水库水体分层的季节影响-水资源保护实践

温带气候地区的湖泊、水库的水体的循环运动受季节变化的限制和影响，在不同的季节，不同深度的水体互不混合，表现出温度分层效应或者热分层现象。

湖水或水库水体热分层现象，与水体密度和温度之间的关系有关。水在4℃时密度最大，这是水不同于其他物质的特殊性质，众所周知，0℃冰的密度小于周围水的密度，所以，冰可以浮在水面。而4℃以上的水，随着温度升高，密度下降，因而，温度高的水位于冷水上面，形成温度分层。

在春季，冰雪消融，随着气温升高，水库表面水逐渐变暖，与温度较低的湖底层水达到完全混合，产生春季库水对流现象。

在夏季，水库表层水受太阳照射，水的温度升高，形成水库表温水层。表温水层由于风浪作用，得以均匀混合。因此，表温水层的温度几乎相同。而位于底层的水由于难以接受光照，因而温度明显低于表温水层。夏季，表温水层的水密度小于底层水的密度。这样就出现了夏季水体热分层现象。根据光照情况，有时也将表温水层称富光层，而将底层称作贫光层。富光层与贫光层之间为热梯度层或称中度光照层。其温度下降非常明显，温度梯度很大。几乎深度下降1m，水温下降1℃以上。

在秋季，气候转冷，表温水层容易散热，水体温度下降，与底层水温逐渐趋于均匀。这时，水体热分层消失，水体达到完全混合。这就是秋季水体对流过程。

湖泊或水库这种热分层效应和季节对流的变化，对水库水体富营养化过程有很大影响。由于热分层效应，使得水库水体的表层在夏季光照充足，温度较高。若这时供给水体的营养物质充分，藻类光合作用便随之加强，因而生长旺盛，蓝藻、绿藻得以大量繁殖。

水库水温分层结构的判别，一般通过水库水量替换指标α和β作大致判别：

α＝Q总／W

β＝Q次／W(www.xing528.com)

式中　α——水库分层指标；

Q总——水库年入库总量，亿m3；

W——水库总库容，亿m3；

Q次——水库一次洪水入库总量，亿m3。

当α＜10时，该水库为稳定的分层型；当α＞20时，则为混合型。对于分层型水库，如遇β＞1的大洪水，则往往为临时的混合性；只有当β＜0.5时，才不致因洪水而影响水库的分层特性。表1为朱庄水库1990～2004年水库分层结构指标统计表。

表1　朱庄水库1990～2004年水库分层结构指标统计表

通过对水库分层结构指标的分析计算，朱庄水库为稳定的分层型水库。同时，由于夏季水体的热分层，往往造成底层的缺氧状态。在缺氧状态下，很容易导致内源性磷的增加，即加速底泥中磷的释放。内源性磷负荷增加的结果，必然导致水体磷浓度的增高。虽然经过秋季水体对流，表层水中的磷浓度由于夏季藻类生长吸收有所降低。但经过春季水体对流，又将底泥释放的内源性磷带到了表层，从而提高了表层水中磷浓度，为夏季藻类的大量繁殖提供了充足的营养物质，使得水体继续保持富营养状态。

水库水温不均匀常引起温度分层和水体对流现象，温度分层和水体对流对入库氮、磷和其他污染物都有不可忽视的影响。