南方水库热分层消亡时期水体混合特征及其驱动机制

摘要：

稳定分层的深水水库常在冬季发生"翻库"现象,继而导致水库的整体水质下降,影响饮用水安全问题.为探究南方水库热分层消亡时期水体混合特征,在冬季2019年11月-2020年2月对南宁市天雹水库水体理化指标开展长序列原位监测,并结合水体垂直扩散系数,分时期(热分层期、减弱期、完全混合期、形成期)刻画水库热分层消亡全过程中水温T、溶解氧DO的剖面变化特征,探讨了气象因子(气温、太阳辐射、风速等)与水动力因子(水体垂直扩散系数Kz)对水体理化指标的影响.结果显示:桉树人工林区水库热分层消亡期温度分层与溶解氧分层变化不同步,溶解氧分层的破坏较水温分层的破坏出现滞后,其结构失稳是气温及太阳辐射共同作用的结果;期间水体垂直扩散系数变化范围0.16～380.36 m2/d,均值为30.46 m2/d,表层Kz变化的主要控制因子为气温变化,且较T及DO而言,表层Kz对气温的变化更加敏感(RKz=-0.44,RT=0.25,RDO=0.25,P＜0.01),底层Kz的变化与水体混合程度变化一致,能够更准确地表征水体垂向混合情况;水体垂向T、DO、lg Kz分布具有时间异质性,热分层期及半混合时期lg Kz与T及DO均呈现显著的正相关(RT=0.60、RDO=0.76,P＜0.01),而在水体完全混合后,Kz与T呈现负相关(RT=-0.19,P＜0.01),与DO不存在相关关系(RDO=0.04,P＞0.05).热分层消亡为水质恶化提供了环境条件,因此在水库监控管理中,应当着重关注冬季气象因子的变化,并加以防范.

关键词：热分层、水温、溶解氧、垂直扩散系数

所属期刊栏目：35

分类号：F301.24;F293.2;R994.6

资助基金：国家自然科学基金;广西科技计划项目;中央高校建设世界一流大学学科;特色发展引导专项

在线出版日期：2023-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1613-1622