摘要：大壩建設(shè)與水庫(kù)蓄水明顯改變了河流的水文條件，使得壩前區(qū)域流速減緩、水位顯著升高，進(jìn)而影響庫(kù)區(qū)物質(zhì)循環(huán)模式。然而，目前關(guān)于金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度影響下的垂向水體理化特征變化情況仍不清晰。為此，2022年1月（冬季）和7月份（夏季）分別對(duì)烏東德、溪洛渡、向家壩3座水庫(kù)壩前垂向水體進(jìn)行分層采樣，分析壩前垂向梯度下水溫和溶解氧濃度的分布特征，并探究不同時(shí)期垂向光、熱、氧特性差異的成因。結(jié)果表明：① 垂向光、熱、氧特性表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性特征，而入庫(kù)和出庫(kù)流量是決定梯級(jí)水庫(kù)中垂向分層特性的關(guān)鍵因素。在夏季，垂向水溫梯度變化不明顯，3座水庫(kù)均未形成穩(wěn)定的溫躍層，且?guī)靺^(qū)水體垂向摻混均勻，混合層深度與水深相當(dāng)；冬季水庫(kù)中出現(xiàn)了穩(wěn)定的熱力分層，但受水位波動(dòng)和庫(kù)區(qū)水體交換的影響，主要集中在表層0～10 m水體中。此外，梯級(jí)水庫(kù)中熱分層穩(wěn)定指數(shù)（RWCS/H）則是夏季要遠(yuǎn)大于冬季。溶解氧濃度受水溫和浮游植物共同影響，在夏季表層水體中出現(xiàn)實(shí)測(cè)值要遠(yuǎn)高于理論飽和值的現(xiàn)象，并伴有氧躍層的出現(xiàn)。② 相關(guān)性分析結(jié)果顯示，夏季葉綠素a濃度與水溫、溶解氧、pH、電導(dǎo)率、總氮和光照條件（水體透明度和真光層深度）顯著正相關(guān)，冬季葉綠素a濃度則與水體透明度顯著正相關(guān)，表明庫(kù)區(qū)水溫適宜，且光照和營(yíng)養(yǎng)鹽充足的條件下，會(huì)顯著促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)，進(jìn)一步增加水體中飽和溶解氧濃度。因此，夏季溶解氧濃度和氧躍層厚度要明顯大于冬季。冬季的真光層深度顯著大于夏季，通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，真光層深度主要受表層水體透明度影響，與上游來(lái)水中的泥沙含量和暴雨徑流密切相關(guān)。研究成果可為水庫(kù)生態(tài)的適應(yīng)性調(diào)度提供參考。

關(guān) 鍵 詞：水體理化特征；分層特性；熱分層穩(wěn)定指數(shù)；真光層深度；調(diào)度運(yùn)行；梯級(jí)水庫(kù)；金沙江下游

中圖法分類號(hào)：P333；TV697.21

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.12.008

0 引 言

水庫(kù)是受到人為調(diào)度運(yùn)行和天然徑流雙重影響的特殊生態(tài)系統(tǒng)，兼具河流與湖泊的雙重特性，水庫(kù)的相關(guān)研究方法和理論多借鑒于自然湖泊與河流的經(jīng)驗(yàn)。水溫、光照和溶解氧濃度作為水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)中重要的環(huán)境因子，不僅直接影響水庫(kù)的生態(tài)平衡，而且其變化還會(huì)對(duì)生源要素循環(huán)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響^［1］。其中，水庫(kù)的垂向水溫變化既受到與湖泊相似的自然條件影響，同時(shí)也受自身調(diào)度方式的干擾^［2］。此外，水庫(kù)垂向光、熱、氧分層的形成與消失，控制和影響著水體諸多物理、化學(xué)和生物過程^［3］，引起一系列水庫(kù)湖沼學(xué)變量的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化，并對(duì)水庫(kù)的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。研究表明，較高的氣溫和太陽(yáng)輻射會(huì)促進(jìn)表層水體升溫，進(jìn)而擴(kuò)大表底溫差，形成穩(wěn)定的熱力分層現(xiàn)象^［4］。而水庫(kù)中較為穩(wěn)定的溫度分層會(huì)產(chǎn)生密度梯度較大的溫躍層，阻礙水體的垂向摻混，進(jìn)而影響氣體和溶解性物質(zhì)的垂向遷移^［5-6］，引起水庫(kù)垂向氧化還原梯度及后續(xù)一系列湖沼學(xué)參數(shù)的改變^［7］，從而對(duì)水庫(kù)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。蔡陽(yáng)揚(yáng)等^［8］發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定的熱分層結(jié)構(gòu)有利于擴(kuò)大水庫(kù)中藍(lán)藻的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，當(dāng)光照條件和營(yíng)養(yǎng)鹽充足時(shí)，湖庫(kù)內(nèi)浮游植物會(huì)大量繁殖，形成藍(lán)藻水華嚴(yán)重危害庫(kù)區(qū)水體水質(zhì)^［4，9］。而風(fēng)力擾動(dòng)則在水體表面通過剪切或波浪形成的破碎波誘導(dǎo)表底層水體之間的摻混，破壞水體分層結(jié)構(gòu)^［10］。對(duì)于庫(kù)區(qū)水體交換量較大的梯級(jí)水庫(kù)而言，上游入流以及下游出流是水體能量和物質(zhì)交換的主要通道，流量帶來(lái)的擾動(dòng)同樣會(huì)影響水體垂向光、熱、氧分布特征^［11］。

