浅谈水库水温分层及下泄低温水对鱼类活动影响

尔兰邮电部所属 的恩尼斯加水库曾在１ ９ ５ ７ 年安装６ 台气压水枪 ，使水体 不断形成对流 ，有效减轻 了库区水质分层和低温下泄水对下游珍贵鱼
类 的影响。
３ ． ３ 水 利 生态调 度
２沮度对鱼类的影响 温度作 为一种非常重要的生态因子 ， 对鱼类 的生长 、发育 、代谢 等生命活动具有显著的影 响。鱼类属于变温动物，其体温随水温的变 化而变化 ，一般 与周 围水温相差不超过 ０ ． ５ ～１ ． Ｏ℃。因此 ，水温直接 或 间接地影响鱼类生长代谢 、消化酶活性 、蛋 白 质合成 以及基因表达
泄 的各项 措 施， 实现 水资 源 开发利 用和 生 态保 护的 协调 发展 。 关键 词 ：水温 分层 ；下泄低 温水 ；鱼 类活 动 ；协调 发展
水库修建后形成了巨大的停滞水域环境 ，由于水深不 同的水域接 受太阳辐射 的程度不 同，再加之风力 、人流和垂 向水流交换 的作用 ， 水库会沿水深方向出现一定的水温分层现象 。又由于水 电站泄水设施 因发电要求而使泄水口高程较低， 因此水库的水温分层使冬季下泄水温 较天然情况高， 而春 、 夏季下泄水温较天然情况低。水温分层特别是下 泄的低温水可使鱼类在产卵 、生长及捕食方面受到极不利的影响， 造成 鱼类 资源 的减产甚至某些鱼种的灭绝 。因此 ，在大型水 电工程的规划 设计和运行管理中 ， 必须重视水 温作为水生态环境因子的重要作用 ， 采取有效减缓低 温水下泄 的各项措 施， 减轻水温分层 对鱼类活动 的影 响， 从而实现水资源开发利用和生态保护 的协调发展。 １水库水 沮分层现 象 水库蓄水后 ，水温的变化是一个很复杂 的现象 ，受多种因素的控 制。一般情况下 ，水库水温沿深度方向的分布可分为３ 个层次。分别 为： ①表层 。该层水温主要受气温季节变化 的影响 ，一般在 １ ０ ～ ２ ０ ｍ 深 度范同 ； ② 掺混变温层 。该层水温在风吹掺混 、热对流 、电站取水及 水库运行 方式的影 响下 ，年内不断变化。该层范 围与水库引泄水建筑 物的位置 、运行季节及引用流量有关 ； ③稳定低温水层。一般对于坝 前水深超过 １ ０ ０ ｍ 的水库 ， 在距离水库表面６ ０ ～ ８ ０ ｍ 以下的水体 ，由于受 季节气温变化的影 响很小 ，加之密度较大的低温水体下沉 ，将会形成 个比较稳定的低温水层 。但如果电站的泄水建筑物位置较低 ， 则情 况将会有所变化 ；④异重流高温水层 在多泥沙河流上 ，如有可能在水 库中形成异重流 ， 并且夏季高温浑水可沿库底直达坝前 、或受蓄水初 期坝前堆渣等因素的影响，则库底水温将会 明显增 高。 从研究水温 问题 的角度 出发 ， 目 前， 根据水库水 温的分布情况 ， 环境 学界一般认为水库有３ 种类型： 稳定分层型 、混合型和过渡型。稳定 分 层型的水库表层温度竖 向梯度大， 称为温跃层， 其下温度梯度小， 称为滞 温层； 但到冬季则上下层水温无 明显差别 ， 严寒地区甚至出现温度梯度逆 转现象， 上层近于０ ℃底 层近于４ ￣ Ｃ 。混合型水库无明显分层， 上下水温均 匀， 竖 向温度梯度小， 年内水温变化却较大。过渡型水库介于两者之间， 春 、夏、秋季有分层现象饵 不稳定， 遇中小洪水 时水温分层 即消失。
３ ． １ 分 层取 水
分层取水在我 国相关水利工程措施中使 用较 为广泛 。分层建筑物 主要采用竖井式 和斜涵卧管式 。竖井式采用进水塔或 闸门井， 沿垂直方 向设若干层 闸门， 通过启闭机启 闭闸门以控制流量和水温． ，例如广西西 云江水库 、四Ｊ ｌ Ｉ 冷家沟、总岗山水库等都采用了竖井加 多层 闸门的分 层取水塔。斜涵 卧管沿梯级斜管在不 同高程设 置进水 口， 以盖板塞作启 闭． 女 口 江西枫溪水库 。分层取水虽早 已有之， 但过去主要用于规模 较小 、 对水温有要求 的灌溉水库， 而这些灌溉水库的坝高大多低于４ ０ ｍ 。然而， 对于大型水温分层型水库， 由于水库流态和坝前水温分层结构 比较复杂， 分层取水方案的确定应 建立在水工模型试验 、水力学计算 和结构体型 反复优化设计的基础上， 其闸门设计较前述小型水库更 为复杂。
等。
水利生态调控是 目前最经济有效 的方法， 通过对水库的流量进行调 节就可 以有效地消除温跃层 。根据相关研究表明 ，在水库运行期 间 ， 合理的进行 泄洪调度能 有效地提 高下泄水流 的水 温 。对 于具有溢洪 道、 表孔 、中孔 、深孔等多种泄流方式和不 同泄流量的已建水 利工程 在保证一定经济效益 的前提下 ，进行合理的水利生态调度 ，如适当 改变夏季的泄流量 ，更多地利用表层建筑物泄流 ，可以有效提高水库 的下泄水温 。从而在一定程度上减弱大 型水电工程对库 区和下游包括 水温变化在内的不利生态影响。
３ ． ２ 破 坏水 温分 层
破 坏水温分层 的办法是在水库取水 口一定的范围内 ， 借助动力扰 动水体或者是 向水体底 部输 如空气 ，从而加强水体上下对 流，进而达 到破坏水温分层 的目的。美 国和英 国曾经这种方式来缓解水温分层 ， 取得 了一定的效果。具体的做法是 ：在坝前适当的范围内 ， 通过 向水 底注空气或氧气 、循环向深层灌水 、用水泵取表层低密度 水或其 它水 源向下输送等动力方式 ，促进水库 的上下层对流 ，破坏水温结构。爱
一
天然河道水流的水温， 致使这些河流 的鱼种数量锐减或濒于绝迹 。 ３应对措施 在对水库水温结构及下泄水温进行正确预测和数值模 拟的基础上， 国内外主要采取以下 三种工程措施来减缓低温水 下泄 ： 分层取水 ；通 过动力方式破坏水温分层 ；水利生态调度等。其 中分层取水使用较为 广泛 ， 效果较好。
科学技术
浅谈水 库水温分层及 下泄低温水对鱼类活动影 响
吴云鹏
摘
周
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
磊
（ 郑 州 大学 ，河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ） 要 ：水库 水 温分层 及 下 泄低 温水 影响 鱼 类产 卵 、生 长及捕 食 ， 因此 ，必 须重视 水 温作 为 水 生态环 境 因子 的重 要 作用 ，采 取有 效 减缓 低 温水 下