葛洲壩壩下江段水溫變化影響因素分析

邢領(lǐng)航，劉孟凱，黃國兵

（長江科學(xué)院水力學(xué)研究所，武漢 430010）

葛洲壩壩下江段水溫變化影響因素分析

邢領(lǐng)航，劉孟凱，黃國兵

（長江科學(xué)院水力學(xué)研究所，武漢 430010）

研究葛洲壩下游江段水溫變化的影響因素及其貢獻將有助于水生態(tài)水溫變化本質(zhì)的認識，對中華鱘產(chǎn)卵場保護亦具有重要意義。結(jié)合一維水流水溫數(shù)學(xué)模型、熱量收支平衡分析等手段對上述問題進行了初步探討。初步研究結(jié)果表明：葛洲壩壩下江段水溫主要受三峽水庫水氣界面熱交換影響，寸灘來流、三峽大壩泄流以及葛洲壩電站運行等因素影響相對較小。從全年看，三峽工程運行前后庫區(qū)水溫變化均由凈輻射和蒸發(fā)熱起主導(dǎo)作用，但三峽工程運行后熱傳導(dǎo)熱量比重有較大增加。三峽工程運行前后，11月份水溫均由水氣界面熱傳導(dǎo)起主導(dǎo)作用，但隨著三峽水庫蓄水位抬高，輻射量和蒸發(fā)熱量所占比重顯著增加，而熱傳導(dǎo)、寸灘來流和三峽大壩泄流熱量所占比重逐漸減小。三峽水庫的不同運行過程將影響各熱量來源對庫區(qū)水溫變化貢獻大小，進而影響葛洲壩壩下江段水溫。

三峽工程；一維水流水溫模型；水溫變化

1 研究背景

據(jù)2003—2008年《長江三峽工程生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測公報》報道，近年來中華鱘產(chǎn)卵時間推遲，可能與葛洲壩壩下江段中華鱘產(chǎn)卵場水溫節(jié)律改變有較大關(guān)系，但這種改變的關(guān)鍵影響因素及其貢獻大小尚需進一步論證和研究。

目前，國內(nèi)已有學(xué)者對此進行了初步研究，并取得了階段性成果。余文公［1］分析了影響水庫溫度的各種影響因素，并通過結(jié)合三峽水庫蓄水前后實測水溫資料，指出三峽水庫在圍堰發(fā)電期下泄水溫過程規(guī)律發(fā)生了一定的變化，下泄水溫在不同時期分別出現(xiàn)“滯溫”和“滯冷”現(xiàn)象，提出了三峽水庫生態(tài)調(diào)度必需把下泄水溫過程最大程度地與天然過程相接近作為水庫生態(tài)調(diào)度的原則。同時通過三峽庫區(qū)相關(guān)水文站建庫前后的水溫變化規(guī)律分析，初步認為10月份下泄水溫的升高使得水溫由一般的生態(tài)因子轉(zhuǎn)變?yōu)橄拗埔蜃樱?］。郭文獻［3］通過近50年來宜昌水文站水溫實測歷史資料分析，初步得出葛洲壩水庫蓄水對下泄水溫影響不大，而三峽水庫蓄水后，水溫在降溫季節(jié)9月——次年2月份，高于三峽水庫蓄水前表層水溫，三峽水庫蓄水對河流水溫有一定的調(diào)節(jié)性，其下泄水溫相對于天然狀況從時間上來說有一定的滯后性。

本文主要從水體熱量收支平衡的角度，通過建立水溫模型，模擬分析葛洲壩壩下江段水溫變化的影響因素及其熱量貢獻大小，探討三峽工程不同運行階段水溫變化的主要影響因素、貢獻大小及規(guī)律，為三峽工程生態(tài)調(diào)度提供技術(shù)支撐。

2 分析方法

本文采用一維水流水溫數(shù)學(xué)模型對三峽庫區(qū)以及三峽—葛洲壩2壩間江段的水流水溫進行模擬，并利用多個水文站實測水位、流量以及水溫等資料對模型進行率定和驗證。該模型為下文分析水體熱量收支平衡以及葛洲壩下江段水溫變化過程提供依據(jù)。

