湖泊水库水温预测共42页
西藏巴松措暖季水温与水质变化特征
第 3 卷第 4 期2021 年 4 月Vol. 3 No. 4Apr. 2021环境生态学Environmental Ecology
西藏巴松措暖季水温与水质变化特征
罗 珍，仁增拉姆，陈虎林，黄 香* （西藏大学理学院，西藏拉萨850000）
摘要：巴松措是藏东南面积最大的冰川堰塞湖，是温带半湿润高原深水型湖泊。2019年7月，对巴松措暖季垂直剖面水温分 层的基本特征、水体理化性质与水温分层的响应关系进行了分析。结果表明，巴松措暖季垂直剖面水温分布具有明显的深水 湖泊分层特征。其表层0. 5 m至水深20 m处为变温层,水温在9. 4〜13. 9 t ；水深20~40 m为温跃层,水温在6. 9〜9. 4 平 均强度为0. 12 t/m；水深40 m以下为等温层，水温变幅在6. 4〜6.8 t,平均水温为6. 5 t。巴松措湖底水温在6 t左右，与 湖泊表层最大温差为7.5 t。水体的pH、溶解氧和浊度呈现与水温近似相同的层次结构与分层现象，而总溶解盐、电导率和 矿化度这三者在垂向变化上具有相同的变化趋势，且在温跃层下随水深的增加而升高。巴松措暖季水体的分层，特别是温跃 层的存在导致了湖水各层次水体理化性质的差异。关键词:深水湖泊;水温分层;理化参数;巴松措中图分类号:X524 文献标识码：A 文章编号：2096-6830（2021）04-0037-06
Warm season water temperature and water quality characteristics of Basong Lake,Tibet. LUO Zhen,REN ZENG La-mu,CHEN Hu-lin, HUANG Xiang * ( School of Sciences,Tibet University,Lhasa 850000, China). Environmental Ecology, 2021,3(4) , 37 ~42.Abstract:Basong Lakeis a largest glacier barrier lake in the southeastern Tibet. Characteristics of water temperature stratification in the vertical profile of the lake in warm season was studied in July 2019.Corresponding relationship between water temperature and the water physio-chemical properties was also evaluated. The results showed that in the warm season the vertical profile water temperature distribution in the Basong Lake has obvious stratification characteristics as a deep-water lake.Under the lake surface layer, from 0. 5 m to 20 m depth was a thermophere and, the water temperature was between 9. 4 〜13. 9 t .From 20~40 m depth was thermocline and the temperature ranged from 6. 9 t to 9. 4 t , with an average strength of 0. 12 t/m.Under the depth of 40 m, the water temperature slightly varied between 6. 4 t to 6. 8 t ( average:6. 5 t).It was so called constant temperature layer.The bottom water temperature of the lake was about 6 t and the maximum temperature difference between the lake surface and the bottom was 7. 5 t .The lake water pH,DO and turbidity presented a similar hierarchical structure and stratification as the water temperature. In addition, TDS, EC and salinity of the lake water showed a same variation trend in vertical profile. Namely, the value of these three water quality parameters increased with a increasing water depth under the thermocline. The present of the themocline in the Basong Lake in warm season was the major controlling factor effecting the variations of studied physio-chemical parameters along the vertical profile of the lake.Key words:Deep lake;water temperature stratification;physical and chemical parameters;Basong Lake
