水電站水庫為什麼要進行垂向多點分層水溫溫度鏈監測？

水電站水庫為什麼要進行垂向多點分層水溫溫度鏈監測

1：在河流上修建大壩形成水電站水庫，水電站水庫蓄水後帶來了發電、防洪、灌溉、航運、旅遊等綜合效益，但同時由於水電站水庫蓄水，將改變庫區及大壩下游河段的水文情勢和水環境狀況，水溫是水質因素的一個重要變數，在確定其他水質指標的過程中往往與水溫有關。而水溫的變化，對庫區及下游河段的水生生物、農田灌溉、和生活用水等將產生重大影響，並且對水工壩體溫度應力分析、施工溫控設計、繼電機組冷卻等也有重要影響。

水溫不僅是水電站水庫水環境中的主要研究內容，也在水電站水庫的規劃設計和運用管理中起著重要作用。一方面為了更好地發揮已建水電站水庫的功能，提高水電站水庫效益；另一方面為了更好地利用水資源，因此研究水電站水庫水溫的變化規律，對於工程的環境保護和工程的建設及執行有重要意義 ［2］ 。

2：分層型水電站水庫的水溫分層，對水體環境溶解氧的含量有重大影響。水電站水庫表面的溫水層可通過水麵與大氣交換，保持較高的溶氧水平，如有植物的光合作用，溶解氧量往往達到過飽和。在此狀態下，如果水電站水庫氮、磷含量較高，就會使水體中的浮游生物及水生植物大量繁殖，出現富營養化和水質惡化現象。而水電站水庫庫底冷水層，由於紊動擴散很低，氧的補充非常小，加上庫面水生浮游生物死亡後沉於庫底，其分解要消耗庫底的溶解氧，併產生大量的硫化氫。所以庫底常常是缺氧狀態，成了厭氧微生物的活動環境。因此，水電站水庫水溫的分層不僅對水質有一定影響，而且也會影響水中生物結構的變化。

在夏季，分層型水電站水庫形成穩定的正溫分層，在水電站水庫中敷設的水電設施為了滿足發電量要求通常將取水口設定在水電站水庫的冷水層（滯溫層），因此透過水電站下洩到下游的水流溫度均低於原河道當月平均水溫，形成低溫水。低溫水的下洩對下游農業和漁業將產生較大的影響。例如黃梅縣灌溉試驗站對其灌溉水溫近3年的試驗觀測表明，適溫水塘水灌溉早稻比低溫水電站水庫底層水灌溉，禾苗提前3d齊穗，千粒重多2g，畝產高32。55kg。特別是水稻生長前期，用低溫水灌溉會使稻苗遲發，成熟推遲，不僅影響早稻產量，且推遲了晚稻，使晚稻易受“寒露風”危害，造成秕穀多，甚至發生不結谷的“翹稻頭”，致使早晚稻都減產。水溫也是影響魚類洄游的基本外因之一。魚類洄游到岸邊和河口段的時期，多種魚類都要求一定的水溫。例如鯉魚在水溫低於8℃或超過30℃便停止取食，當水溫低於18℃則不能繁殖。根據尼基伏洛夫的資料，伏爾加鯉魚從產卵到幼魚孵出，當水溫13℃時需要268h，而在水溫26℃時只要76 h。因此，低溫水的下洩將使魚類繁殖、生長及捕食受到嚴重影響。世界上許多大型水電站水庫在魚類洄游產卵期洩放的水溫明顯低於同期天然河道水流的水溫，致使這些河流的魚種數量銳減或瀕於絕跡的例子不少。

水電站水庫水溫線上監測的必要性：

針對以上需求水電站水庫進行垂向多點分層水溫溫度鏈監測非常有必要垂向多點分層水溫溫度鏈監測資料是海洋熱結構、水文動力過程、水團劃分等水文、海洋科學研究領域最基本最重要的資料之一，是最主要的觀測內容之一。當人們從事與水電站水庫、海洋、湖泊、地下水、地層、凍土、冰層等領域相關的研究及實際工作時，需要注意和掌握“水溫”這一要素的變化，尤其是需要對垂直水溫剖面的水溫監測。

實施垂向多點分層水溫溫度鏈監測的測量，必須克服了水流的動力、腐蝕、衝擊等方面的影響，以及供電困難、訊號傳輸差等難題。

垂向多點分層水溫溫度鏈監測的實施，是人們認識水底世界的一個 重要方面， 為人們研究和分析水下溫度變化規律， 以及應用水下自然資源和無限潛力，提供準確、及時、系統的水下溫度原始資料。

具有科學性、系統性、針對性、適應性等特點。科學性是指人工浮島和溫度鏈的固定方式和結構 符合科學的設計理念和自然規律；系統性是指使用者可根 據需要設定資料採集間隔，傳輸至伺服器的資料能夠形成一個系統的 整體資料庫；針對性是指分層設點的溫度測量結構，越往水下，觀測點越稀疏；適應性是指整套裝置採用太陽能電池板＋蓄電池組合供電的供電方式，以及GPRS/北斗無線傳輸的資料傳輸方式，能夠適應各類惡劣、困難的觀測環境。

正是基於這些特點，垂向多點分層水溫溫度鏈監測必將在水下溫度測量領域取得巨大的成功。

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