長(zhǎng)江上游是中國(guó)重要的水電開發(fā)基地，在金沙江下游筑有烏東德、白鶴灘、溪洛渡和向家壩4座大型梯級(jí)水電站，是開發(fā)長(zhǎng)江水能資源的關(guān)鍵性工程，同時(shí)承擔(dān)著防洪、灌溉、航運(yùn)、攔沙等作用，對(duì)促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)貧困地區(qū)脫貧致富具有十分重要的意義。但大壩建設(shè)和水庫(kù)蓄水明顯改變了河流的水文條件，使其從原先的河流激流系統(tǒng)向現(xiàn)在的湖泊靜態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變^［12］，因此被認(rèn)為是影響河流生態(tài)系統(tǒng)連續(xù)性、完整性的重要人為因素^［13］。大壩的攔截和水庫(kù)調(diào)度運(yùn)行導(dǎo)致庫(kù)區(qū)水動(dòng)力減弱，水體滯留時(shí)間增加，在水庫(kù)中形成了不同程度的水體分層現(xiàn)象^［14］，進(jìn)一步影響水庫(kù)中理化指標(biāo)的垂向分布及生源要素的遷移轉(zhuǎn)換過程^［15］。研究結(jié)果表明，不同水庫(kù)由于其庫(kù)齡和調(diào)度運(yùn)行方式的差異，對(duì)壩前水庫(kù)的理化參數(shù)及生源要素循環(huán)模式均會(huì)產(chǎn)生影響^［16］。此外，2022 年長(zhǎng)江流域發(fā)生歷史罕見的嚴(yán)重干旱，上游來(lái)水總體偏枯^［17］，而水體交換量的減少也為庫(kù)區(qū)垂向光、熱、氧特性成因分析帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。同時(shí)，針對(duì)河流梯級(jí)水電開發(fā)引起的水溫、溶解氧等垂向生境要素變化及分層特性的研究尚處于初始階段，亟需加強(qiáng)。

基于此，本次研究以金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)烏東德、溪洛渡、向家壩水電站壩前垂向水體為研究對(duì)象，分別在2022年1月（冬季）和7月（夏季）進(jìn)行研究，闡述壩前垂向水體溫度特征、光學(xué)特性等分層結(jié)構(gòu)特性，探究梯級(jí)水庫(kù)垂向水體的理化特征及其變化機(jī)理，為水動(dòng)力驅(qū)動(dòng)下高壩大庫(kù)垂向分層演化規(guī)律奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，完善高壩大庫(kù)水庫(kù)湖沼學(xué)研究，以期為水庫(kù)生態(tài)的適應(yīng)性調(diào)度技術(shù)開發(fā)提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況及樣品采集

金沙江流域處于青藏高原和云貴高原向四川盆地過渡的斜坡地帶，地勢(shì)西高東低，區(qū)域地形起伏明顯。烏東德、溪洛渡、向家壩水庫(kù)所處的金沙江下游流域位于川滇區(qū)域?qū)倌蟻啛釒夂騾^(qū)，年內(nèi)月平均水溫在10.7～23.1 ℃之間。金沙江下游河段多年平均降水量為600～1 500 mm，區(qū)域降水年內(nèi)分配不均，雨旱季分明，年降水量的80%集中在5～10月。2022年烏東德、溪洛渡和向家壩水庫(kù)水位和流量的波動(dòng)情況如圖1所示，各水庫(kù)特征參數(shù)如表1所列。其中，水庫(kù)特征參數(shù)從中國(guó)長(zhǎng)江三峽集團(tuán)有限公司提供的環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書中獲得。

