境，2013，22（4）：475～485.

Prediction and Evaluation of Water Temperature Impact in Sifang Reservoir

Hu Xihong1， Huang Ying2

（1.JiangxiProvincial Water Conservancy Planning and designing Institute，JiangxiProvincial Water Engineering Construction Technology Center， Nanchang 330029， China； 2. JiangxiAcademy of Environmental Sciences， Nanchang 330039， China）

Abstract： In this paper， taking Sifang reservoir as an example， the water temperature vertical distribution for each month is analyzed. Combined with the task and arrangement of engineering development， this paper analyzed the temperature rise of the tailrace in the lower reaches of the river.It also studied the effects of low temperature water on the ecological environment compared with the natural water temperature.

Key words： water temperature stratification； environment impact； Sifang reservoiendprint