黑河梯级水电开发的水环境影响研究

发布时间：2020-10-26 11:31

　　 大规模的水电建设工程是当前世界河流普遍面临的形势。而蓄水河流在物理、化学及生物等多层次上明显区别于天然河流,显著改变了河流的水文特征、物质转化与输送通量,对所属流域带来了一系列负面环境影响,如河流连续体破坏、水体质量下降等,这使得梯级水电开发备受争议,那么如何解决流域梯级水电开发与河流水环境之间的矛盾就成为当前流域综合治理过程中迫切需要解决的问题。目前国内外针对流域梯级水电开发的生态环境效应研究较多,但主要集中在大江大河上,却对内陆河流、尤其是不同尺度(流域/河段)上的研究相对较少。因此,本文以黑河流域梯级电站建设为研究对象,围绕水温、水质、径流量、泥沙输移对梯级水电开发的响应展开研究,侧重于从个体到系统层次,在大、中尺度(河段/库区)上阐述梯级小水电开发的水环境影响机制。主要研究结果如下:(1)梯级电站运行后对河流的天然状态改变较大。其中径流序列呈显著增加趋势,而输沙序列呈明显减小趋势,两者突变年份分别为2004年和2001年,表明相较于径流序列的变化情况,河流输沙对大坝建设更具敏感性,主要原因可能是径流量的变化受降水影响程度较大。在年内由于大坝的蓄水滞洪作用和拦截作用,河流汛期延长1个月左右的时间,枯水期河道水位也有所抬升;同时坝下河段含沙量大大降低,最大降幅达到763800 t/月,这说明河流筑坝改变了径流的集中分配程度,并制约了输沙能力。(2)水库蓄水后水温结构出现分层化现象。根据对梯级电站中宝瓶和龙首一级两座高坝水库水温实测结果分析,发现空间上龙头水库水温变化梯度要大于末级水库。并且两库水温均有结构化分层现象,但随着库区水深的增加,水温下降越缓慢,在15 m之后每下降10 m水温仅减小0.1~0.2℃。(3)空间分布上河流水质以库区(B组)最优,库区上游(A组)次之,库区下游(C组)最差,表明电站建设阻碍了河流污染物由上游到下游的迁移进程,导致上游污染物被沉淀于库底,降低了下泄水体中污染物的本底值,因此改善了坝下河段的水质状况;而库区下游的自然河段,河流污染物有沿程累积现象。并且不同河段上影响水质变化的主导因子是不同的,其中TP、NH_3-N和COD_(Mn)是影响A组水质变化的主要指标,EC、TDS、盐度、TN和NO_2-N对C组水质影响较大。(4)根据对一个完整水文年的水质监测表明,黑河水质状况总体较好,综合水质类别以Ⅱ类和Ⅲ类为主,但具有一定的时空分异性。其污染程度在时间上表现为枯水期平水期丰水期,主要原因是不同季节水库水量补给和换水频度存在差异,河流污染物的蓄积程度也有所不同。空间上A组中主要污染源来自于有机物,其次是营养盐;B组主要是有机物和营养盐的蓄积污染,而自然因素的影响相对微弱;C组贡献率最高的是生物化学污染,其次非点源营养盐污染。从长时间序列来看,在大坝的多级拦截作用下,河流污染物逐年累积于库底,这使得库区水质有再生污染的隐患,需引起有关部门注意。
【学位单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TV72;X820.3
【部分图文】：

黑河梯级水电开发的水环境影响研究第 2 章 研究区概况及研究方案河流域概况理位置是我国西北地区第二大内陆河，流域范围介于 96o42'～102o04'E之间。黑河发源于青海祁连山脉，流经甘肃最终注入内蒙古的居 821 km，穿越了祁连山地、走廊平原和阿拉善高原 3 种不同的文选择研究黑河上中游地区，总面积 9.89 万 km2[58]。上游主沟河两条支流汇合后形成的部分干流组成，该区域包括祁连县；中游地区（莺落峡~正义峡）属于甘肃张掖的各级市县[59]。

到下依次为宝瓶河、三道湾、二龙山、大孤山、小孤山、龙首二级、龙首一级。此，该河段水能资源已基本开发完毕。表 2.4 黑河上游各电站资料统计电站正常蓄水位(m)设计水头(m)保证出力(MW)出力系数总库容(万 m3)装机容量(MW)年发电量(亿 KW·h)开发任务盘子 2682 ― ― ― ― 16 0.71 发电板筋 ― ― ― ― ― 2 0.07 发电藏寺 2624 81.10 6.20 8.2 36700 49 1.43 调蓄、发电瓶河 2521 143.66 14.00 8.1 1855 112 3.95 发电、调蓄道湾 2370 143.81 13.94 8.1 456 112 4.00 发电龙山 2210 63.60 6.03 8.0 ― 50.5 1.73 发电孤山 2144 76.25 8.60 8.0 29 65 2.01 发电孤山 2060 122.05 14.09 9.1 140 102 3.80 发电首二级 1920 154.58 17.70 8.0 8620 157 5.28 发电首一级 1748 56.50 6.844 8.0 1320 52 1.84 发电

同程度的影响，包括河道形态的改变，河流连续体的中断，以及生态结构破碎等问题。例如，水库兴建会影响天然河道的水力特性和热能分布规律，使原有道的水温结构发生改变，进而对水质的时空分布特征产生影响[68,69]。因此，有要对河流水文情势的变化情况进行了解，掌握其变化趋势、特点及规律等。本将通过对水电开发河段控制性水文站的长序列资料进行统计分析，并结合实地测，说明在水电梯级开发情景下径流、输沙的演变规律以及水库蓄水对水温结的影响机制，从而为黑河流域水环境管理和保护提供依据。3.1 研究站点的选取黑河干流上分布有多个水文监测站，如札马什克、祁连、莺落峡等。其中落峡站位于黑河上游与中游的衔接处，控制了上游 74.8%的流域面积，约占黑流域总面积的 41%。是距黑河水电梯级开发区最近的控制性水文站。莺落峡站的地理位置决定了其监测资料能够充分反映黑河水电开发对水文情势的影响情况因此，本文选取莺落峡水文监测站作为本次研究的重点，并收集了 1955 年~20年月径流量、输沙数据进行后续分析。
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本文编号：2856943