AN INTERACTIVE SIMULATION OF PUMPED STORAGE RESERVOIR SYSTEMS1

ABSTRACT: A combination pumped storage reservoir system was simulated by modifying the WRE deep reservoir model. Each of the two reservoirs was described by a copy of the WRE model program, the two programs were converted into subroutines and were called upon alternately by a main program. Operationally, the contributing reservoir, i.e., the reservoir from which flow was discharged, was simulated for one execution interval (1 hour), followed by simulating the receiving reservoir for the same execution interval. The main program directed the discharge temperature of the contributing reservoir for each execution interval as input for simulating the receiving reservoir. The two subroutines were run in this interactive mode for a simulation period of one year. Two simulations, labeled “Pump” and “Net,” were effected and differed basically in the distribution of flow volumes exchanged between the reservoirs. In the ‘Pump’ simulation the total hourly flow volumes were distributed into appropriate horizontal layers of the lakes as determined by temperature-density relationships, i.e., the pumped discharges were distributed into the upper lake and the generation discharges were distributed into the lower lake. In the ‘Net’ simulation only the net daily discharges (daily difference between pump-back and generation at the upper dam), distributed uniformly over 24 hours, were mixed into the horizontal layers of the two lakes. Both simulations produced annual thermal regimes that were apparently within reason for the geographical area and the nature of the input data. However, neither accurately reflected a generalized conditions for the reservoirs because the Pump simulation reflected conditions in the forebay and tailrace of the Upper dam while the Net simulation reflected conditions of the remaining parts of the reservoirs.     

黄壁庄水库消落区土地资源的合理利用

本文提出了水库消落区土地资源的利用问题,把水库消落区划分为常年利用区、季节性利用区和暂时性利用区.根据黄壁庄水库多年调度运行、水位变化规律,结合平山县农作物生长特性,运用频率分析计算方法,确定了3个时段(全年、3～9月、10～5月)不同保证率下的消落区土地利用高程,并估算了水库消落区土地面积和可利用土地面积,为合理利用该区土地资源,种植农作物等提供了科学依据.     

Influence of Postflood Hydrologic Conditions in the Kuibyshev Reservoir on Coastal Communities of Ground Beetles (COLEOPTERA,CARABIDAE)

Long-term stationary investigations on the islands of the Kuibyshev Reservoir have revealed one of the elements of adaptation of communities of ground beetles to extreme conditions created by prolonged floods. In contrast to hydrologic conditions in the reservoir during the flood, small fluctuations in the water level in summer and autumn have a favorable effect on the community of ground beetles of flooded stations, which are actively repopulated after floodwater recession. Under conditions of the heterogeneous environment created in such areas, different species establish relationships that promote their coexistence.     

复杂河流水体能值转换率研究

以含有水利工程和支流汇入的复杂河流为研究对象,在考虑了可更新资源、不可更新资源、经济社会反馈和负产出投入能值的基础上,建立了水库水体能值转换率数学模型;考虑水量和能值平衡,建立了支流汇入后干流水体能值转换率数学模型,进而提出了复杂河流水体能值转换率的计算方法,经计算,六冲河干流夹岩水库入库河水化学能平均能值转换率由4.85×10⁴ sej/J增至下泄后的1.15×10⁵ sej/J,经过支流白甫河的汇入,汇入点至洪家渡水库间的干流水体能值转换率变为8.87×10⁴ sej/J.实例研究表明：水利工程的作用和支流的汇入,使得干流水体能值转换率存在空间差异.受水利工程影响后,干流水体能值转换率显著增加;受支流汇入影响后,干流水体能值转换率介于支流和汇入点前干流水体能值转换率之间.     

乌江河流-水库体系浮游植物功能群演替及其环境影响因子辨识

筑坝拦截阻断了河流连续体,改变了河流原始自然的生态系统。为了解河流筑坝对浮游植物功能群的影响,按季度对乌江流域支流猫跳河和三岔河的水库及入库河流进行调查,分析了浮游植物功能群及其相关环境因子。结果表明,河流出现频率大于20%的浮游植物功能群有6种,主要优势功能群均为B\MP;而不同水库中功能群组成各不相同,且出现频率大于20%的浮游植物功能群有11种,其中红枫湖水库以功能群S1\D为绝对优势功能群,平寨水库优势功能群为B\C,而普定水库和引子渡水库的优势功能群均为B\D\P\Lo。冗余分析(RDA)结合逐步多元回归分析显示,营养盐对河流浮游植物功能群组成影响并不显著,而库区浮游植物功能群动态变化主要受温度以及溶解无机碳(DIC)、NO_3~-、PO_4~(3-)等环境因子的影响,红枫湖水库优势功能群丰度与NO_3~-显著正相关,而三岔河流域的3座梯级水库优势功能群丰度均与DIC和PO_4~(3-)显著正相关。     

红枫水库水-气界面二氧化碳分压及扩散通量的时空变化

红枫水库是我国西南喀斯特地区典型的人工湖泊,具有特殊的水文地质特征。准确估算其CO_2排放通量,对了解该水库碳循环具有重要意义。因此,于2017年7月至2018年4月采用走航式监测对库区(南湖和北湖)水气界面二氧化碳分压(pCO_2)和水质参数的时空变化进行了调查。结果表明,红枫水库pCO_2的分布具有明显的时空差异。库区秋、冬季表层水体pCO_2均超过大气pCO_2,表现为CO_2的净排放;春、夏季则相反,表现为CO_2的净吸收。从空间分布上来看,春、秋季北湖pCO_2要明显高于南湖,特别是秋季更为明显。另外,基于高频的走航监测数据,计算得到红枫水库全年CO_2的排放均值约为613mmol/(m~2·d)。     