2022年1月（冬季）和7月（夏季）在烏東德、溪洛渡和向家壩水庫(kù)壩前區(qū)域進(jìn)行樣品采集（圖1，表2 ），自表層0.5 m至水底分層取樣，分別為水面下0.5（表層），5，10，15，20，30，50 m，次底層和底部的9個(gè)水層。對(duì)水溫（Water Temperature，WT）、溶解氧（Dissolved Oxygen，DO）、pH、電導(dǎo)率（Electrical Conductivity，EC）、總氮（Total Nitrogen，TN）、總磷（Total Phosphorus，TP）、葉綠素a（Chlorophyll a，Chl.a）、溶解性有機(jī)碳（Dissolved Organic Carbon，DOC）、顆粒有機(jī)碳（Particular Organic Carbon，POC）濃度和光合有效輻射（Photosynthetically Active Radiation，PAR）等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其中，水溫、溶解氧、pH和電導(dǎo)率通過多參數(shù)水質(zhì)分析儀（EXO2，YSI，美國(guó)）進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，水下光合有效輻射用LI-250A光照計(jì)（美國(guó)）測(cè)定。

1.2 理化參數(shù)分析

總氮（TN，mg/L）、總磷（TP，mg/L）和葉綠素a（Chl.a，μg/L）分別參考國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)（HJ 636—2012、GB 11893—89和HJ 897—2017）通過紫外分光光度法進(jìn)行測(cè)定和分析，溶解性有機(jī)碳（DOC，mg/L）和顆粒有機(jī)碳（POC，mg/L）分別用總有機(jī)碳分析儀（vario TOC select，Elementar，德國(guó)）和元素分析儀（vario EL cube，Elementar，德國(guó)）進(jìn)行測(cè)定與分析。

1.3 壩前垂向光、熱、氧分層特性

真光層深度（Euphotic Depth，Z_eu）指開放水體中陽(yáng)光所達(dá)、光合作用得以發(fā)生的水體深度，通常為浮游植物生長(zhǎng)的有效層。本文依據(jù)漫射衰減系數(shù)^［18］計(jì)算Z_eu：

K_d（PAR）=-1/zlnE_d（PAR，z）/E_d（PAR，0）（1）

Z_eu（PAR）/=-1/E_d（PAR）ln1%E_d（PAR，0）/E_d（PAR，0）

/=2ln10/K_d（PAR）=4.605/K_d（PAR）（2）

式中：K_d（PAR）為PAR漫射衰減系數(shù)，m^-1;z為水體表面到測(cè)量處的深度;E_d （PAR，z）為深度z處的向下輻射度;E_d（PAR，0）為水面起始向下的輻照度，其測(cè)定選用水下光照計(jì)，分水下0，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 m，每層記錄2個(gè)數(shù)據(jù)，取其平均值。

混合層深度（Mixing layer depth，Z_mix）為水體上層溫度和密度垂直混合充分的水層厚度，混合層的確定對(duì)量化水庫(kù)中層結(jié)變化至關(guān)重要。目前關(guān)于混合層深度的計(jì)算方法并不統(tǒng)一，不少學(xué)者從水溫或水體密度角度計(jì)算，依據(jù)Kara等^［19］的ΔT取值標(biāo)準(zhǔn)，本次研究選取表層水體溫差 ≤ 1.0 ℃ 作為Z_mix的參考標(biāo)準(zhǔn)^［20］。關(guān)于溫躍層，一些研究中的中國(guó)陸架（＞ 200 m）采用0.05 ℃/m的準(zhǔn)則^［21-22］，本文以0.2 ℃/m和0.2 mg·L^-1·m^-1 作為溫躍層和氧躍層的判定標(biāo)準(zhǔn)。

熱分層穩(wěn)定指數(shù)（RWCS/H）有效評(píng)價(jià)水庫(kù)熱分層穩(wěn)定水平^［23］，具體計(jì)算公式如下：

RWCS/H=ρ_b-ρ_s/（ρ₄-ρ₅）H（3）

式中：ρ_b和ρ_s分別為底層、表層水體密度，kg/m³；ρ₄和ρ₅分別為4 ℃和5 ℃時(shí)純水密度，kg/m³；H為水深，m。當(dāng)RWCS/H＞2.0 m^-1時(shí)，為穩(wěn)定分層狀態(tài)，RWCS/H越大，水體越易分層，RWCS/H越小則水體越易發(fā)生混合。

忽略水中泥沙的影響，水溫對(duì)應(yīng)水體密度的計(jì)算公式如下^［24］：

ρ_T=10001-T+288.9414/508929.2（T+68.12936）（T-3.9863）²（4）

式中：ρ_T為水體密度，kg/m³；T為水體溫度，℃。

1.4 數(shù)據(jù)分析

對(duì)比分析冬季和夏季水庫(kù)調(diào)度下，理化指標(biāo)和分層特征的差異，并通過相關(guān)性分析，解釋形成垂向分層特征差異的成因，系統(tǒng)分析烏東德、溪洛渡和向家壩梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度對(duì)垂向特征的影響。所有數(shù)據(jù)分析及可視化均在Origin 2023和R語(yǔ)言4.1.2中完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 理化參數(shù)季節(jié)變化特征