大型水库热分层的水质响应特征与成因分析
收稿日期：2020-07-03；网络首发时间：2021-01-22网络首发地址：https:///kcms/detail/.20210122.1104.002.html基金项目：国家重点研发计划项目（2016YFC0401701）；中国水科院团队建设及人才培养重点项目（WE0145B592017）；中国水科院基本科研业务费项目（WE0163A052018，WE0145B422019，HTWE0202A242016）作者简介：李步东（1993-），硕士，主要从事流域水环境数学模型研究。E-mail：通讯作者：刘晓波（1978-），博士，教授级高级工程师，主要从事水环境数值模拟、河湖健康评估理论与方法等研究。E-mail：文章编号：1672-3031（2021）01-0156-09中国水利水电科学研究院学报JournalofChinaInstituteofWaterResourcesandHydropowerResearch第19卷第1期2021年2月Vol.19No.1
February，2021
大型水库热分层的水质响应特征与成因分析
李步东，刘畅，刘晓波，王世岩
（中国水利水电科学研究院水生态环境研究所，北京100038）
摘要：为研究大型水库热分层期间水质的响应特征及成因，于2018年4月—2018年12月对大黑汀水库坝前水体的水温及溶解氧等理化指标进行了连续性垂向监测，在此基础上分析了大黑汀水库季节性热分层变化规律以及各水质指标的响应特征。结果表明：（1）大黑汀水库水体呈典型的单循环混合模式，热分层期间，溶解氧在垂向分布同样表现出季节性变化，且在水体底部出现严重的缺氧现象，但在形成时间上比热分层略有迟滞；（2）氨氮、总磷、磷酸盐以及铁、锰浓度表现为底层>中层>表层的变化趋势。研究表明，水体热分层会改变水体中溶解氧的垂向分布结构，并进一步导致沉积物向上覆水体释放大量的氮、磷营养盐以及铁、锰等污染物，对水库的正常运行和管理产生不利影响。关键词：热分层；缺氧现象；营养盐；还原性金属；水质中图分类号：X524文献标识码：Adoi：10.13244/ki.jiwhr.20200113
一个分层水库温跃层的模拟与验证
一个分层水库温跃层的模拟与验证
孙昕;王雪;许岩;解岳;黄廷林
【摘 要】以西安金盆水库为例,建立了分层水库水温结构的数值模拟方法,并以实测数据进行模型验证.运用Fluent软件数值研究了不同短波辐射强度及短波辐射衰减系数条件下温跃层的形成过程与特性.水库水面总传热量在春、夏季为正值,在秋、冬季为负值,长波辐射是水面总传热量的主要影响因素,短波辐射则是温跃层形成的主要影响因素.随短波辐射衰减系数的降低,温跃层厚度增加,温跃层内温度梯度减小,短波辐射衰减系数值与实测的藻类浓度存在良好的正相关性.水库具有极限短波辐射强度,温跃层内温差随水面短波辐射强度的增加呈现先增加后减小的变化趋势;但水面短波辐射强度过高时,难以达到热平衡而形成稳定的温跃层.
【期刊名称】《湖泊科学》
【年(卷),期】2015(027)002
【总页数】8页(P319-326)
【关键词】分层水库;温跃层;影响因子;数值模拟
【作 者】孙昕;王雪;许岩;解岳;黄廷林
【作者单位】西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安710055
【正文语种】中 文 水温是湖泊水库水质监测中一项非常重要的理化指标，它与水中溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)等水质参数密切相关，也是湖泊水库分层研究中的重要参数，水温的变化还直接影响湖泊水库的富营养化和生态变化[1-4].绝大多数深水型水库一般在夏、冬季节会普遍发生水温分层，夏季典型的正向水温分层结构从上到下依次为变温层、温跃层和等温层.季节性水温分层是分层水库水质内源污染的主要诱因之一[5-6].温跃层会阻碍上下水层的物质和能量交换，表层水体中较高浓度的溶解氧很难穿过温跃层而传递到底部水体，底部水体和底泥因各种化学、生物等作用而耗氧，二者共同导致底部水体溶解氧浓度逐渐降低，随温跃层厚度增加和持续时间延长，溶解氧浓度的降低程度增大，底泥中氮、磷、有机物等污染物释放量越大，内源污染越严重[6-8].当溶解氧浓度低于2mg/L时，水库底泥中的无机和有机污染物会大量释放，形成水库内源污染，在冬春交替季节“翻库”而污染整个水库水体[9].因此，研究温跃层的形成及其影响因素对进一步研究破坏分层水库水质的演变和内源污染控制技术具有重要的理论和现实意义.
