Page 28 - 2023年第54卷第7期

水动力数据分析也可得到相应时间 ［１５］ 。Ｂｌａｎｔｏｎ通过对多个水库的数据分析，对于某一水库，平均深
度似乎是影响翻转唯一重要的形态参数 ［１６］ 。Ｌｅｗｉｓ等 ［１７］ 认为纬度、海拔高程和深度并不是影响湖泊混
［１８］
合的唯一因素。Ｎｕｅｒｎｂｅｒｇ 提出夏季底部滞温层的平均水温对秋季翻转日期具有相关性，并建立简
单三变量模型公式预测湖库翻转日期，通过引入平均深度和经纬度对模型进行改进。水动力变化是翻
库的原始动力，但是系统全面的水动力监测并不常见 ［１９］ 。通过一维 ［５，１２，１９］ 、二维 ［２０］ 及三维 ［１９］ 模型研
究翻库动力及环境指标变化、驱动要素及时间节点等，逐渐成为主要方法。采用模型分析影响翻库的
主要因子及贡献占比，大致归结为气温持续引起的垂向对流、风驱动、入流扰动等，对微咸湖泊可能
蒸发作用占较大比重。中小型或弱分层湖库，上述外界的扰动即使不大也可能造成热稳定性丧失，翻
库成因似乎更复杂，成为大量文献研究对象。对于大型深水湖库，有更强的热分层稳定性，在分层将
结束的时段内受外界影响将导致提前或滞后，总体上翻库的规律性较强。
本文在北方大型深水双循环水库潘家口水库进行原位监测基础上，采用垂向二维 ＣＥ － ＱＵＡＬ － Ｗ２
模型，对水库年内的水动力、水温、水质、藻类、溶氧进行模拟，分析秋冬表层及底层水温及 ＤＯ翻
转在水库中的演进过程，通过不同年型模拟，认识水环境响应特征，分析翻库与水深及稳定性的相关
关系，揭示大型深水水库翻库规律。

２ 材料与方法

研究区域为潘家口水库，位于河北省北部（３９°１０′Ｎ—４２°４０′Ｎ，１１５°３０′Ｅ—１１８°４５′Ｅ），水库总体
上为狭长的河道形水库，水库北部有滦河和柳河汇入，中游瀑河支流汇入。２０００年以来，受养殖渔业
发展水库氮磷浓度不断升高。２０１６年后水库进行了养殖网箱的全面清理，２０１７年后水质有逐渐改善
的趋势，ＴＰ下降显著，基本满足Ⅲ—Ⅳ水标准，ＴＮ为Ⅳ—Ⅴ类水，库区为轻度富营养化状态。对水
库原位垂向监测和常规水质监测数据的收集分析，研究区域及监测断面位置见图 １（ａ）。

图 １ 研究区域、断面位置及模型计算网格

采用垂向二维开源代码的 ＣＥ － ＱＵＡＬ － Ｗ２模型，空间离散网格见图 １（ｂ）。模型入流分别有北部入
流和东部的瀑河入流。南部为水库大坝，由于建造时间较久远，没有分层取水措施，水库的发电取水
位置位于大坝底部。

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