2．1 模型基本控制方程及離散

連續(xù)性方程為

其中，φn主要包括凈太陽短波輻射、凈長波輻射（大氣長波輻射和水體長波輻射）、蒸發(fā)熱和熱傳導(dǎo)等多個方面，即

各項計算方法如下［4］

（1）凈吸收的太陽短波輻射

式中：φs是到達地面的總太陽輻射量；γ（＝0．1）是水面反射率；β（＝0．65）是太陽輻射的表面吸收系數(shù)。穿過水體的太陽輻射沿深度方向以指數(shù)函數(shù)衰減，此時

式中：H為水深；η為衰減系數(shù)，取0．5。

（2）大氣長波輻射

式中：σ＝5．67×10－8是Stefan Boltaman常數(shù)（W／（m2·K4））；εa為大氣發(fā)射率，取0．97；Ta為氣溫。

式中：Ta為水面上2 m處的氣溫；Cr為云層覆蓋率。

（3）水體長波的返回輻射

式中：Ts是水面溫度（一維模型取Ts＝水溫）；εw（取0．965）為水面反射率。

（4）水面蒸發(fā)熱損失

式中：es和ea是水面的飽和蒸汽壓和水面上空氣蒸發(fā)壓力，mmHg；W是水面上10 m的風(fēng)速，m／s。因es，ea缺少實測資料而采用下式替代計算，其中Td為露點溫度，可通過與空氣相對濕度Ps的關(guān)系式計算。式中：Z為水位；Q為流量（m3／s）；B為水面寬（m）；A為過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；R為水力半徑，R＝A／χ，χ為濕周；n為綜合曼寧粗糙系數(shù)，包括沿程阻力和局部

（5）熱傳導(dǎo)通量

采用4點隱式preissmann差分格式對式（1）、式（2）進行數(shù)值求解，對式（3）采用隱式差分迎風(fēng)格式離散［5］。

圖1 2005年寸灘站和三峽壩址日均水位過程線Fig．1 Average daily water levels at Cuntan hydrological station and Three Gorges dam site in 2005

2．2 模型驗證

根據(jù)文獻［6］實測資料，2005年廟河水文站斷面在各個月份水溫垂向分布均勻一致，沒有出現(xiàn)溫差較大的現(xiàn)象。因此，一維水流水溫數(shù)學(xué)模型可暫不考慮垂向水溫分層效應(yīng)，驗證選用2005年水文、氣象等資料。河道斷面地形資料采用1996—1997年上游寸灘水文站至三峽壩址河段，共333個斷面；三峽壩址至葛洲壩壩址采用2003年資料，共39個斷面。長江干流采用寸灘站2005年逐日平均水位、流量實測資料和三峽壩址逐日平均水位和實測流量資料。2005年寸灘站和三峽壩址實測日均水位過程線見圖1，2005年寸灘站、三峽壩址以及烏江武隆站實測日均流量過程線見圖2。三峽庫區(qū)入庫支流作為旁側(cè)入流計入模型，這里主要考慮烏江（武隆站）同期流量資料。以干流寸灘站入流流量作模型為上邊界條件，壩址水位為下邊界條件，武隆站支流逐日流量資料作為旁側(cè)入流邊界。水溫干流上邊界條件采用2005年寸灘站實測逐日水溫值，下邊界采用開邊界條件，2005年武隆站逐日水溫作為烏江入流水溫。選用萬縣站、奉節(jié)站、巴東站和宜昌站2005年全年的實測日均氣溫、云量、空氣相對濕度、日照時數(shù)和風(fēng)速等資料。其中，4個氣象站的實測氣溫過程如圖3所示。太陽輻射資料采用2005年宜昌日太陽輻射值，詳見圖4。

圖5為2005年三峽壩址流量計算值與實測值對比圖，圖6為寸灘站水位計算值與實測值對比圖。由圖可以看出，三峽壩址計算流量和寸灘站計算水位均與實測值吻合良好，基本反映了2005年三峽工程試蓄水期庫區(qū)水位和流量的大范圍波動過程，再現(xiàn)了庫區(qū)的水文變化特征。其中，三峽壩址流量計算的平均相對誤差5．7%，寸灘站水位計算的平均相對誤差0．5%，水位平均絕對誤差約0．20 m，說明建立的三峽庫區(qū)一維非恒定水流水溫數(shù)學(xué)模型具有較好的計算誤差。