8地表水环境质量评价办法
基本规定评价指标水质评价指标《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表 1 中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的 21 项指标。
水温、总氮、粪大肠菌群作为参考指标单独评价（河流总氮除外）。
营养状态评价指标湖泊、水库营养状态评价指标为：叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（CODMn）共 5 项
数据统计周、旬、月评价可采用一次监测数据评价；
有多次监测数据时，应采用多次监测结果的算术平均值进行评价。
季度评价一般应采用 2 次以上（含 2 次）监测数据的算术平均值进行评价
年度评价国控断面（点位）每月监测一次，全国地表水环境质量年度评价，以每年 12 次监测数据的算术平均值进行评价，对于少数因冰封期等原因无法监测的断面（点位），一般应保证每年至少有 8 次以上（含 8 次）的监测数据参与评价。
全国地表水不按水期进行评价。
评价方法河流水质评价方法断面水质评价河流断面水质类别评价采用单因子评价法，即根据评价时段内该断面参评的指标中类别最高的一项来确定。
描述断面的水质类别时，使用“符合”或“劣于”等词语。
河流、流域（水系）水质评价当河流、流域（水系）的断面总数少于 5 个时，计算河流、流域（水系）所有断面各评价指标浓度算术平均值，然后按照“1.断面水质评价”方法评价，并按上表指出每个断面的水质类别和水质状况。
当河流、流域（水系）的断面总数在 5 个（含 5 个）以上时，采用断面水质类别比例法，即根据评价河流、流域（水系）中各水质类别的断面数占河流、流域（水系）所有评价断面总数的百分比来评价其水质状况。
河流、流域（水系）的断面总数在 5 个（含 5个）以上时不作平均水质类别的评价。
河流、流域（水系）水质类别比例与水质定性评价分级的对应关系见上表
主要污染指标的确定断面主要污染指标的确定方法评价时段内，断面水质为“优”或“良好”时，不评价主要污染指标
断面水质超过Ⅲ类标准时，先按照不同指标对应水质类别的优劣，选择水质类别最差的前三项指标作为主要污染指标。
湖泊调查方案及要求
1 湖泊调查方案及要求
1、调查指标 分类 调查项目 调查指标 主要调查内容
水 体
特
征
调
查 水质调查 物理指标 水温、透明度、pH 、溶解氧、悬浮物、电导率、碱度、盐度
水质指标 TN、TP、NO3-N、NO2-N、NH4-N、D-PO4、COD、TOC
水生生物调
查 生态调查 浮游植物、浮游动物、底栖动物、水生植物、
鱼类
初级生产力调查 Chl-a、初级生产力
AGP调查 初级生产力趋势
底质调查 底质中污染物 容重、粒度、pH、含水率、TN、TP、NH4-N、NO3-N、
NO2-N、有机碳、有机质含量
颗粒物沉降 沉降量
底质中营
养物释放 释放量和释放速率
2、水样保存要求
调查 项目 采样瓶 水样量/ml 前处理及保存方法
水温 立即测定
透明度 立即测定
pH 立即测定
溶解氧 测定瓶 100 立即测定
悬浮物 P、G 4℃保存，24h内测定
电导率 立即测定
碱度 4℃保存，24h内测定
盐度
COD G 100 加入硫酸，使PH≤2，尽快测定
TOC G 100 4℃保存，24h内测定
TN P、G 500 于4℃加入浓硫酸0.8mol/L保存，尽可能迅速测定
NO3-N P、G 100 尽可能迅速利用玻璃纤维滤器（1μm）过滤，不能
立即测定时，加入浓硫酸0.8mol/L，于4℃保存，尽
快测定
NO2-N P、G 100 尽可能迅速利用玻璃纤维滤器（1μm）过滤，不能
立即测定时，加入浓硫酸0.8mol/L，于4℃保存，48h
内测定
NH4-N P、G 100 尽可能迅速利用玻璃纤维滤器（1μm）过滤，不能
立即测定时，加入浓硫酸0.8mol/L，于4℃保存，尽
快测定
2 TP G、P 100 不能立即测定时，冷冻保存
总溶解态
磷 G、P 100 尽可能利用玻璃纤维滤器（1μm）过滤，不能立即
测定时，冷冻保存
高原深水湖泊水温日成层对溶解氧、酸碱度、总磷浓度和藻类密度的影响:以云南阳宗海为例
高原深水湖泊水温日成层对溶解氧、酸碱度、总磷浓度和藻类密度的影响：以云南阳宗海为例
袁琳娜;杨常亮;李晓铭;李世玉;申时立;李智圆;刘仍兵;刘楷
【摘 要】弄清深水湖泊夏季水温分层及其对水体各理化指标的影响对于湖泊的保护和治理有重要意义.以云南阳宗海为例,在夏季选择湖泊内有代表性的6个样点,以1 m为间隔对每个样点不同水深的水温、藻蓝蛋白、DO、pH和叶绿素a含量进行同步测定,同时在实验室测定TP.结果表明:(1)夏季晴天阳宗海上午没有明显的分层,中午开始慢慢形成4层,随后转化到3层,在14:00时达到分层相对稳定,稳定时温跃层出现在水深9～13 m处,湖表层与深水层的最大温差为7.8℃;(2)随着水温出现分层,DO和pH呈现出与水温分层相似的垂直分层结构,而这种分层过程基本上与水温成层过程同步;(3)藻类和浮游植物随水温分层而逐渐成层,但有迟滞性,迟滞时间约2 h;(4) TP对水温分层不敏感,只有接近湖底的水体总磷浓度才明显升高,9m以上的水层总磷浓度分布均匀,水温的分层与消失过程不影响上层水的总磷浓度,全湖泊的总磷平均浓度为0.033±0.03 mg/L.
