大規(guī)模的水電建設(shè)工程是當(dāng)前世界河流普遍面臨的形勢(shì)。而蓄水河流在物理、化學(xué)及生物等多層次上明顯區(qū)別于天然河流,顯著改變了河流的水文特征、物質(zhì)轉(zhuǎn)化與輸送通量,對(duì)所屬流域帶來(lái)了一系列負(fù)面環(huán)境影響,如河流連續(xù)體破壞、水體質(zhì)量下降等,這使得梯級(jí)水電開發(fā)備受爭(zhēng)議,那么如何解決流域梯級(jí)水電開發(fā)與河流水環(huán)境之間的矛盾就成為當(dāng)前流域綜合治理過程中迫切需要解決的問題。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)流域梯級(jí)水電開發(fā)的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)研究較多,但主要集中在大江大河上,卻對(duì)內(nèi)陸河流、尤其是不同尺度(流域/河段)上的研究相對(duì)較少。因此,本文以黑河流域梯級(jí)電站建設(shè)為研究對(duì)象,圍繞水溫、水質(zhì)、徑流量、泥沙輸移對(duì)梯級(jí)水電開發(fā)的響應(yīng)展開研究,側(cè)重于從個(gè)體到系統(tǒng)層次,在大、中尺度(河段/庫(kù)區(qū))上闡述梯級(jí)小水電開發(fā)的水環(huán)境影響機(jī)制。主要研究結(jié)果如下:(1)梯級(jí)電站運(yùn)行后對(duì)河流的天然狀態(tài)改變較大。其中徑流序列呈顯著增加趨勢(shì),而輸沙序列呈明顯減小趨勢(shì),兩者突變年份分別為2004年和2001年,表明相較于徑流序列的變化情況,河流輸沙對(duì)大壩建設(shè)更具敏感性,主要原因可能是徑流量的變化受降水影響程度較大。在年內(nèi)由于大壩的蓄水滯洪作用和攔截作用,河流汛期延長(zhǎng)1個(gè)月左右的時(shí)間,枯水期河道水位也有所抬升;同時(shí)壩下河段含沙量大大降低,最大降幅達(dá)到763800 t/月,這說明河流筑壩改變了徑流的集中分配程度,并制約了輸沙能力。(2)水庫(kù)蓄水后水溫結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分層化現(xiàn)象。根據(jù)對(duì)梯級(jí)電站中寶瓶和龍首一級(jí)兩座高壩水庫(kù)水溫實(shí)測(cè)結(jié)果分析,發(fā)現(xiàn)空間上龍頭水庫(kù)水溫變化梯度要大于末級(jí)水庫(kù)。并且兩庫(kù)水溫均有結(jié)構(gòu)化分層現(xiàn)象,但隨著庫(kù)區(qū)水深的增加,水溫下降越緩慢,在15 m之后每下降10 m水溫僅減小0.1~0.2℃。(3)空間分布上河流水質(zhì)以庫(kù)區(qū)(B組)最優(yōu),庫(kù)區(qū)上游(A組)次之,庫(kù)區(qū)下游(C組)最差,表明電站建設(shè)阻礙了河流污染物由上游到下游的遷移進(jìn)程,導(dǎo)致上游污染物被沉淀于庫(kù)底,降低了下泄水體中污染物的本底值,因此改善了壩下河段的水質(zhì)狀況;而庫(kù)區(qū)下游的自然河段,河流污染物有沿程累積現(xiàn)象。并且不同河段上影響水質(zhì)變化的主導(dǎo)因子是不同的,其中TP、NH_3-N和COD_(Mn)是影響A組水質(zhì)變化的主要指標(biāo),EC、TDS、鹽度、TN和NO_2-N對(duì)C組水質(zhì)影響較大。(4)根據(jù)對(duì)一個(gè)完整水文年的水質(zhì)監(jiān)測(cè)表明,黑河水質(zhì)狀況總體較好,綜合水質(zhì)類別以Ⅱ類和Ⅲ類為主,但具有一定的時(shí)空分異性。其污染程度在時(shí)間上表現(xiàn)為枯水期平水期豐水期,主要原因是不同季節(jié)水庫(kù)水量補(bǔ)給和換水頻度存在差異,河流污染物的蓄積程度也有所不同。空間上A組中主要污染源來(lái)自于有機(jī)物,其次是營(yíng)養(yǎng)鹽;B組主要是有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽的蓄積污染,而自然因素的影響相對(duì)微弱;C組貢獻(xiàn)率最高的是生物化學(xué)污染,其次非點(diǎn)源營(yíng)養(yǎng)鹽污染。從長(zhǎng)時(shí)間序列來(lái)看,在大壩的多級(jí)攔截作用下,河流污染物逐年累積于庫(kù)底,這使得庫(kù)區(qū)水質(zhì)有再生污染的隱患,需引起有關(guān)部門注意。
【學(xué)位單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TV72;X820.3
【部分圖文】：

