Page 94 - 2021年第52卷第10期

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（3）当大流量调度过程达到日均 115.7 m /s 时，调度过程持续 15 ~ 30 d，不论在何种情景下均可以
使大黑汀水库缺氧区基本得到完全抑制和消除；当大流量调度过程达到日均 96.5 m /s，且调度过程
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持续 15～30 d 时，可以使大黑汀水库大部分缺氧区得到抑制或消除，同样可达到较好的缺氧区抑
制效果。
（4）对比各种情景可以看出，大流量调度过程产生的时机十分重要，同样是达到 70%以上和 90%
以上的抑制效果（情景 2、情景 3），由于情景 3 的调度作用于水库缺氧区发展最为迅速和稳定的关键
期，即使比情景 2 减少约 15 d 的调度期，依然可以达到与情景 2 基本相同的效果。情景 1 固然达到的
效果最为理想，但也会产生较情景 3 多一倍的下泄水量，因此对于水资源相对紧张的北方地区水库而
言，并非最优方案。综合来看，情景 3 综合考虑了库区抑制缺氧区的需要和水库水资源条件的限制，
是相对较优的调度方案。
综合上述分析结果，提出分级的大黑汀水库缺氧区抑制阈值条件（表 6）。即将水库缺氧区抑制的
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阈值条件分为良好及完善两级，当大规模调度过程日均流量达到 96.5 m /s、总调度时长在 15～30 d 时
为大黑汀水库缺氧区抑制的良好阈值，此时水库约 70%～90%的缺氧区将有望得到抑制，库区大部分
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区域水体的溶解氧状况将得到改善；当大规模调度过程日均流量达到 115.7 m /s、总调度时长在 15～30 d
时为大黑汀水库缺氧区抑制的完善阈值，此时水库约 90% ~ 100%的缺氧区将得到抑制，库区将基本
消除水体缺氧现象。

表 6 大黑汀水库缺氧区抑制调度分级阈值

阈值分级 调度推荐时段 日均流量/（m /s） 持续时间/d 缺氧区抑制预期效果
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良好 96.5 15~30 抑制 70%~90%
7月中旬至8月下旬
完善 115.7 15~30 抑制 90%~100%
根据对大黑汀水库自 2010 至 2018 年的汛期（7 月至 8 月）实际下泄流量分析，近 10 年水库 7、8 两
月的下泄总径流量均值为 4.30 亿 m ，即使排除 2018 年下泄水量 （2018 年为丰水年，汛期两月下泄水
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量达 13.3 亿 m），多年均值也达到了 2.85 亿 m 。而本文推荐的调度过程总水量范围在 1.3 亿 ~ 3.0 亿 m 之
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间。水库正常的调度水量基本可满足抑制缺氧区的调度需求，水库可在保障防洪安全和供水需求的
基础上，在每年汛期通过适当的调度手段，抑制水体缺氧现象的发生，保障水库供水水质安全。

4 结论

（1）大黑汀水库在库区热分层、底质污染及气象条件等的共同作用下，在年内出现了较为严重的
缺氧现象。水库的缺氧区持续时间接近半年，基本持续了热分层的全部过程时段。同时水库出现缺
氧的规模较大，在年内的 8 月份，大黑汀全库约有 2/3 的区域出现了缺氧现象。作为引滦入津的源头
水库，如此大规模的缺氧区分布将会对供水水质造成极大的安全隐患。
（2）水库在调度期间的水动力学条件变化对于库区溶解氧分层结构及缺氧区的影响十分显著，大
流量调度过程会对水库坝前溶解氧结构产生较为明显的影响，可对水库坝前缺氧区产生明显抑制效
果，同时还能够使水库缺氧区的分布面积及延伸长度明显降低。
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（3）当水库大规模调度过程日均流量达到 96.5 m /s、总调度时长在 15～30 d 时为大黑汀水库缺氧
区抑制的良好阈值，此时水库约 70%～90%的缺氧区将有望得到抑制；当大规模调度过程日均流量达
到 115.7 m /s、总调度时长在 15～30 d 时为大黑汀水库缺氧区抑制的完善阈值，此时水库约 90%～
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100%的缺氧区将得到抑制，库区将基本消除水体缺氧现象。
（4）本文主要是根据大流量过程对水库缺氧的影响机理，通过数学模型手段，对抑制大黑汀水库
缺氧区的流量条件及流量持续时间条件进行定量化的探讨和分析，以期在考虑水库水资源量限制条
件的基础上，提出能够满足库区缺氧现象控制的最佳调度阈值条件。这种分析主要是希望得出抑制
水库缺氧区的最低限值条件，而要将这种阈值条件转化为水库实际可操作的调度条件，还需要对水

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