梯級(jí)水庫(kù)壩前水溫和溶解氧濃度均存在明顯的季節(jié)性差異，其垂向梯度變化如圖2（a）所示。在冬季（1月），烏東德、溪洛渡和向家壩3座水庫(kù)壩前水溫和溶解氧濃度的垂向變化均不明顯，其中水溫的垂直波動(dòng)幅度分別為0.92，0.10，0.32 ℃，溶解氧濃度的波動(dòng)幅度分別為0.30，0.47，0.85 mg/L。而在夏季（7月），各庫(kù)區(qū)水溫均在表層出現(xiàn)最大值，0～10 m處水溫明顯下降，且在溪洛渡水庫(kù)100 m到底部區(qū)域水溫再次顯著降低，其波動(dòng)幅度分別達(dá)到1.091，6.578，2.653 ℃。溶解氧濃度在烏東德水庫(kù)的0～10 m處明顯增加，之后趨于穩(wěn)定；在溪洛渡和向家壩水庫(kù)，溶解氧濃度則是先增加再減小后趨于穩(wěn)定。而這3座水庫(kù)中，溶解氧濃度的范圍均在11.08～14.80 mg/L之間，處于高度飽和狀態(tài)。此外，夏季水溫和溶解氧濃度要明顯高于冬季。

梯級(jí)水庫(kù)壩前pH、電導(dǎo)率、總氮、總磷、葉綠素a和DOC濃度在不同時(shí)期的差異如圖2（b）所示，冬季水庫(kù)中pH、電導(dǎo)率、總氮、總磷、葉綠素a和DOC濃度的均值分別為（7.919±0.005），（489.522±11.353）μS/cm，（0.407±0.008）mg/L，（0.019±0.001）mg/L，（0.715±0.126）μg/L和（2.126±0.050）mg/L；而夏季水庫(kù)中pH、電導(dǎo)率、總氮、總磷、葉綠素a和DOC濃度的均值分別為（8.068±0.023），（480.970±3.289）μS/cm，（0.705±0.032）mg/L，（0.060±0.012）mg/L，（3.213±0.541）μg/L和（1.727±0.084）mg/L。其中pH、總氮、總磷和葉綠素a濃度均值表現(xiàn)為夏季更高，電導(dǎo)率和DOC濃度均值則是冬季更高。

2.2 梯級(jí)水庫(kù)冬季、夏季垂向光、熱、氧特征分析

根據(jù)溫躍層0.2 ℃/m以及氧躍層0.2 mg/（L·m）的劃分梯度準(zhǔn)則，計(jì)算得出各水庫(kù)冬季、夏季時(shí)期溫躍層和氧躍層的深度，如表3所示。在冬季時(shí)期，3座水庫(kù)中均未形成穩(wěn)定的溫、氧躍層，熱分層穩(wěn)定指數(shù)RWCS/H處于0.001～0.128 m^-1之間；夏季時(shí)期表現(xiàn)出上層水溫高、下層水溫低即“上高下低”的現(xiàn)象，且分別在水深1.08～3.00，1.08～10.20，1.20～6.90 m處形成穩(wěn)定的溫躍層，其最大溫躍梯度分別為0.378，0.308，0.276 ℃/m。此外，表征水庫(kù)熱分層穩(wěn)定水平的RWCS/H指數(shù)在烏東德、溪洛渡和向家壩水庫(kù)上層水體中分別為2.36，8.28，4.71 m^-1。溶解氧濃度在烏東德、溪洛渡和向家壩水庫(kù)的0～10 m有明顯變化，并分別在0.3～3.1，3.1～10.2，0.5～4.7 m處形成穩(wěn)定的氧躍層，最大溶解氧梯度分別為0.243，0.256，0.350 mg/（L·m）。

對(duì)比季節(jié)間烏東德、溪洛渡和向家壩水庫(kù)壩前真光層深度、混合層深度以及真光層/混合層深度差異，結(jié)果表明，冬季的真光層和混合層深度明顯高于夏季時(shí)期（圖3）。其中，冬季各水庫(kù)真光層深度分別為11.37，14.29，7.69 m，混合層深度達(dá)141.40，162.14 m，和109.95 m，與最大取樣深度相當(dāng)；夏季各水庫(kù)真光層深度為2.11，6.23，6.95 m，混合層深度為2.10，2.83，4.40 m。此外，真光層深度與混合層深度的比值（Z_eu/Z_mix）在冬季時(shí)期為0.08，0.09和0.07，而在夏季為1.00，2.20和1.58。

