水温的日变化和年变化，主要取决于日内和年内热量收支各要素间的平衡。水温的日变化和年变化以表层水最为明显，随着深度的加深，变化衰减，最高、最低水温出现时间滞后。
2.1 水库水体水温的年内变化
随着太阳辐射的日变化，不同时刻的水温也会发生相应的变化。太阳辐射照到水面上，首先受热的是表层水，若水面是静止的，表层水将随着太阳辐射的日变化而发生较大的日变化，随着表层水吸收热量的不断增加，水体通过传导、对流等作用将热量向下传递，另外，风浪作用也将加速上下层水热量的交换。
由于水库水体在年内各季节所受的太阳辐射热量不同，从而导致水温发生年内变化。表层水温的年变化特点为：夏季最大，春秋季节次之，冬季最小。最小值一般出现在1月或2月，最高值出现在8月。采用2002～2004年水库水温监测资料，每天8小时监测一次，监测位置在水深0.5m处，计算其旬平均值，然后用3年的旬平均值绘制年内旬平均水温变化过程线，水库表层水温旬平均年内变化过程如图2所示。
图2 朱庄水库水体温度年内变化过程线
2.2 水库水体分层结构类型
水库水体在水文、气象、地形、地理位置、出水口位置、调度运行方式等因素的影响下，形成不同的水温结构。水库水温结构可分为分层型和混合型两类。分层型水库随季节变化，上下层水温发生不同的变化；而混合型水库全年水库上下层水温没有明显区别。在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。
入冬，水温继续下降，若表层水温低于4℃，则在无风和有冰层的情况下，将出现底层水温比表层水温高的逆分层。春天来临，冰层开始融化，逆分层将混合消失，称为春季对流。随后，水库水体再一次出现温度分层。库面温水层水温在分层季节变化较大，与河水温度差不多或略高。库下冷水层温度变化较小，变化程度取决于分层前的水温。
如图3为2月15日、5月18日和8月2日水深随温度变化过程线。在冬季，表层水温低于下部水温，最高与最低变化不大，变化过程基本呈直线变化。随着气温升高，表面水温升高，对下部水温的传导作用，水温逐渐升高，5月表层水温在18℃左右时，在水深0～17m之间水温随着深度增加而降低，下部呈直线变化。随着温度继续升高，表层水温也逐渐升高，到8月，表层水温在29℃左右时，在水深0～20m之间随深度变化，下部呈直线变化。以后随着气温降低，水深与水温变化过程进行逆向变化返回，到冬季回到原来过程线，完成一年的周期变化过程。
图3 朱庄水库2月、5月和8月不同深度水温变化过程线
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。
判断水温结构类型，常采用指数法[2]，即用入库年水量与库容的比值（α）和一次洪水量与库容的比值（β）进行判断。计算公式如下：(www.xing528.com)
α＝Q总／W
β＝Q次／W
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。如表1为朱庄水库1990～2004年水库分层结构指标计算成果。
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。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的磷浓度，为夏季藻类的大量繁殖提供了适足的营养物质，使得水体继续保持富营养状态。
表1 朱庄水库1990～2004年水库分层结构指标统计表
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作用对入库氮、磷和其他污染物都有不可忽视的影响。
2.3 水温的水平分布
朱庄水库为南北向窄长型深水水库，依据地形地貌，沿水库大坝向上游测量。采用全球定位系统（GPS）现场空间定位。由于水库水深不一致，水面上所得到的同等热量，深水区水温不易增高，而浅水区水温易于增高。朱庄水库库区是一个狭长形水库，从大坝作为起点距，向上游对水温进行监测，测量位置在水面下0.5m处，监测时间为2004年10月10日10时，监测结果见表2。根据测量结果看出，整个水库水面温度变化不大，从坝上开始，随着水深变浅，水温略有升高。而这种变化与气温对水温的影响比较，就显得微乎其微了。
表2 朱庄水库水面温度测量位置及结果
续表
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