黑河梯級(jí)水電開發(fā)的水環(huán)境影響研究第 2 章 研究區(qū)概況及研究方案河流域概況理位置是我國(guó)西北地區(qū)第二大內(nèi)陸河，流域范圍介于 96o42'～102o04'E之間。黑河發(fā)源于青海祁連山脈，流經(jīng)甘肅最終注入內(nèi)蒙古的居 821 km，穿越了祁連山地、走廊平原和阿拉善高原 3 種不同的文選擇研究黑河上中游地區(qū)，總面積 9.89 萬(wàn) km2[58]。上游主溝河兩條支流匯合后形成的部分干流組成，該區(qū)域包括祁連縣；中游地區(qū)（鶯落峽~正義峽）屬于甘肅張掖的各級(jí)市縣[59]。

到下依次為寶瓶河、三道灣、二龍山、大孤山、小孤山、龍首二級(jí)、龍首一級(jí)。此，該河段水能資源已基本開發(fā)完畢。表 2.4 黑河上游各電站資料統(tǒng)計(jì)電站正常蓄水位(m)設(shè)計(jì)水頭(m)保證出力(MW)出力系數(shù)總庫(kù)容(萬(wàn) m3)裝機(jī)容量(MW)年發(fā)電量(億 KW·h)開發(fā)任務(wù)盤子 2682 ― ― ― ― 16 0.71 發(fā)電板筋 ― ― ― ― ― 2 0.07 發(fā)電藏寺 2624 81.10 6.20 8.2 36700 49 1.43 調(diào)蓄、發(fā)電瓶河 2521 143.66 14.00 8.1 1855 112 3.95 發(fā)電、調(diào)蓄道灣 2370 143.81 13.94 8.1 456 112 4.00 發(fā)電龍山 2210 63.60 6.03 8.0 ― 50.5 1.73 發(fā)電孤山 2144 76.25 8.60 8.0 29 65 2.01 發(fā)電孤山 2060 122.05 14.09 9.1 140 102 3.80 發(fā)電首二級(jí) 1920 154.58 17.70 8.0 8620 157 5.28 發(fā)電首一級(jí) 1748 56.50 6.844 8.0 1320 52 1.84 發(fā)電

同程度的影響，包括河道形態(tài)的改變，河流連續(xù)體的中斷，以及生態(tài)結(jié)構(gòu)破碎等問題。例如，水庫(kù)興建會(huì)影響天然河道的水力特性和熱能分布規(guī)律，使原有道的水溫結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進(jìn)而對(duì)水質(zhì)的時(shí)空分布特征產(chǎn)生影響[68,69]。因此，有要對(duì)河流水文情勢(shì)的變化情況進(jìn)行了解，掌握其變化趨勢(shì)、特點(diǎn)及規(guī)律等。本將通過對(duì)水電開發(fā)河段控制性水文站的長(zhǎng)序列資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并結(jié)合實(shí)地測(cè)，說明在水電梯級(jí)開發(fā)情景下徑流、輸沙的演變規(guī)律以及水庫(kù)蓄水對(duì)水溫結(jié)的影響機(jī)制，從而為黑河流域水環(huán)境管理和保護(hù)提供依據(jù)。3.1 研究站點(diǎn)的選取黑河干流上分布有多個(gè)水文監(jiān)測(cè)站，如札馬什克、祁連、鶯落峽等。其中落峽站位于黑河上游與中游的銜接處，控制了上游 74.8%的流域面積，約占黑流域總面積的 41%。是距黑河水電梯級(jí)開發(fā)區(qū)最近的控制性水文站。鶯落峽站的地理位置決定了其監(jiān)測(cè)資料能夠充分反映黑河水電開發(fā)對(duì)水文情勢(shì)的影響情況因此，本文選取鶯落峽水文監(jiān)測(cè)站作為本次研究的重點(diǎn)，并收集了 1955 年~20年月徑流量、輸沙數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)分析。
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