2.3 梯級(jí)水庫(kù)理化參數(shù)關(guān)聯(lián)分析

金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)在不同季節(jié)間水體理化參數(shù)之間的相關(guān)性分析如圖4所示。在冬季時(shí)期，水體垂向分層特性均與電導(dǎo)率、葉綠素a濃度、水體透明度（SDD）和流速（Velocity）呈正相關(guān)關(guān)系，與總氮、總磷及溶解氧濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；而在夏季時(shí)期，分層特性與水溫、溶解氧、電導(dǎo)率、總氮、葉綠素a濃度和水體透明度均表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系，又與總磷和DOC濃度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。其中，電導(dǎo)率、葉綠素a濃度和水體透明度均與垂向分層特性表現(xiàn)出更為顯著的正相關(guān)關(guān)系，而溶解氧和總磷濃度表現(xiàn)出更為顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。此外，垂向分層特性之間的相關(guān)關(guān)系多為顯著正相關(guān)。

3 討 論

3.1 梯級(jí)水庫(kù)冬季、夏季垂向光、熱、氧特性差異的成因分析

如圖3和表3所示，梯級(jí)水庫(kù)季節(jié)間溫躍層、氧躍層、真光層和混合層深度均存在顯著差異。研究表明，溫躍層深度和厚度與氣溫變化緊密相關(guān)，庫(kù)區(qū)表層水體與大氣進(jìn)行熱交換，并通過對(duì)流輸送、紊流擴(kuò)散和溫差異重流等方式實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)內(nèi)部熱量交換^［25-26］。而金沙江下游3座水庫(kù)地處高海拔的南亞熱帶氣候區(qū)，光熱資源豐富。海拔1 400 m以下的干熱河谷地帶干熱資源豐富，日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)、太陽(yáng)輻射強(qiáng)。1月份烏東德、溪洛渡和向家壩水庫(kù)外界氣溫分別為18.3，10.3，10.2 ℃，而冬季上游來(lái)水較少，水力停留時(shí)間更長(zhǎng)，壩前區(qū)域水體流動(dòng)性弱，此時(shí)水體溫度主要通過溫差實(shí)現(xiàn)對(duì)流交換，但由于水體比熱容相較于陸地更大，在溫度變化上表現(xiàn)更加緩慢。盡管烏東德庫(kù)區(qū)表層水溫有相對(duì)明顯的變化，但由于水溫變化梯度較小，均未出現(xiàn)明顯的熱力分層現(xiàn)象。同時(shí)，熱分層穩(wěn)定指數(shù)（RWCS/H）也明顯低于分層閾值^［27］。根據(jù)庫(kù)區(qū)垂向溫差小于1.0 ℃的混合層參考標(biāo)準(zhǔn)^［20］，發(fā)現(xiàn)烏東德、溪洛渡和向家壩水庫(kù)的混合層深度均與最大采樣深度相當(dāng)，表明庫(kù)區(qū)水體垂向摻混均勻。而穩(wěn)定的熱力分層是決定溶解氧和營(yíng)養(yǎng)鹽等化學(xué)因子垂向分層和混合交換的關(guān)鍵因素^［7］，因此3座水庫(kù)溶解氧也未出現(xiàn)穩(wěn)定分層現(xiàn)象。受2022年夏季連續(xù)高溫影響，壩前區(qū)域表層水溫升高并向庫(kù)區(qū)中層延伸，而此時(shí)上游來(lái)水與中層溫度相近，沿等密度層流動(dòng)，增強(qiáng)了中層水體的對(duì)流交換，再加上水體的垂向熱傳遞作用，7月份庫(kù)區(qū)水溫對(duì)比往年有明顯增加^［28］，并在水庫(kù)表層出現(xiàn)穩(wěn)定的熱力分層。但由于長(zhǎng)江流域持續(xù)的高溫少雨，夏季時(shí)期出現(xiàn)“汛期反枯”現(xiàn)象。比較2022年與之前5 a金沙江下游待蓄水量的均值^［17］，發(fā)現(xiàn)庫(kù)區(qū)入庫(kù)流量較往年有明顯減少。因而在10～12月份期間，3座水庫(kù)均未達(dá)到設(shè)定的正常蓄水位高度（圖1（b），表2）。在汛期為了防洪安全，需要通過增加放水量來(lái)降低水庫(kù)水位，這種調(diào)度行為會(huì)改變庫(kù)區(qū)水體的垂向分層結(jié)構(gòu)。而水庫(kù)在水位較高時(shí)，深層水體與表層水體之間的溫度和溶解氧差異會(huì)增大，形成明顯的分層現(xiàn)象；但在水位較低時(shí)，這種分層現(xiàn)象會(huì)減弱。研究表明，枯水年夏季溫躍層厚度和強(qiáng)度均偏低，且根據(jù)3座水庫(kù)壩前水溫分層狀況，推測(cè)“汛期反枯”現(xiàn)象對(duì)上游水庫(kù)的影響要明顯強(qiáng)于下游水庫(kù)，這可能與梯級(jí)水庫(kù)的聯(lián)合調(diào)度有關(guān)。

