三峡水库香溪河库湾水华水动力调控初步研究-人民长江.pdf

第４８卷 第１０期 人　民　长　江 Ｖｏｌ．４８，Ｎｏ．１０ ２０１７年 ５月　 　 Ｙａｎｇｔｚｅ　Ｒｉｖｅｒ　 　 Ｍａｙ， ２０１７ 　　文章编号：１００１－４１７９（２０１７）１０－００１８－０６ 三峡水库香溪河库湾水华水动力调控初步研究 １，２ ３ １ ２ ２ 李 光 浩 ，杨　霞 ，陈和 春 ，尹　炜 ，辛 小 康 （１．三峡大学 水利环境学院，湖北 宜昌４４３０００；　２．长江水资源保护科学研究所，湖北 武汉４３００５１；　３．中国 长江三峡集团公司 三峡枢纽建设运行管理局，湖北 宜昌４４３１３３） 摘要：针对三峡水库蓄水运行后支流库湾春季水华频现问题，利用 ＣＥ－ＱＵＡＬ－Ｗ２模型建立了香溪河 －三 峡库区整体立面二维水动力数学模型，对三峡水电站不同开机数量和春季不同水文条件下的香溪河库湾流 速进行了数值模拟。计算结果表明：香溪河上游来流量较小时，滞留区表层流速小于香溪河库湾水华的临界 流速０．０５ｍ／ｓ；而香溪河上游来流量增大到合适的值时，香溪河滞留区表层流速可大于０．０５ｍ／ｓ；仅利用三 峡电站小幅度日调节对支流库湾流速的改善效果十分有限，而利用干支流水库对香溪河库湾流速的联合调 控效果明显，可控制三峡水库香溪河库湾水华爆发。 关　键　词：ＣＥ－ＱＵＡＬ－Ｗ２；水华控制；水动力调控；水库生态调度；香溪河；三峡水库 中图法分类号：ＴＶ６９７．１１　　　文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４１７９．２０１７．１０．００５ 　　三峡水库自２００３年蓄水运行以来，在防洪、发电、 的变化，并没有考虑到支流来流的影响。对此，辛小康 航运等方面产生巨大经济效益的同时，也带来了一些 等利用 ＭＩＫＥ２１模型建立了香溪河 －三峡库区整体平 ［１］ 面二维水动力数学模型，对春季不同水文条件下香溪 生态环境问题 。被水库淹没的部分支流库湾在春 夏季节多次出现了不同程度的水华，国内专家学者认 河口回水区的流速进行了数值模拟。结果表明：单独 识到，水体 Ｎ、Ｐ浓度偏高是发生水华的根本原因，但 降低三峡水库坝前水位，对支流香溪河河口流速的增 ［４］ 控制污染的过程十分漫长，很难短时间内控制水华。 加作用不明显 ，需要通过三峡水库和香溪河上游水 作为改善库区支流水环境的手段之一，水库生态调度 库联合调度适度抑制水华。但具体的研究尚不深入， 逐渐被重视起来。对此，周建军教授认为可以探讨通 采用的平面二维模型模拟存在缺陷。 过改善调度、加大电厂 日调节幅度来改善库区支流 本文借助于立面二维模型 ＣＥ－ＱＵＡＬ－Ｗ２软 “水华”状况［２］。三峡电厂昼夜之间日调节发电和下 件，以三峡干流和香溪河库湾为研究对象，建立立面二 泄流量具有相对稳定的周期性，这种周期性可在库区 维水动力模型，模拟不同工况下香溪河库湾剖面流速 形成较大范围、具有固定周期的波动，出现类似“潮 分布及其变化情况，研究三峡水库和香溪河支流上游 汐”的现象，使支流变成“感潮河段”，这种“潮汐”有利 水库联合调度条件下，香溪河库湾可能发生的水动力 于控制支流“水华”的产生。刘德富等提出了“一种通 响应关系，探讨利用这种水动力条件的变化来调控或 过水位调节控制河道型水库支流水华发生的方法”， 抑制水华的可能性及可行性。 分别针对春季、夏季、秋季水华提出不同的“潮汐式” １　研究区域概况 调度方案，周期性进行水位调节，对支流形成“潮汐” ［３］