圖7為廟河水文站計算水溫與實測水溫的對比圖。由圖可以看出，基本反映了庫區(qū)2005年全年的水溫變化過程和規(guī)律。水溫計算的平均相對誤差為3．4%。

圖2 2005年寸灘站和三峽壩址日均流量過程線Fig．2 Average daily discharges at Cuntan hydrological station and Three Gorges dam site in 2005

圖3 2005年三峽—葛洲壩庫區(qū)日均氣溫過程線Fig．3 Average daily air temperatures in the reservoir area between Three Gorges dam and Gezhouba dam in 2005

圖4 2005年宜昌日太陽輻射值Fig．4 Average daily solar radiation values at Yichang in 2005

圖5 2005年三峽壩址流量計算值與實測值對比圖Fig．5 Comparison of computational and measured water flow at Three Gorges dam site in 2005

圖6 2005年寸灘站水位計算值與實測值對比圖Fig．6 Comparison of computational and measured water level at Cuntan hydrological station in 2005

圖7 2005年廟河水文站水溫計算值與實測值對比圖Fig．7 Comparison of computational and measured water temperature at M iaohe hydrological station in 2005

3 葛洲壩壩下江段水溫變化影響因素及其貢獻分析

影響葛洲壩壩下江段水溫變化的因素主要體現(xiàn)在三峽庫區(qū)和葛洲壩庫區(qū)的總體熱量收支平衡上，具體反映在寸灘至葛洲壩江段水氣界面的熱量交換、寸灘水文站來流的熱量輸入、各支流入流熱量、葛洲壩電站出流的熱量輸出、水和巖土界面間的熱傳遞、三峽電站和葛洲壩電站機組過流熱能轉(zhuǎn)化等方面。從熱量輸入和輸出上看，一般進入庫區(qū)水體的熱量主要有：上游輸入的熱量、支流匯入的熱量、太陽短波輻射熱、大氣長波輻射熱、水汽凝聚釋熱、直接降水輸入的熱量等；水體的熱量損失有：出流輸出熱量、水面反射、水面長波輻射、水面蒸發(fā)耗熱等引起的熱損失。

以下將從三峽工程建成前、試蓄水期以及正常運行期三個階段分析葛洲壩壩下江段全年及11月份水溫變化的主要影響因素及各自熱量貢獻，以初步闡明葛洲壩壩下江段水溫變化的本質(zhì)。

3．1 三峽工程建成前

以2005年的氣象、水文等資料為背景，寸灘水文站入流為上邊界條件，葛洲壩壩址水位為下邊界條件，應(yīng)用一維水流水溫數(shù)學(xué)模型對三峽工程運行前、葛洲壩運行后的寸灘—葛洲壩江段水流水溫進行模擬，獲得三峽壩址斷面和葛洲壩壩址斷面的水溫變化過程，詳見圖8。由圖可知，三峽壩址斷面水溫變化過程較寸灘站滯后，存在小幅相位差，但基本反映了河道全年水溫變化規(guī)律和特征。

圖8 三峽工程建成前三峽、葛洲壩2壩壩址斷面水溫變化過程線Fig．8 W ater tem perature variation at Three Gorges dam site and Gezhouba dam site before the construction of TGP

由于三峽壩址至葛洲壩江段河道特性顯著，且2壩間距離相對較短。因此，三峽壩址模擬的水溫與葛洲壩壩前水溫表現(xiàn)出良好的一致性，全年平均水溫差約0．12℃?？稍谝欢ǔ潭壬嫌萌龒{大壩壩址水溫近似代替葛洲壩壩前水溫。另外，從2005年三峽工程試蓄水期廟河水文站實測水溫與宜昌水文站實測水溫比較中發(fā)現(xiàn)（詳見圖9）：宜昌站水溫比廟河稍高，平均高出約0．46℃，可能因機組過流將部分水頭勢能轉(zhuǎn)化為熱能，提高了出流水溫，但溫升極為有限。若忽略三峽電站和葛洲壩電站機組過流影響，可粗略用三峽大壩泄流水溫近似表征葛洲壩壩下江段水溫。這也表明葛洲壩壩下江段水溫變化影響因素主要為三峽庫區(qū)水體的熱量收支平衡。