對(duì)比冬季和夏季水庫(kù)垂向水溫與溶解氧濃度的梯度變化（圖2（a）），發(fā)現(xiàn)在溫度分層期間，上部水體與底部水體之間的溶解氧交換受到阻礙，且水溫對(duì)上層溶解氧濃度影響要強(qiáng)于下層水體。研究表明，較穩(wěn)定的熱力分層會(huì)產(chǎn)生密度梯度較大的溫躍層，從而阻止上層水體中溶解氧的垂向擴(kuò)散，溫度梯度越大，擴(kuò)散越困難^［29］，進(jìn)而導(dǎo)致溫躍層溶解氧濃度顯著降低。此外，依據(jù)亨利系數(shù)計(jì)算得出表層水溫對(duì)應(yīng)下的飽和溶解氧濃度^［30］，對(duì)比YSI-EXO2實(shí)際測(cè)得數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)冬季實(shí)測(cè)值與理論飽和溶解氧濃度大致相當(dāng)，而夏季時(shí)期溶解氧濃度實(shí)測(cè)值要遠(yuǎn)高于理論值（表4）。這表明夏季水庫(kù)中的溶解氧除大氣復(fù)氧外，內(nèi)源浮游植物的光合作用產(chǎn)氧同樣占有較大比重。在光合作用過程中，溫度的升高會(huì)顯著促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)，增加二氧化碳的消耗和氧氣的釋放，導(dǎo)致水體中pH和溶解氧水平的增加，這可能是金沙江下游3座水庫(kù)中溶解氧維持飽和狀態(tài)的主要原因。浮游植物是水生系統(tǒng)中關(guān)鍵的初級(jí)生產(chǎn)者，葉綠素a作為衡量水體初級(jí)生產(chǎn)力的重要指標(biāo)，是水環(huán)境科學(xué)十分關(guān)鍵的參數(shù)。如圖4所示，除水溫外，水體透明度、溶解氧、總氮、總磷和光照條件均與葉綠素a濃度表現(xiàn)出顯著的相關(guān)關(guān)系。冬季水體透明度和熱分層穩(wěn)定指數(shù)與葉綠素a濃度顯著正相關(guān)，而夏季時(shí)期，水體透明度、水溫、溶解氧、總氮和光照強(qiáng)度與葉綠素a濃度顯著正相關(guān)。表明庫(kù)區(qū)水溫適宜，氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽充足的條件下，會(huì)顯著促進(jìn)浮游植物的生長(zhǎng)。而隨著水深增加，水溫和光合有效輻射強(qiáng)度降低弱化了浮游植物體內(nèi)酶的活性，光合作用減弱，從而導(dǎo)致中下層水體中葉綠素a濃度降低^［31-32］。研究發(fā)現(xiàn)，除營(yíng)養(yǎng)鹽外，水力條件也是水庫(kù)中浮游植物和Chl.a濃度變化的重要驅(qū)動(dòng)因子^［33］。夏季水量交換大，在中下層區(qū)域可能形成環(huán)流現(xiàn)象，將上層富含葉綠素a的水體帶到下層^［34］，這也就導(dǎo)致通過丙酮萃取-紫外分光光度計(jì)法測(cè)得的下層水體中葉綠素a濃度仍然較高；當(dāng)然也不排除中下層區(qū)域存在光合作用的殘余效應(yīng)，即在上層光照充足的情況下，藻類本身進(jìn)行光合作用產(chǎn)生葉綠素a，然后向下沉降聚集^［35］。

