抽水蓄能電站水庫水體富營養(yǎng)化特征及其評(píng)價(jià).pdf

1、抽水蓄能電站水庫蓄水運(yùn)行以后，構(gòu)成其上、下水庫的自然湖庫水位抬升，自然流態(tài)的水體流速減緩，但頻繁的水體交換打破了水庫內(nèi)水體的穩(wěn)定狀態(tài)，水生態(tài)環(huán)境與常規(guī)湖庫有明顯差異。為了構(gòu)建適用于抽水蓄能電站水庫的水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法，本文通過對(duì)不同抽水蓄能電站水庫進(jìn)行水生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測，研究了各抽水蓄能電站水庫理化因子及浮游植物時(shí)空分布規(guī)律，總結(jié)了抽水蓄能電站水庫與常規(guī)湖庫的差異，并分析了常規(guī)水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)抽水蓄能電站水庫的缺陷，最終建立了適

2、用于抽水蓄能電站水庫的富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法。通過研究，主要取得了如下結(jié)論：
　?。?）不同抽水蓄能電站水庫水環(huán)境因子時(shí)空變化規(guī)律
　　抽水蓄能電站水庫物理指標(biāo)垂向無明顯分層，水體垂向摻混均勻；水溫主要受氣溫及水體摻混影響，溶解氧在水體不斷上下輸移的過程中濃度較大，復(fù)氧能力較強(qiáng)。各抽水蓄能電站水庫氮磷含量較高，總氮平均濃度為1.86mg/L，總磷平均濃度為0.03mg/L，其他各營養(yǎng)物質(zhì)同樣充足，水體內(nèi)具有供浮游植物生長的豐富的物

3、質(zhì)條件。各抽水蓄能電站水庫Chl.a平均在6.91μg/L，部分抽水蓄能電站水庫Chl.a濃度已達(dá)到10.84~19.77μg/L，對(duì)應(yīng)的浮游植物生物量最高已達(dá)到728×104cell/L。以浮游植物生物量作為表征富營養(yǎng)化指標(biāo)的前提下，目前抽水蓄能電站水庫水體趨于富營養(yǎng)化狀態(tài)，部分水庫已經(jīng)出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。
　?。?）抽水蓄能電站水庫特征及其與常規(guī)河湖的差異
　　抽水蓄能電站水庫與常規(guī)湖庫差異分為形態(tài)差異與水動(dòng)力差異。從形態(tài)

4、上看抽水蓄能電站水庫是常規(guī)形態(tài)的水庫或湖泊的自由組合體，即上、下水庫均為常規(guī)水庫，或上、下均為湖泊，亦或者上（下）水庫是湖泊，下（上）水庫是常規(guī)水庫。水文水資源主要受抽、蓄水的影響，但同時(shí)也受組成其上、下水庫的常規(guī)湖庫形式影響。從水動(dòng)力上看抽水蓄能電站水庫相比常規(guī)庫容較小，水深較大，日水體交換大，水位變幅可以達(dá)到十幾米以上，水體更新快。而常規(guī)湖庫庫容、水深大小不一，日水位變幅小，水體更新慢。同時(shí)抽水蓄能電站水庫水體混合均勻，抽蓄水時(shí)水體

5、流速可達(dá)0.6~0.8m/s，常規(guī)河道型水庫流速僅為在0.2m/s左右，湖泊平均流速更是僅在0.03m/s~0.1m/s之間。
　?。?）常規(guī)水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法在抽水蓄能電站水庫的適用性
　　不同常規(guī)湖庫富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)法除本身存在各種缺陷，在抽水蓄能電站水庫的應(yīng)用中主要存在兩個(gè)缺陷；
　?、俪Ｒ?guī)富營養(yǎng)評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)指數(shù)越高的抽水蓄能電站水庫其浮游植物生物量卻越小，其中桐柏抽水蓄能電站水庫富營養(yǎng)指數(shù)平均為51.34大于泰安

6、的46.83；而泰安抽水蓄能電站水體實(shí)際藻類平均生物量是桐柏抽水蓄能電站的4.5倍，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際富營養(yǎng)狀態(tài)不完全相符。
　　②不同形式的抽水蓄能電站水體類型不同，富營養(yǎng)化敏感性亦不同，應(yīng)采用不同評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)；自然入流流量對(duì)抽水蓄能電站水庫水體影響微乎其微，其水體更新主要依靠抽、泄的作用。常規(guī)富營養(yǎng)劃分方法無法較好的將抽水蓄能電站水庫進(jìn)行敏感分區(qū)，需要建立適用于抽水蓄能電站水庫的分區(qū)方法。抽水蓄能電站水庫營養(yǎng)充足，營養(yǎng)物質(zhì)已不

7、再是限制抽水蓄能電站水庫富營養(yǎng)狀態(tài)的最重要因子。水體交換量直接影響了抽水蓄能電站水庫的水質(zhì)狀態(tài)，頻繁水體交換直接限制了浮游植物的生長，抑制了水體富營養(yǎng)狀態(tài)。常規(guī)富營養(yǎng)評(píng)價(jià)方法未考慮這一主要影響因素。
　?。?）抽水蓄能電站水庫的水體富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法構(gòu)建及評(píng)價(jià)
　　采用水體交換率（上、下水庫水體交換量換算的交換系數(shù)）為主要指標(biāo)，結(jié)合水庫水體滯留率（滯留時(shí)間）與緩流率來建立抽水蓄能電站水庫敏感分區(qū)體系。選取葉綠素a為基準(zhǔn)指標(biāo)，結(jié)

8、合總磷、總氮、透明度和化學(xué)需氧量（COD）作為富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用層次分析法計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，最終將各指標(biāo)加權(quán)求和計(jì)算出抽水蓄能電站水庫水體富營養(yǎng)化指數(shù)。將此富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法稱之為：抽水蓄能電站水庫營養(yǎng)狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)法（Total Index of Nutrition State of Pumped Storage Power Station，簡稱TPI）。
　　采用抽水蓄能電站水庫營養(yǎng)狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)抽水蓄能電站水庫進(jìn)行富營養(yǎng)評(píng)價(jià)

9、，評(píng)價(jià)結(jié)果表明：天荒坪與仙游抽水蓄能電站水庫富營養(yǎng)狀態(tài)最低，其中仙游為貧營養(yǎng)，評(píng)價(jià)指數(shù)在17~23之間。天荒坪為中營養(yǎng)狀態(tài)，評(píng)價(jià)指數(shù)在33~40之間。桐柏水庫富營養(yǎng)評(píng)價(jià)指數(shù)在33~55之間，處于中營養(yǎng)至輕富營養(yǎng)狀態(tài)；泰安下水庫各斷面評(píng)價(jià)指數(shù)均超過50，均已到達(dá)輕富營養(yǎng)狀態(tài)，且部分?jǐn)嗝嬲谙蛑懈粻I養(yǎng)狀態(tài)發(fā)展。
　　抽水蓄能電站富營養(yǎng)綜合評(píng)價(jià)法（TPI）在抽水蓄能電站與常規(guī)湖庫中具均有良好的適用性，較好的解決常規(guī)富營養(yǎng)評(píng)價(jià)方法的兩個(gè)缺