圖9 2005年廟河水文站和宜昌水文站實測水溫過程比對Fig．9 Comparison ofmeasured water temperature between M iaohe and Yichang hydrological stations in 2005

三峽庫區(qū)天然河道水體各熱量來源逐日變化過程見圖10。由圖10可見，水體通過水面熱量交換造成庫區(qū)水體吸熱或失熱所占比例最大，直接影響著河道水溫的變化，而入流熱量與出流熱量對河道內(nèi)水溫變化的影響相對較小。

圖10 三峽工程建成前天然河道水體各熱量來源逐日變化過程Fig．10 Daily heat variation of each heat source in natural rivers before the construction of TGP

由于水面熱量交換對河道水溫起控制性作用，所以需要對水面熱量來源作進一步分析。一般水面交換熱量組成要素包括太陽凈輻射（太陽輻射、大氣長波輻射和水體長波輻射之和）、水面蒸發(fā)耗熱（以下簡稱蒸發(fā)熱）、水氣界面熱傳導(dǎo)（以下簡稱熱傳導(dǎo)）等。圖11為三峽工程建設(shè)前庫區(qū)水體全年不同熱量來源比重。其中，輻射凈熱量所占比重最大，達55．64%；其次是蒸發(fā)熱，占34．36%；寸灘站入流熱量和三峽泄流熱量再次之，分別占3．95%和4．39%；熱傳導(dǎo)比重最小，占1．66%。

圖11 三峽工程建成前水體全年不同熱量來源比重Fig．11 Yearly proportion of each water heat source before the construction of TGP

圖12 為三峽工程建成前11月份三峽庫區(qū)天然河道水體各熱量來源比重。由圖12可知，在三峽工程建成前，11月份三峽庫區(qū)天然河道水體熱傳導(dǎo)熱量占總熱量71．19%，對這一時期的水溫變化起主導(dǎo)作用，說明此時水溫主要受氣溫影響；寸灘站入流熱量和三峽壩址斷面出流熱量分別占8．88%和10．89%，其對河流水溫影響次之；蒸發(fā)熱與太陽凈輻射量分別占6．09%和2．95%，對水溫變化影響最小。

圖12 三峽工程建成前11月份三峽庫區(qū)天然河道水體不同熱量來源比重Fig．12 Proportion of each water heat source in natural rivers in November before the construction of TGP

圖13 三峽工程試蓄水期和運行前的壩前水溫變化過程線Fig．13 Daily water temperature variations at Three Gorges Dam site during its trial operation and before its operation

3．2 三峽工程試蓄水期

三峽工程試蓄水期水流水溫模擬仍以2005年的氣象、水文等資料為輸入條件，寸灘水文站斷面入流為上邊界條件，三峽壩址實測水位為下邊界條件，模型計算獲得的三峽壩址斷面平均水溫過程見圖13。與三峽工程運行前水溫相比，試蓄水期三峽壩址水溫變化顯著滯后，并出現(xiàn)“滯冷”和“滯溫”現(xiàn)象。1月份，三峽壩址水溫與天然河道水溫基本相當(dāng)；2月份，受入流低溫水及寒潮等因素影響，壩址水溫呈下降趨勢；進入3月份，氣溫回暖，上游來水水溫升高，而庫區(qū)水體受蓄水影響，體積龐大，水流流動緩慢，水體熱量輸移和傳遞效率降低，導(dǎo)致水溫上升滯后，3—4月壩址水溫低于天然河道水溫，水庫“滯冷”效應(yīng)顯著；5—9月，試蓄水期壩址水溫與天然河道水溫基本相當(dāng)，但存在一定的相位差；9月以后，庫區(qū)壩址水溫整體高于天然河道水溫，庫水溫下降緩慢，水庫“滯溫”效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)。