此外，研究發(fā)現(xiàn)真光層深度主要受表層水體透明度影響，其次是葉綠素a濃度^［36］。結(jié)合相關(guān)性分析結(jié)果，筆者團(tuán)隊(duì)同樣在金沙江下游體積水庫(kù)中發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象（圖4）。徐京萍等^［37］結(jié)合高光譜數(shù)據(jù)反演得出水中懸浮物濃度是影響水體透明度和渾濁度等光學(xué)性質(zhì)的關(guān)鍵，并決定了水下光和有效輻射強(qiáng)度。通過對(duì)比1月和7月份入庫(kù)流量變化（圖1（b）），發(fā)現(xiàn)上游來(lái)水明顯增加了庫(kù)區(qū)表層顆粒物濃度（圖5）。但由于水庫(kù)“蓄清排渾”的運(yùn)行方式，加上1月份水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，上游來(lái)水中的泥沙經(jīng)大壩攔截和重力沉降后較7月份有明顯降低，且沿河流方向顆粒物濃度有所降低。但通過入庫(kù)流量判斷，溪洛渡和向家壩水庫(kù)沿線降雨徑流有所增加，也就導(dǎo)致表層顆粒物濃度明顯升高。因此呈現(xiàn)出1月份真光層深度高于7月份，溪洛渡和向家壩水庫(kù)真光層深度高于烏東德的整體趨勢(shì)（圖3）。結(jié)合真光層深度與混合層深度之比（Z_eu/Z_mix）的臨界層理論，進(jìn)一步證實(shí)藻類生長(zhǎng)受水溫和光照條件共同影響^［38］，當(dāng)Z_eu/Z_mix的比值高于臨界值時(shí)，光照條件占主導(dǎo)地位，壩前垂向水體中葉綠素a濃度在真光層深度下迅速上升，并出現(xiàn)局部水華現(xiàn)象；當(dāng)Z_eu/Z_mix的比值小于臨界值時(shí)，水溫條件占主導(dǎo)地位，即使真光層深度很高，但通常水體中葉綠素a濃度較低，不會(huì)出現(xiàn)水華暴發(fā)現(xiàn)象。而實(shí)際7月份溪洛渡和向家壩水庫(kù)確實(shí)也發(fā)生局部水華現(xiàn)象，這表明在金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)中Z_eu/Z_mix的臨界值可能要大于1，這主要與水庫(kù)中真光層較低以及水溫在7月混合不均勻有關(guān)。

一些湖庫(kù)的研究表明，水體熱量分層驅(qū)動(dòng)著水體溫度結(jié)構(gòu)、水動(dòng)力學(xué)、營(yíng)養(yǎng)鹽、捕食者和浮游植物動(dòng)態(tài)變化，并遵循一定的季節(jié)變化模式^［39-41］。綜合可知金沙江下游3座水庫(kù)同樣遵循這一規(guī)律，即水庫(kù)的水溫分層形成與消失對(duì)溶解氧、pH、營(yíng)養(yǎng)鹽及浮游植物的垂向分布同樣會(huì)產(chǎn)生重大影響^［42］。

3.2 水庫(kù)調(diào)度對(duì)壩前垂向光、熱、氧特性的影響

梯級(jí)水電開發(fā)對(duì)河流水生環(huán)境產(chǎn)生了一系列影響，研究發(fā)現(xiàn)水庫(kù)調(diào)度通過調(diào)節(jié)水位高度、入庫(kù)流量、出庫(kù)流量和出水位置，改變庫(kù)區(qū)水動(dòng)力條件和水力停留時(shí)間，對(duì)庫(kù)區(qū)垂向理化特性影響顯著^［43］。通過Pearson相關(guān)性分析得出調(diào)度干擾對(duì)水庫(kù)垂向特性的影響如圖6所示，金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)調(diào)度參數(shù)中的月平均入庫(kù)流量（Inflow，Q_in）和出庫(kù)流量（Outflow，Q_out）對(duì)溫躍層、氧躍層、混合層深度、相對(duì)水柱穩(wěn)定性指數(shù)和熱分層穩(wěn)定系數(shù)均存在顯著的相關(guān)性，其中與混合層深度顯著負(fù)相關(guān)。此外，水力停留時(shí)間、庫(kù)容和庫(kù)齡與分層特性均表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系，而水位對(duì)分層特性的影響與入庫(kù)和出庫(kù)流量正好相反。研究表明，入庫(kù)流量參與水庫(kù)水體的對(duì)流輸送、紊流擴(kuò)散和溫差異重流等過程，對(duì)庫(kù)區(qū)水溫結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的影響；而出庫(kù)流量則在泄流過程中帶走熱量，造成庫(kù)區(qū)熱量損失^［44］。華逢耀等^［45］則進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，高入庫(kù)流量會(huì)加劇水體的擾動(dòng)，使得水體受到卷吸摻混作用增強(qiáng)，會(huì)明顯降低熱力分層的穩(wěn)定性。對(duì)于金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)而言，區(qū)域降水年內(nèi)分配不均，雨旱季分明，年降水量的80%集中在5～10月，因此夏季的出入庫(kù)流量都要明顯高于冬季，這理應(yīng)導(dǎo)致夏季水庫(kù)垂向分層不明顯，但事實(shí)與之相反，為夏季溫躍層、氧躍層和熱分層穩(wěn)定系數(shù)要明顯高于冬季時(shí)期，混合層和真光層深度則是冬季大于夏季時(shí)期。而曾康等^［23］發(fā)現(xiàn)，降雨會(huì)增加庫(kù)區(qū)入庫(kù)流量，進(jìn)而削弱水體的熱分層穩(wěn)定性。此外，He等^［46］通過長(zhǎng)時(shí)間序列下的水位與水溫關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)水位升高時(shí)水體熱分層穩(wěn)定性也有所降低。而龍良紅^［47］、戴凌全^［11］等對(duì)溪洛渡水庫(kù)的研究表明，季節(jié)變化下表層到泄水口處水溫差異明顯，且當(dāng)出水位置上移時(shí)，壩前等溫層厚度縮小，溫躍層深度上移。此外，對(duì)于金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)而言，烏東德水庫(kù)庫(kù)齡較小，其水體分層現(xiàn)象可能較為顯著，這與其蓄水初期水體混合較為均勻、水溫分層結(jié)構(gòu)尚未穩(wěn)定有關(guān)。而溪洛渡和向家壩水庫(kù)運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，其水體分層結(jié)構(gòu)可能相對(duì)穩(wěn)定，受到調(diào)度方式的影響也更為明顯^{［11，48］}。因此推測(cè)，金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)所展示出的獨(dú)特分層現(xiàn)象，可能與其獨(dú)特的調(diào)度方式以及鮮明的水文條件變化有關(guān)，使得其與絕大多數(shù)水庫(kù)的分層特性存在顯著差異。

