Page 31 - 2023年第54卷第7期

图 ６ ２０２０年燕子峪和坝前断面垂向 ＤＯ年内变化

由图 ５和图 ６结果可见，水库在 ５月水温开始分层，但 ＤＯ并无显著分层，随着分层结构越来越
显著，温跃层变厚，底层 ＤＯ逐渐变小，水库燕子峪水域温跃层下缘的上方 ＤＯ略低，坝前不明显。
至 １１月 ７日表层与底层的垂向水温基本一致，水库的密度分层已基本打破，但垂向的 ＤＯ和底层的
ＤＯ存在差距。该结果与文献［２２］中千岛湖 ２月垂向水温和 ＤＯ监测形态相似，即当垂向分层被打破
后，表层与底层的 ＤＯ均匀混合状态滞后于温度或密度混合。

３ 分析与讨论

３．１ 年内表层与底层水温及 ＤＯ变化 为了解水库表层及底层的水温及 ＤＯ的年内变化，以及变化的
特性，通过模拟分别做出 ２０１８年及 ２０２０年水库坝前水面及底部的水温与 ＤＯ的变化过程，见图 ７，图
中 “ Ｓｕｒ” 表示水面，“Ｂｏｔ” 表示库底。潘家口水库显示出双循环水库特性，垂向水温在气温最冷的 ２
月及春夏季均出现温度分层。当水温分层，表层与底层的 ＤＯ也开始发生变化，水库的上层，大气对
水体的复氧条件好，ＤＯ浓度较高，受气温影响，冬季高于夏季，底层 ＤＯ主要受水库底泥耗氧影响，
水温分层后，ＤＯ浓度逐渐下降，当水体垂向均匀混合，底部 ＤＯ迅速上升，翻库使得水库底部溶氧水
平基本恢复。

图 ７ ２０１８年及 ２０２０年坝前水面及底部水温和 ＤＯ变化过程

坝前表层 ＤＯ受大气复氧及藻类的光合作用，维持在较高水平，冬季低水温有较高的 ＤＯ浓度，
夏季 ＤＯ略低。底部水体冬季 ＤＯ在垂向上均匀混合，当水体开始分层，底层水体与表层的对流扩散
减弱，滞温层水体内还原物质的不断耗氧，底层逐渐低于表层，在夏季分层时间长，底层 ＤＯ逐渐耗
尽，２０１８年及 ２０２０年底层 ＤＯ浓度低于 ２ｍｇ?Ｌ的天数分别达到 ６６ｄ和 ４０ｄ。
受水库的运行调度、气象条件的影响，水库的水温和 ＤＯ过程不同。２０１８年相比 ２０２０年有更高
的运行水位，底层水温维持在较低水平，越高的水位导致翻库日期推后，２０１８年的表层 ＤＯ的变化小
于 ２０２０年的变化。２０２０年监测及模拟结果均显示出表层水体的低 ＤＯ浓度现象，而 ２０１８年却不太
明显。
水库翻库时段低水位运行，沉积水平较高的水库可能产生较为剧烈的水质污染现象，带来水生态
负面影响。在南方的某水库我们也观测到翻库的日期通常比北方滞后，监测氮磷营养盐不高的情况
下，当翻库时，水库运行水位过低，在早春季节引发水华。但对某些大型深水水库，在气候变暖背景
下，过高的运行水位也可能导致翻库作用减弱，底部复氧的不充分，同样引发生态环境问题。

— ７ ８ ９ —