2005年三峽工程試蓄水期，庫區(qū)逐日入流熱量、出流熱量以及水面熱交換量變化過程見圖14。從庫區(qū)水體整體熱量收支平衡分析看，庫區(qū)水面日總吸熱規(guī)模遠大于寸灘入流熱量和三峽大壩泄流熱量。說明水庫試蓄水期，水面與大氣的熱量交換決定了庫區(qū)水體熱量收支的總體趨勢和壩址水溫的總體變化。寸灘入流熱量和三峽大壩泄流熱量相對較小，對壩址的水溫變化影響有限。9月中旬至次年2月，庫區(qū)水體日總吸熱量為負值，說明庫區(qū)水體損失熱量，水溫下降；其余月份，庫區(qū)水體日總吸熱量為正值，庫區(qū)水體吸熱，水溫上升。

圖14 三峽工程試蓄水期庫區(qū)日入流、出流及水面吸熱熱量變化過程Fig．14 Daily variation of inflow water heat，outflow water heat and surface heat absorption in Three Gorges Reservoir in its trial operation period

三峽庫區(qū)庫水面熱交換熱量又包括太陽短波輻射、大氣長波輻射、水體長波輻射、蒸發(fā)熱損失和對流熱交換等部分。其中，大氣長波輻射和水體長波輻射熱數(shù)量級最大，前者為吸熱，后者為失熱，兩者耦合作用表現(xiàn)為失熱；太陽短波輻射為吸熱，熱量級次于前兩者，對庫區(qū)水體吸熱影響較大；水面蒸發(fā)熱和水氣界面上的熱傳導(dǎo)相對數(shù)量級較小，且熱交換值時正時負，對熱交換總量也起著一定的影響。

三峽水庫試蓄水期全年水體熱交換各熱量來源比重見圖15。其中，輻射凈熱量占55．18%，蒸發(fā)熱、熱傳導(dǎo)、入流和出流分別占34．30%，3．88%，3．32%和3．33%。與三峽工程建成前相比，水庫試蓄水后，輻射凈熱量和蒸發(fā)熱量比重均稍有下降；熱傳導(dǎo)作用顯著增強，并略高于三峽壩址泄熱量和寸灘入流熱量。

圖15 三峽工程試蓄水期全年三峽庫區(qū)水體不同熱量來源比重Fig．15 Yearly proportion of each water heat source in Three Gorges Reservoir in its trial operation period

在三峽工程試蓄水期，11月份，三峽庫區(qū)水體熱交換中各熱量來源所占比重見圖16。由圖16可以看出，水體熱量交換中各熱量來源的比重變化不大。但從凈輻射量角度分析，11月份凈輻射熱量和蒸發(fā)熱量的比重明顯減少，分別僅占5．94%和10．27%；熱傳導(dǎo)比重遠高于全年平均，達70．67%之多，占控制性地位；入流熱量和出流熱量均稍高于全年平均。與三峽工程建成前相比，凈輻射熱量和蒸發(fā)熱量比重均有上升，但入、出流熱量比重有所下降。

圖16 三峽工程試蓄水期11月份三峽庫區(qū)水體不同熱量來源比重Fig．16 Proportion of each water heat source in Three Gorges Reservoir in November in its trial operation period

3．3 三峽工程正常運行期

三峽工程正常運行期的水流水溫模擬亦以2005年的氣象、水文等資料為輸入條件，寸灘水文站斷面入流為上邊界條件，三峽壩址水位（參照三峽水庫正常調(diào)度曲線［4］）為下邊界條件，暫不考慮水溫分層效應(yīng)。模型計算獲得的三峽壩址斷面平均水溫過程見圖17。由圖17可見，隨著正常運行期水庫蓄水水位的抬高，庫區(qū)蓄水量增加，水庫在春季的“滯溫”效應(yīng)和冬季的“滯冷”效應(yīng)較為顯著。1月份，正常運行期壩址水溫與天然河道壩址水溫和試蓄水期壩址水溫基本相同；2—5月，正常運行壩址水溫總體處于低溫狀態(tài)，較天然情況和試蓄水期進一步滯后；5—9月，水庫壩址水溫表現(xiàn)出河道特性，基本與天然情況和試蓄水期相同；10月以后，正常運行期壩址水溫因蓄量大而下降緩慢，水溫變化過程線始終處于較高水溫狀態(tài)，水庫“滯溫”效應(yīng)顯著。

圖17 三峽工程正常運行期、度蓄水期及工程建成前壩址水溫變化過程線Fig．17 Daily water temperature variation at Three Gorges dam site in its formal operation period，trial operation period，and before its construction

