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

1、抽水蓄能電站水庫(kù)蓄水運(yùn)行以后，構(gòu)成其上、下水庫(kù)的自然湖庫(kù)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(kù)內(nèi)水體的穩(wěn)定狀態(tài)，水生態(tài)環(huán)境與常規(guī)湖庫(kù)有明顯差異。為了構(gòu)建適用于抽水蓄能電站水庫(kù)的水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法，本文通過(guò)對(duì)不同抽水蓄能電站水庫(kù)進(jìn)行水生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)，研究了各抽水蓄能電站水庫(kù)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(kù)與常規(guī)湖庫(kù)的差異，并分析了常規(guī)水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)抽水蓄能電站水庫(kù)的缺陷，最終建立了適

2、用于抽水蓄能電站水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法。通過(guò)研究，主要取得了如下結(jié)論：
　　（1）不同抽水蓄能電站水庫(kù)水環(huán)境因子時(shí)空變化規(guī)律
　　抽水蓄能電站水庫(kù)物理指標(biāo)垂向無(wú)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(guò)程中濃度較大，復(fù)氧能力較強(qiáng)。各抽水蓄能電站水庫(kù)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)同樣充足，水體內(nèi)具有供浮游植物生長(zhǎng)的豐富的物

3、質(zhì)條件。各抽水蓄能電站水庫(kù)Chl.a平均在6.91μg/L，部分抽水蓄能電站水庫(kù)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(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)的前提下，目前抽水蓄能電站水庫(kù)水體趨于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，部分水庫(kù)已經(jīng)出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。
　　（2）抽水蓄能電站水庫(kù)特征及其與常規(guī)河湖的差異
　　抽水蓄能電站水庫(kù)與常規(guī)湖庫(kù)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(kù)是常規(guī)形態(tài)的水庫(kù)或湖泊的自由組合體，即上、下水庫(kù)均為常規(guī)水庫(kù)，或上、下均為湖泊，亦或者上（下）水庫(kù)是湖泊，下（上）水庫(kù)是常規(guī)水庫(kù)。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(kù)的常規(guī)湖庫(kù)形式影響。從水動(dòng)力上看抽水蓄能電站水庫(kù)相比常規(guī)庫(kù)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(kù)庫(kù)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(kù)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(kù)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(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法在抽水蓄能電站水庫(kù)的適用性
　　不同常規(guī)湖庫(kù)富營(yíng)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(kù)的應(yīng)用中主要存在兩個(gè)缺陷；
　?、俪Ｒ?guī)富營(yíng)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(kù)其浮游植物生物量卻越小，其中桐柏抽水蓄能電站水庫(kù)富營(yíng)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(yíng)養(yǎng)狀態(tài)不完全相符。
　?、诓煌问降某樗钅茈娬舅w類型不同，富營(yíng)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(kù)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(yíng)養(yǎng)劃分方法無(wú)法較好的將抽水蓄能電站水庫(kù)進(jìn)行敏感分區(qū)，需要建立適用于抽水蓄能電站水庫(kù)的分區(qū)方法。抽水蓄能電站水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)充足，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)已不

7、再是限制抽水蓄能電站水庫(kù)富營(yíng)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(kù)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(zhǎng)，抑制了水體富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)。常規(guī)富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)方法未考慮這一主要影響因素。
　　（4）抽水蓄能電站水庫(kù)的水體富營(yíng)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(kù)水體交換量換算的交換系數(shù)）為主要指標(biāo)，結(jié)合水庫(kù)水體滯留率（滯留時(shí)間）與緩流率來(lái)建立抽水蓄能電站水庫(kù)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(yíng)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(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)。將此富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法稱之為：抽水蓄能電站水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)法（Total Index of Nutrition State of Pumped Storage Power Station，簡(jiǎn)稱TPI）。
　　采用抽水蓄能電站水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)抽水蓄能電站水庫(kù)進(jìn)行富營(yíng)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(kù)富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)最低，其中仙游為貧營(yíng)養(yǎng)，評(píng)價(jià)指數(shù)在17~23之間。天荒坪為中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，評(píng)價(jià)指數(shù)在33~40之間。桐柏水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)指數(shù)在33~55之間，處于中營(yíng)養(yǎng)至輕富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)；泰安下水庫(kù)各斷面評(píng)價(jià)指數(shù)均超過(guò)50，均已到達(dá)輕富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，且部分?jǐn)嗝嬲谙蛑懈粻I(yíng)養(yǎng)狀態(tài)發(fā)展。
　　抽水蓄能電站富營(yíng)養(yǎng)綜合評(píng)價(jià)法（TPI）在抽水蓄能電站與常規(guī)湖庫(kù)中具均有良好的適用性，較好的解決常規(guī)富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)方法的兩個(gè)缺