丹江口水库三维水动力模拟研究

段扬 秦韬 王京晶 穆鹏 雷晓辉 郑和震

摘要：丹江口水库是南水北调中线工程的核心水源区，具有重要的战略意义及独特的生态结构。为了模拟丹江口水库三维水动力过程，掌握水位、水温等水力要素的变化规律，服务于丹江口水库管理和水质模拟，采用环境流体动力学模型（EFDC）建立丹江口水库三维水动力模型，对丹江口水库2012年水位及流场、水温进行模拟，并将水位和水温模拟值与实测值进行对比，发现两者较为接近，表明丹江口水库三维水动力模型精度较高，适用性强。由模型模拟结果可知，丹江口水库2012年坝前水位变化较大，而水库水温分层现象在夏季最为明显，春秋季减弱，冬季基本丧失。

关键词：EFDC；水动力；水位；水温；丹江口水库

中图分类号：X143 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2018.03.027

丹江口水库规模巨大，上游汇水区河流交错，气象、水文和水环境复杂，作为南水北调中线工程的核心水源区，其水动力过程模拟对水库管理和水质模拟具有重要意义。但是已有研究多关于丹江口水库的水量、水质和水环境及丹江口来水和可调出水量[1-4]、丹江口水库水质评估和保护[5-8]、动植物和水环境关系[9-12]等，较少涉及丹江口水库水动力过程分析。

本研究选择国内外常用于水库三维水动力模拟的环境流体动力学模型（EFDC）[13-14]進行丹江口水库三维水动力模拟，为水库管理、水库水质模拟提供基础。

1 EFDC水动力模型

EFDC是John Hamrick开发的综合性水质模型[15]，具有水动力、泥沙迁移、水质、污染物迁移转化等模块，综合考虑地下水及植被覆盖等因素，可以在河流、河口、水库、湖泊、海洋等多种水体中应用，进行一、二、三维水动力水质模拟。……