從全年看，三峽水庫正常運行期水體熱交換各熱量來源比重見圖18。其中，輻射凈熱量占53．98%，蒸發(fā)熱、熱傳導(dǎo)、入流和出流分別占33．57%，6．12%，3．02%和3．31%。與三峽工程試蓄水期相比，三峽水庫凈輻射熱量比重基本相當(dāng)；蒸發(fā)熱量比重稍有上升；熱傳導(dǎo)作用進一步增強；入流熱量和出流熱量比重稍有減少。

圖18 三峽工程正常運行期全年三峽庫區(qū)水體不同熱量來源比重Fig．18 Yearly proportion of each water heat source in Three Gorges Reservoir in its formal operation period

三峽水庫正常運行期11月份庫區(qū)水體各熱量來源所占比重見圖19。其中，輻射凈熱量占16．12%，蒸發(fā)熱占17．31%，熱傳導(dǎo)占59．38%，入流和出流分別占3．23%和3．95%。與天然河道和試運蓄水期相比，熱傳導(dǎo)在此階段占59．38%，仍對水溫降低起主導(dǎo)作用。但因蓄水體積比天然河道和試蓄水期大，庫區(qū)水體水溫降低緩慢，使得熱傳導(dǎo)作用減弱，說明氣溫對水溫的影響力減弱；蒸發(fā)熱和凈輻射量因庫區(qū)水面增大，熱量比重有顯著提高；寸灘入流熱量與三峽泄流熱量所占比重因熱交換總量增大而相對降低。

圖19 三峽工程正常運行期11月份三峽庫區(qū)各熱量來源所占比重Fig．19 Proportion of each water heat source in Three Gorges Reservoir in November in its formal operation period

4 主要結(jié)論

本文以2005年水文氣象條件為背景，分別對三峽工程不同運行時期葛洲壩壩下江段水溫變化主要影響因素及其貢獻進行初步研究和分析，主要結(jié)論如下：

（1）從熱量收支平衡上看，三峽水庫水體水面與大氣的熱量交換決定了庫區(qū)水體熱量收支的總體趨勢和壩址水溫的總體變化，并對葛洲壩壩下江段水溫變化起控制性作用，寸灘來流、三峽大壩泄流、葛洲壩電站運行等其他因素相對影響較小。

（2）三峽工程建成前，全年輻射凈熱量對水體的貢獻最大，蒸發(fā)熱次之，寸灘入流熱量和三峽泄流熱量以及熱傳導(dǎo)比重相對較小。在11月份，熱傳導(dǎo)熱量對水溫變化起主導(dǎo)作用，寸灘入流熱量和三峽壩址斷面出流熱量影響次之，蒸發(fā)熱與凈輻射量貢獻最小。

（3）與三峽工程建成前相比，三峽工程試蓄水期，全年輻射凈熱量和蒸發(fā)熱量比重均稍有下降；熱傳導(dǎo)作用顯著增強，并略高于三峽壩址泄熱量和寸灘入流熱量。在11月份，凈輻射熱量和蒸發(fā)熱量比重均有上升；熱傳導(dǎo)占據(jù)明顯優(yōu)勢，對庫水溫起控制性作用；入出流熱量比重有所下降。

（4）與三峽工程試蓄水期相比，三峽水庫進入正常運行期，三峽水庫凈輻射熱量比重基本相當(dāng)；蒸發(fā)熱量比重稍有上升；熱傳導(dǎo)作用進一步增強；入流熱量和出流熱量比重稍有減少。11月份，熱傳導(dǎo)熱量比重減?。徽舭l(fā)和凈輻射熱量比重顯著增強；入、出流熱量比重減少。

［1］ 余文公，夏自強，蔡玉鵬，等．三峽水庫蓄水前后下泄水溫變化及其影響研究［J］．人民長江，2007，38（1）：20－23．（YU Wen gong，XIA Zi qiang，YU CAIYu peng，et al．Research on Water Temperature Variation of TGPRes ervoir before and after Impoundmentand Its Influence［J］．Yangtze River，2007，38（1）：20－23．（in Chinese））

