【摘 要】
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中国是世界上水库大坝数量最多的国家,众多水利工程的建设带来了巨大的经济和社会效益,但也对周边生态环境造成了一定程度的破坏,尤其是大型水库泄流时产生的低温水体,会对下游水生生物、灌区农作物、种群和生态环境产生严重影响。分层取水是改善下泄水温的重要工程措施之一,研究分层取水措施下的水温分布特征及下泄水温的改善效果,可为水库生态调度提供重要参考。本文以滩坑水库为研究对象,建立了库区三维水温模型,进行了相
【基金项目】
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国家自然科学基金“耦合激励相容机制的区域水资源优化配置机理与模型研究”（NO.51979249）；
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中国是世界上水库大坝数量最多的国家,众多水利工程的建设带来了巨大的经济和社会效益,但也对周边生态环境造成了一定程度的破坏,尤其是大型水库泄流时产生的低温水体,会对下游水生生物、灌区农作物、种群和生态环境产生严重影响。分层取水是改善下泄水温的重要工程措施之一,研究分层取水措施下的水温分布特征及下泄水温的改善效果,可为水库生态调度提供重要参考。本文以滩坑水库为研究对象,建立了库区三维水温模型,进行了相关参数的率定及验证,模拟了不同运行水位下水库水温分布和下泄水温变化,构建了坝前段水温模型,分析了不同取水方式对水库下泄水温的影响,开展了不同叠梁门方案的下泄水温模拟研究和分层取水效果评估,并提出叠梁门优化方案,以恢复下游鼋保护区河道水温。取得的主要研究成果如下:（1）模拟了不同运行水位下水库的水温分布,研究表明滩坑水库年内热分层结构变化规律基本相同,为均混-分层-均混结构。分析了水库运行对下泄水温及鼋保护区河道水温的影响,结果表明受水库调度方式的影响,下泄水温远低于天然水温,鼋保护区年均水温高水位运行工况为14.3°C,低水位为14.8°C,与天然河道水温的温差最大达10°C以上,鼋保护区将不再适宜鼋的生长和繁殖。（2）针对高、低两种运行水位,对比了不同取水方式下水库的水温分布,模拟研究了叠梁门分层取水对下泄水温的改善效果,计算可得采用叠梁门分层取水的方式,4～10月下泄水温较底层取水方式分别提高了3.4°C和4.0°C,表明叠梁门对于提高下泄水温是有效的,鼋保护区河道水温分别提高至19.7°C和21.1°C,鼋保护区水温得到一定程度的恢复。（3）针对高水位运行工况,设计了叠梁门优化方案,进一步提高下泄水温。对比了不同叠梁门运行方案在4～10月分层期的下泄水温,得出叠梁门高度9m方案优于5m方案,下泄水温平均提升了1.2°C。研究了水温梯度和下泄流量对取水效果的影响,得出下泄流量越小,水温梯度越小,则下泄水温越高。鼋保护区平均水温提升了1.4°C,满足了鼋的生长、繁殖所需水温。
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