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取水流量、水位、汉库入库热量占据了主导地位，三者共同驱动了渠首冬季取水温度的变化。第二主
成分 PC 中气温对该方向的正向贡献较大。综上，陶岔渠首冬季取水温度是取水流量、水位、入库热
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量和气温等热力、水力因素综合调控的结果，冬季各要素对陶岔渠首取水温度贡献次序为渠首取水流
量>水位>汉库入库热量>气温>丹库入库热量。
4.2 丹江口水库冬季热量输移及对中线干渠的输热潜力 从地理位置上选取丹江口水库大桥作为分界
线，将水库分为汉库至坝前、丹库至渠首两个部分，如图 1 与图 14 所示。汉库至坝前区域的热量变化
主要源于入库补给、大坝泄水释放、对丹库的补充与抽取及水气热交换。水库出库流量大多数时间维
持在 800 ~ 1000 m /s，目前主要包含大坝出库、陶岔渠首取水和清泉沟渠取水。其中清泉沟渠取水流
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量维持在 50 m /s 左右，陶岔渠首冬季取水流量基本在 150 ~ 300 m /s 之间，其余出库流量由大坝出水
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口向汉江下游泄放。

图 14 丹江口水库 12 月冬季热量分布、输移示意及对应工况下的取水温度提升幅度

本研究借助 EFDC 三维水动力水温模型进行水库冬季不同运行水位及陶岔取水流量情况下的初步
模拟，从流量入库至出库的视角，梳理出冬季水库的热量输移轨迹。图 14 为不同情景下 12 月的温度
场与流场分布，结果表明，除水气热交换直接作用于全库区表层水体外，入库水体带来的热量自库尾向
出水口输运，但水库拥有多个不同位置的出水口，将造成不同区域间热量的相互补给。如图 14（a）黑
色方框中所示，冬季丹库的入库流量通常不能满足陶岔渠首的取水流量，此时当丹库水位变动带来的
库容差不足以满足陶岔渠首取水流量时，坝前水体将向丹库倒灌，热量也随即发生输移。热量输移轨
迹解释了主成分分析中渠首取水流量、汉库入库热量对渠首取水温度有较大贡献的原因。
汉库至坝前受电站取水口较低、下泄流量较大影响，垂向掺混较大，水体在高温期势必储备了
更多的热量，同时进入冬季后汉库的入库水温明显高于丹库（参见 3.2.1 节），水库温度分布在空间上
存在较大的差异，汉库至坝前的水温高于丹库至渠首前，模型模拟结果与先前研究者利用遥感解译
获得的相关研究成果 ［16］ 均印证了温度的空间差异。现阶段，水库的平均运行水位尚低于正常蓄水
位，渠首冬季取水流量远低于设计流量，水库的蓄热能力及温度空间差异未被充分利用，水库对中
线干渠的输热潜力尚未完全挖掘。在确保水库、中线工程安全运行的前提下，可实现以“热”为
目标的水库调度：①保持高水位运行，缓解水库冬季受水气热交换影响产生的失热（图 14（c）中坝前
至渠首区域的温度显然高于图 14（a）；图 14（d）中取水最大温度提升为 12 月的 0.8 ℃）；②加大陶岔

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