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湖泊、水庫的環境水文特征

(1)湖泊、水庫的水文情勢概述。

內陸低洼地區蓄積著停止流動或慢流動而不與海洋直接聯系的天然水體稱為湖 泊。人類為了控制洪水或調節徑流，在河流上筑壩，攔蓄河水而形成的水體稱為水 庫，亦稱為人工湖泊。

湖泊與水庫均有深水型與淺水型之分；水面形態有寬闊型的，也有窄條型的。 對深水湖泊水庫而言，在一定條件下有可能出現溫度分層現象。在水庫里由于洪水 攜帶泥沙入庫等有可能造成異重流現象。

①湖泊、水庫蓄水量的變化。任一時刻湖泊、水庫的水量平衡可寫為下式：

F 入出損土(3-17)

式中：W入——湖泊、水庫的時段來水總量，包括湖、庫面降水量，水汽凝結量， 入湖、庫地表徑流與地下徑流量；

——湖泊、水庫的時段內出水量，包括出湖、庫的地表徑流與地下徑流 量與工農業及生活用水量等；

——時段內湖泊、水庫的水面蒸發與滲漏等損失總量；

AW——時段內湖泊、水庫蓄水量的增減值。

式（3-17)中各要素是隨時間而變的，要研究湖泊、水庫蓄水量的變化規律， 實質上就是研究式中各要素的變化規律及相互間影響。這些要素與湖泊、水庫水環 境容量的關系較大，是本節將要討論的重點。

②湖泊、水庫的動力特征。湖水、水庫運動分為振動和前進兩種，前者如波 動和波漾，后者包括湖流、混合和增減水。在湖泊與水庫中水流流動比較緩慢，水 流形態主要是受風、太陽輻射、進出水流、地球自轉力等外力作用，其中風的影響 往往是至關緊要的。

湖流：指湖、庫水在水力坡度力、密度梯度力、風力等作用下產生沿一定方向 的流動。按其成因，湖流分為風成流（漂流）、梯度流、慣性流和混合流。湖流經 常成環狀流動，分為水平環流與垂直環流兩種。此外還有一種在表層形成的螺旋形 流動，稱為蘭米爾環流。

湖水混合：湖、庫水混合的方式分紊動混合與對流混合。前者系由風力和水力 坡度作用產生的，后者主要是由湖水密度差異所引起。

波浪：湖泊、水庫中的波浪主要是由風引起的，所以又稱風浪。風浪的產生與 發展是與風速、風向、吹程、作用的持續時間、水深和湖盆等因素有關。

波漾：湖、庫中水位有節奏的升降變化，稱為波漾或定振波，其發生的原因是由 于升力突變（如持續風應力、強氣壓力、梯度、湖面局部大暴雨及地震作用等）引起 的湖、庫水整個或局部呈周期性的擺動，而湖、庫邊水位出現有節奏的升降。

湖、庫水運動影響湖、庫水溫度、化學成分與湖、庫中水生生物的變化與分 布，影響物質的沉淀與分布，還影響溶解氧進入湖、庫水從而影響湖泊、水庫的 自凈能力。

③水溫。湖泊、水庫水溫受湖面以上氣象條件（主要是氣溫與風）、湖泊、水 庫容積和水深以及湖、庫盆形態等因素的影響，呈現出具有時間與空間的變化規律， 比較明顯的季節性變化與垂直變化。一般容積大、水深深的湖泊、水庫，水溫常呈 垂向分層型。通常水溫的垂向分布有三個層次，上層溫度較高，下層溫度較低，中 間為過渡帶，稱為溫躍層。冬季因表面水溫不高，可能沒有顯著的溫躍層。夏季的 溫躍層較為明顯。水中溶解氧在溫躍層以上比較多甚至可接近飽和，而溫躍層以下， 大氣中溶解進水中的氧很難到達，加之有機污染物被生物降解消耗了水中的氧，因 此下層的溶解氧較低，成為缺氧區。對于容積和水深都比較小的湖泊，由于水能充 分混合，因此往往不存在垂向分層的問題。

湖泊、水庫水溫是否分層，區別方法較多，比較簡單而常用的是通過湖泊、水 庫水替換的次數指標a和#經驗性標準來判別。

a =年總入流量/湖泊、水庫總容積 —次洪水總量/湖泊、水庫總容積

當a<10,認為湖泊、水庫為穩定分層型；若cc>20,認為湖泊、水庫為混合 型。對于洪水期如按a判別為分層型，而在洪水時實際可能是混合型，因此洪水時 以盧指標作為第二判別標準，當#<1/2時，洪水對湖泊水溫分層幾乎沒有影響。若 )?>1，認為在大洪水時可能是臨時性混合型。另外還有一種最簡單的經驗判別法， 即以湖泊、水庫的平均水深//>10m時，認為下層水常不受上層影響而保持一定的 溫度（4?8°C),此種情況為分層型；反之若//<10m,則湖泊、水庫可能是混合 型。

(2)湖泊、水庫水量。

湖泊、水庫水量與總容積是隨時間而變的，因此在計算時存在標準問題。一般 以年水量變化的頻率為10%時代表多水年，50%時代表中水年，75%?95%時代表少 水年。按此標準選擇代表年，以代表年的年水量及年平均容積計算《，再以代表年各 次洪水的洪流量及平均容積計算yS，然后對y?進行綜合分析。對于水庫，由于總庫容 已定，故只需確定代表的年水量和次洪水的流量，即可計算cc與夕。

入湖、庫徑流是指通過各種渠道進入湖泊、水庫的水流，它通常由三部分組成： 通過干支流水文站或計算斷面進入湖泊、水庫的徑流；集水面積上計算斷面沒有控 制的區間進入湖泊、水庫的區間徑流；直接降落在湖、水庫水面上的雨水。

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（責任編輯：中大編輯）

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