【期刊名称】《湖泊科学》
【年(卷),期】2014(026)001
【总页数】8页(P161-168)
【关键词】水体理化指标;阳宗海;水温分层;叶绿素a;垂向分布
【作 者】袁琳娜;杨常亮;李晓铭;李世玉;申时立;李智圆;刘仍兵;刘楷 【作者单位】云南大学生命科学学院,昆明650091;云南大学工程技术研究院,昆明650091;昆明市环境监测中心,昆明650028;云南大学工程技术研究院,昆明650091;云南大学工程技术研究院,昆明650091;云南大学生命科学学院,昆明650091;云南大学生命科学学院,昆明650091;云南大学生命科学学院,昆明650091
【正文语种】中 文
水温是湖泊水环境变化的重要驱动因子，水的所有物理化学特性几乎都与水温有关［1］.有研究表明［2］，大多数温带及亚热带的深水湖泊都会出现水温分层，湖泊水温分层使湖水上下层的交换受抑制，导致湖泊水质分层.湖泊中水温的情况及其分层现象将直接或间接的影响到湖水环境中的各种物理、化学和生物过程［3－5］.特别是在深水湖泊中，湖泊水体的垂向温度分布特点和变化规律对水体水质有较大影响，物质的交换能力和湖泊的许多生态动力学过程都受到水温的影响，加之水温本身就是深水湖泊水库水质的最重参数.因此，研究深水湖的水温分层对了解污染物浓度分布和维护湖泊生态系统平衡有重要的作用.
湖泊、水库监测垂线如何设置
湖泊、水库监测垂线如何设置
关于地表水质监测方案订立，我们需要从几个方面动手。以下我重要和大家一起了解地表水水质监测断面和采样点的设置问题。实在情况如下：
一、设置原则：
1.在对调查讨论结果和有关资料进行综合分析的基础上，依据水体尺度范围，考虑代表性、可控性及经济性等因素，确定断面类型和采样点的数量，并不断优化。
2.有大量污水排入江河的重要居民区、工业区的上游和下游，支流与干流汇合处，入海河流河口及受潮汐影响河段，河流出入国境线出入口，湖泊、水库出入口，应设置断面监测断面。
3.饮用水源地和径流重要风景游览区、自然保护区，以及与水质有关的地方病发区、严重水土流失区及地球化学异常区的水域或河段，应设置监测断面。
4.监测断面的位置要避开死水区、回水区、排污口处，尽量选择水流平稳、水面广阔、无浅滩的顺直河段。
5.监测断面应尽可能与水文测量断面一致，要求有明显岸边标志。
二、河流监测断面的布设：
为评价完整江河水系的水质，需要设置背景断面、对比断面、掌控断面和消减断面。
背景断面：设在基本上未受人类活动影响的河段，用于评价一完整水系的污染程度；
对比断面：为了解流入监测河段前的水体水质情形而设置；
掌控断面：为评价监测河段两岸污染源对水体水质的影响而设置； 消减断面：是指河流收纳废水和污水后，经稀释扩散和自净作用，使污染物浓度显著降低的断面，通常设在城市或工业区一个排污口下游1500m以外的河段上。
三、湖泊、水库监测垂线的布设
湖泊、水库通常只设监测垂线，当水体多而杂时，可参照河流的有关规定设置监测断面。
1.在湖的不同水域，如金水区、出水区、深水区、湖心区、岸边区，依照水体类别和功能设置监测垂线；
2.湖区若无明显功能区分，可以网格法均匀设置监测垂线，其垂线数依据湖面积、湖内形成环流的水团数及入湖河流数酌情确定。
四、海洋
依据污染物在较大面积海疆分布不均匀性和局部海疆的相对均匀性的时空特征，在调查讨论的基础上，运用统计的方法将监测海疆划分为污染区、过渡区和对比区，在三类区域分别设置适量的监测断面和采样曲线。
基于EFDC模型的小浪底水库水温研究
基于EFDC模型的小浪底水库水温研究
赵一慧;逄勇
【摘 要】In order to reduce negative effects on the downstream
agricultural production and aquatic lives due to low-temperature water
discharging from Xiaolangdi Reservoir,it is important to accurately predict
the stratified water temperature distributions before the high dam.In this
paper,the water temperature model of Xiaolangdi Reservoir was
established by using the EFDC model and simulated in three typical
hydrological years.The simulation results showed that the water
