三峡库区干支流水体交换特征初步研究——以朱衣河为例.pdf

第46卷 第22期 人 民 长 江 Vo1．46，No．22 2015年 11月 Yahg【tze River NOV．， 2015 文章编号：1001—4179(2015)22—0001—06 三峡库区干支流水体交换特征初步研究 — — 以朱衣河为例 周 子 然 ，邓 兵 ，王 雨春2，汪福 顺 ，党 承 华4 (1．华东师范大学 河 口海岸国家重点实验室，上海 200062； 2．中国水利水电科学研究院水环境研究所， 北京 100038； 3．上海大学 环境与化学5-程学院，上海200444； 4．河北工程大学 水 电学院，河北 邯郸 056021) 摘要：通过对三峡库区中部典型支流朱衣河与干流界面水动力参数、河 1：7流场强度与特征的分析，计算了干支 流水体交换通量 ，进而探讨水库运行各个时期干支流水体交换情况及其对库 区水环境 的影响。结果表 明，朱 衣河河 口水体具有双向流动特性，水库运行各个时期干支流交界面进 出水体分布不同，流速差异显著；不同季 节与水库运行期河 口流场相应表现出上下分层、左右分布，以及进出流量差异显著等特征；尽管朱衣河河 口净 流量较小(全年大部分时期小于 100in／s)，然而双向水流结构的存在致使水体有效交换量相对显著 (约为净 流量的5～10倍)。根据朱衣河实测数据及相关资料 ，初步推算 了库区干流水体参与干支流水体交换 的比 例 ，得 出全年平均交换率为204％。1月份最高，达 343％。 关 键 词 ：干支流界面 ；水体交换 ；朱衣河；三峡库区 中图法分类号 ：TV697 文献标志码 ：A DOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2015．22．001 水库建设使天然河流成为类似湖泊 的缓流水体， 当前 ，已有学者对三峡库 区支流库湾水动力情况 不仅影响了河流原有 的物理、化学、生物特性 ，也影响 进行调查研究，认为三峡库 区蓄水后普遍存在千流水 了生源要素的生物地球化学循环过程 ，甚至改变 了 体以异重流形式倒灌入支流库湾 的现象 o。这些研 河流 向下游、河 口及邻近海域输送物质的通量和结 究工作增强了我们对三峡库 区库湾水体流动情况的了 构 。三峡水库是当前世界上最大的水利工程之一 ， 解 ，然而对于干支流水体交换通量及支流河 口流场结 自2003年蓄水以来库区水环境状况及向下游输送物 构与动力特征的研究还相对缺乏。本文利用声学多普 质通量均发生改变 。三峡水库蓄水 以后 ，库 区内众 勒流速剖面仪 (ADCP)对三峡库区朱衣河干支流界面 多山区支流的深切河谷和丘 陵间山谷成为回水库湾 ， 进行全年逐月测量资料 ，分析干支流界面流速分布情 由于水面宽阔以及于流水体顶托而流速缓慢 ，干支流 况及其在不同水位调控阶段的变化，进而定量估算库 水环境发生异化 。近年来 ，库 区内香溪河 、大宁河 湾与干流间水流的交换通量 ，结合水温、干流流速、水 等支流库湾水华频发 ，生态和水资源受到影响 ；与 位变化数据分析水流动力特征 ，以期为研究三峡库区 此相反 ，库区干流水质则持续改善。大量研究表明，库 库湾物质生物地球化学循环过程提供基础数据和参 区的生源要素循环改变与水环境调整主要发生在各支 考 。 流库湾。研究三峡水库蓄水后干支流水交换情况及其 1 研究区域与研究方法 动力特征 ，是揭示三峡库 区水环境特征及物质循环规 律的基础。 研究区域位于重庆市奉节县 ，距三峡大坝约 165 收稿 日期 ：2015—03—19 基金项 目：国家