筑坝对河流水化学和流域风化速率估算的影响——以乌江支流三岔河、猫跳河为例

利用水化学可以估算所在流域的化学风化速率,但筑坝对此的影响目前还不清楚。本研究以西南喀斯特三岔河和猫跳河河流-水库体系为研究对象,季节性调查了其水化学情况,并对其所在流域的岩石风化速率进行了估算,以评估筑坝对此的影响。调查水体的Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)的平均浓度分别为1 397、429、2 359、832μmol/L,表明其水化学组成主要受碳酸盐岩风化控制;这四种离子之和(MTDS)在水库中相对稳定且具有明显的季节变化,但河流MTDS变化相对复杂且无明显规律,表明筑坝显著影响了原有河流的水化学。河流筑坝后水流变缓,水深增加,生物作用增强,导致MTDS在水库剖面出现化学分层,而水库底层泄水的发电方式使得大坝下游水化学继承了水库底层水的特征,由此利用坝前坝后水化学数据计算出的化学风化速率差异在20%左右。     

基于碳氮同位素的澜沧江水库TOC来源差异性分析

水库建设所导致的生态问题正引发前所未有的深度思考,梯级水库在时间和空间尺度上的影响效应更加值得探究.为揭示新老水库有机碳分布特征及其沉积物TOC来源的差异,于2017年11月采集了苗尾、功果桥和大朝山这3个不同时期建设的水库的水样和沉积物样柱.测定了水体的温度(T)、溶解氧(DO)、总有机碳含量(TOC)、沉积物总有机碳(TOC)、氧化还原电位(ORP)、总氮(TN)和总磷(TP)等指标,并利用15N和13C同位素,结合Iso Source软件,解析沉积物中TOC来源及其来源物质对相应水库沉积物中TOC的贡献量,从而探究其内在的碳循环机制和梯级水库演进模式.结果表明,苗尾、功果桥和大朝山水库水体有机碳质量浓度平均值分别为0. 95、1. 97和4. 64 mg·L-1.对应水库沉积物中有机碳含量变化范围分别为4. 41～81. 63、18. 30～28. 42和9. 16～14. 46 g·kg-1.水库的梯级建设,使得新老水库的沉积物来源,周围补给等出现差异,使得新老水库TOC出现巨大差异.对于水体TOC,水体热力学状态和溶解氧的差异从而间接影响了水体中TOC的分布趋势.沉积物中主要考虑生源要素的影响,即沉积环境对有机质的保存能力是造成DCS、MV和GGQ沉积物垂向分布有差异的主要原因.而梯级水库的演进模式中,MV时空尺度上处于第一级段,是以累积上游来流TOC为主; GGQ处于第二级段,是以主要消耗分解上游来流TOC; DCS处于第三级段,是以主要积累水库周边TOC来源.     

水源水库暴雨径流过程水体锰的迁移及其影响

针对西安金盆水库2017年汛期出现的锰浓度超标问题,对水库上游至主库区沿程多个监测点垂向锰浓度及其赋存形态进行监测,研究暴雨径流对水中锰含量的影响以及径流中锰的形态,估算单次典型暴雨径流过程水库水体锰的汇入、输出与沉积量,根据实测数据与计算结果,从运行调度角度提出了暴雨时期高浊、高负荷径流入库的规避方案.结果表明,强降雨过程引起的高浊径流汇入显著增加了西安金盆水库水体总锰浓度,导致水库水质严重恶化,2017年10月12日至2017年10月14日单次降雨径流总锰的输入负荷为9. 11 t,泄洪和出水输出的总锰为6. 22 t,净沉积量(锰)为1. 47 t.水库上游沿程水体锰含量及形态变化表明,连续降雨过程对土壤的冲刷和侵蚀作用导致大量颗粒态污染物随径流汇入水体,占水体中总锰的质量分数大于70%,铁锰氧化物结合态为其主要形态.通过与不同粒径范围的颗粒进行相关性分析,颗粒态锰粒径约为2～20μm.暴雨径流入库时期采取泄洪排浊的措施可以有效减小锰的污染负荷,降低供水安全风险.     

我国东南地区饮用水源地多种农药的赋存特征及健康风险评估

为阐明我国东南地区典型饮用水源地农药类微污染物的污染特征及生态风险,检测评估了某省7个水库的苯并咪唑类、酰胺类、三唑类和有机磷类等19类共55种常用农药的检出频率、检出浓度以及每种农药对于绿藻、水蚤和鱼类这3种不同营养级生物的风险商.在分析的55种农药中,多菌灵和乙草胺的检出频率为100%,12种农药的检出频率在80%以上.多菌灵的检出浓度最高(77.7 ng·L^-1),其次是乙草胺(51.6 ng·L^-1).风险评估结果显示,大部分农药在目标区域都处于低风险状态.对于3种生物来说,乙草胺是绿藻的风险主导型农药,而多菌灵是鱼类和水蚤的风险主导型农药.