［2］ 余文公，夏自強，于國榮，等．三峽水庫水溫變化及其對中華鱘繁殖的影響［J］．河海大學(xué)學(xué)報，2007，35（1）：92－95．（YUWen gong，XIA Zi qiang，YU Guo rong，et al．Water Temperature Variation in Three Gorges Reser voir and Its Influences on Procreation of Chinese Sturgeons［J］．Journal of Hohai University，2007，35（1）：92－95．（in Chinese））

［3］ 郭文獻，王鴻翔，夏自強，等．三峽—葛洲壩梯級水庫水溫影響研究［J］．水力發(fā)電學(xué)報，2009，28（6）：182－187．（GUOWen xian，WANG Hong xiang，XIA Zi qiang，et al．Effects of Three Gorges and Gezhouba Reservoirs on RiverWater Temperature Regimes［J］．Journal of Hydroe lectric Engineering，2009，28（6）：182－187．（in Chi nese））

［4］ 任華堂．大型水庫水溫特性三維數(shù)值模擬研究［D］．北京：清華大學(xué)，2006．（REN Hua tang．Study on Tempera ture Characteristics in Large Reservoir by 3－D Numerical Simulation［D］．Beijing：Tsinghua University，2006．（in Chinese））

［5］ 褚君達．河網(wǎng)對流輸移問題的求解及應(yīng)用［J］．水利學(xué)報，1994，（10）：14－23．（CHU Jun da．Solution and Ap plication of Convection Transport Problem for River Net work［J］．Journal of Hydraulic Engineering，1994，（10）：14－23．（in Chinese））

［6］ 曹廣晶，惠二青，胡興娥．三峽水庫蓄水以來近壩區(qū)水溫垂向結(jié)構(gòu)分析［J］．水利學(xué)報，2012，28（6）：1254－1259．（CAO Guang jing，HUIEr qing，HU Xing e．Anal ysis of the Vertical Structure of Water Temperature in the Vicinity Area of Three Gorges Dam since the Three Gorges Reservoir Impounds［J］．Journal of Hydraulic Engineer ing，2012，28（6）：1254－1259．（in Chinese） ）

（編輯：姜小蘭）

Influencing Factors of W ater Tem perature Variation near Downstream Gezhouba Dam in the Yangtze River

XING Ling hang，LIU Meng kai，HUANG Guo bing
（Hydraulics Department，Yangtze River Scientific Research Institute，Wuhan 430010，China）

Researches on the influencing factors of water temperature variation near downstream Gezhouba dam would be conducive to understand the nature ofwater temperature variation，and is of great significance for the pro tection of Chinese sturgeon spawning grounds．In the present research，one dimensionalmathematicalmodel ofwa ter flow and temperature together with the overall heat budget balance is adopted to preliminarily research this is sue．Results reveal that thewater temperature near downstream Gezhouba dam ismainly affected by the water tem perature in the Three Gorges Reservoir；while other factors such as the inflow heat from Cuntan，the outflow heat from Three Gorges Dam and the operationmode of Gezhouba hydropower station have relatively less impacts．To be specific，net radiation heatand vaporization heat dominated the yearly variation ofwater temperature in the reservoir both before and after the operation of TGP，but the contribution of air water heat conduction increased remarkably after the TGP operation．In November，particularly，heat conduction was themain influencing factor before and af ter TGP，but after the operation of TGPwith the raising of impoundment level，the proportion of radiation heat and vaporization heat increased obviously，whereas heat conduction，inflow heat from Cuntan，and outflow heat from Three Gorges Dam gradually weakened．The operation of TGP have impacts on the contribution of each factor，hence affecting the water temperature in downstream Gezhouba dam．

Three Gorges Project；one dimensionalmodel of water flow and temperature；water temperature varia tion

TV13

A

1001－5485（2013）08－0090－07

10．3969／j．issn．1001－5485．2013．08．020

2013，30（08）：90－96，101

2013－05－07；

2013－07－03

國家自然科學(xué)基金資助項目（11202037）；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項（長科院編號CKSF2013024／SL，CKSF2013028／SL，CKSF2011013／SL，CKSF2012026SL）

邢領(lǐng)航（1977－），男，江蘇鹽城人，高級工程師，博士，研究方向為環(huán)境工程，（電話）13545109714（電子信箱）xinglh＠m(xù)ail．crsri．cn。