temperature stratification in the reservoir area under the three conditions
was not obvious in November,December,January,February and March,and
the difference between the upper and lower water temperatures was
within 1 ℃.From April to October the water temperature in the reservoir
was obviously stratified,and the variation of the water temperature in the
湖泊水温的垂向分布
- 1 - 湖泊水温的垂向分布
湖泊作为重要的水体资源，其中水温是湖泊生态过程中重要的参数，对湖泊生态系统、水体的生物的影响十分显著。因此，对湖泊水温的垂向分布有兴趣的研究者非常多。通过研究垂向分布，可以更好地了解水温对湖泊生态系统和水体生物活动的影响，从而提出更为有效的湖泊生态管理。
湖泊水温的垂向分布受到外界影响很大，其中最主要的因素是气温。气温差异很大，在湖泊不同深度处会产生不同的温度垂向分布。考虑到气温的影响，一般情况下湖面水温比水下温度小3-5℃，而水深越深，温度的变化就越小。同时，湖泊的季节变化也会影响水温的变化，冬季水温会有更大的降幅，夏季水温会有更大的升幅。
湖泊的垂向分布也受到湖泊的结构特征的影响，如底部凹陷形态、水量、水流特征等。底部凹陷形态会影响水温的分配，由于底部凹陷会聚集低温水，影响湖泊水温的垂向分布；水量和水流特征也会影响湖泊水温，大量的水流运动会导致水温变化更大。
此外，还有许多环境因素会影响湖泊水温的垂向分布，比如水面表达、岩石传热、土壤传热、陆地运动等，也会影响湖泊水温的垂向分布。
为了更好地了解和研究湖泊的水温垂向分布，研究者们借助多种野外观测和实验方法，对湖泊水温进行了深入系统的探索研究。其中，探空飞行观测法是研究热带海洋湖泊水温分布的重要手段；数据融合方法可以有效地结合多个数据源，从而提高湖泊水温的精度；水体试 - 2 - 验非常有助于检测湖泊水温的分布，可以收集湖泊水温的实际分布图；模型模拟法是建立湖泊水温的垂向分布模型，为水温的分布和管理提供依据。
综上所述，湖泊水温的垂向分布受到多种因素的影响，包括气温、季节变化、湖泊结构特征、环境因素等，研究者通过多种野外观测和实验方法，深入研究了湖泊水温的垂向分布，为湖泊生态管理提供了有用的信息。
水库水温计算方法探讨 蒋红
水库水温计算方法探讨 蒋 红
国家电力公司成都勘测设计研究院 成都 610072
一、计算方法介绍
预测水库水温分布的方法较多，按其性质，可划分为经验法和数学模型法两大类。
1.1 经验法
70年代以来，为了解决生产实际问题，国内提出了许多经验性水温估算方法。这些方法都是在综合分析国内外水库实测资料的基础上提出的，具有简单实用的优点。其中水电部东北勘测设计院张大发和水科院朱伯芳提出的方法分别编入水文计算规范和混凝土拱坝设计规范。1993年中南勘测设计院《水工建筑物荷载设计规范》编制组和水利水电科学研究院结构材料所，在朱伯芳提出方法的基础上，利用数理统计原理进行统计分析，并按最小二乘法原理拟合得出了一套计算公式(即水库水温的统计分析公式)。三种经验法的计算公式如下：
1.1.1 东勘院法
计算公式为：
式中，Ty―水深y处的月平均水温；To―月平均库表水温；Tb―月平均库底水温；m―月份。 该项成果是在综合国内水库实测水温资料的基础上提出的，用于水库的水温预测，应用非常简便，只需已知各月的库表库底水温就可计算出各月的垂向水温分布。库底库表水温可由气温水温相关法或纬度水温相关法推算。在计算中考虑分层型水库库底水温不变的特点，提出两套库底水温与纬度的相关曲线。限于篇幅有限，各相关曲线详见文献［1］。
1.1.2 朱伯芳法
该方法以国内外15座水库实测水温资料为基础，总结归纳出水库水温的周期性变化规律，并通过余弦函数进行模拟。计算公式为：
式中，T(y,t)―任意深度y、t月的水温；Tm(y)―任意深度y的年平均水温；A(y)―任意深度y的水温变幅；ε―水温相位差；Td―库底水温；b―库表水温；H―水库深度，ω为温度变化频率，ω=(2π)/(P)，P为温度变化周期(12个月)。
对于一般项目，在工程设计中各项参数的取值为α=0.040，β=0.018，γ=0.085，d=2/^15,f=1/^30。库表和库底水温均可由气温确定，因此该项成果应用简便，只要已知库区多年平均气温资料及水库水位就可计算出各月的垂向水温分布。有关该方法的详细介绍参见文献［2］。