4 結(jié) 論

（1） 金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)季節(jié)間水溫差異明顯，在夏季形成了穩(wěn)定的熱力分層現(xiàn)象，但受庫(kù)區(qū)高水體交換量的影響，溫躍層和混合層深度相對(duì)較低，且主要集中在表層水體中。而冬季由于金沙江下游3座水庫(kù)地處高海拔的南亞熱帶氣候區(qū)，光熱資源豐富。冬季外界氣溫仍相對(duì)較高，在風(fēng)力擾動(dòng)和垂向?qū)α鞯葪l件的影響下，水體垂向摻混均勻，未有明顯的熱分層出現(xiàn)，且混合層深度與最大采樣深度相當(dāng)。

（2）金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)垂向溶解氧濃度普遍處于富氧狀態(tài)，水體中未有明顯缺氧狀態(tài)出現(xiàn)。尤其在夏季，受浮游植物光合作用影響，水庫(kù)表層水體中的溶氧濃度普遍高于理論飽和值。此外，受上游入流和溫度分層影響，氧躍層深度也主要集中在表層水體中。

（3）水庫(kù)中冬季真光層深度要明顯高于夏季，主要受水體透明度影響，并與表層懸浮物濃度和浮游植物生物量密切相關(guān)。而水體中的葉綠素a濃度則主要與水溫、總氮和光照條件有關(guān)，并能通過Z_eu/Z_mix的比值反映庫(kù)區(qū)是否有水華發(fā)生，但受水位波動(dòng)和水量交換的影響，金沙江下游梯級(jí)水庫(kù)中Z_eu/Z_mix的臨界值可能要大于1。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 張運(yùn)林，馮勝，馬榮華，等.太湖秋季真光層深度空間分布及浮游植物初級(jí)生產(chǎn)力的估算［J］.湖泊科學(xué)，2008，20（3）：380-388.

［2］ 龍良紅，徐慧，紀(jì)道斌，等.向家壩水庫(kù)水溫時(shí)空特征及其成因分析［J］.長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2017，26（5）：738-746.

［3］ 陳宇，李一平，朱雅，等.南方水庫(kù)熱分層消亡期混合層深度及缺氧區(qū)時(shí)空變化特征：以南寧市天雹水庫(kù)為例［J］.湖泊科學(xué)，2023，35（5）：1623-1634.

［4］ 孫祥，朱廣偉，笪文怡，等.天目湖沙河水庫(kù)熱分層變化及其對(duì)水質(zhì)的影響［J］.環(huán)境科學(xué)，2018，39（6）：2632-2640.

［5］ 邱曉鵬，黃廷林，曾明正.溶解氧對(duì)湖庫(kù)熱分層和富營(yíng)養(yǎng)化的響應(yīng)：以棗莊周村水庫(kù)為例［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2016，36（5）：1547-1553.

［6］ ZHANG Y，WU Z，LIU M，et al.Dissolved oxygen stratification and response to thermal structure and long-term climate change in a large and deep subtropical reservoir （Lake Qiandaohu，China）［J］.Water Research，2015，75：249-258.

［7］ LIU M，ZHANG Y，SHI K，et al.Thermal stratification dynamics in a large and deep subtropical reservoir revealed by high-frequency buoy data［J］.Science of the Total Environment，2019，651：614-624.

［8］ 蔡陽(yáng)揚(yáng)，唐常源，曹英杰.亞熱帶聯(lián)和水庫(kù)理化因子及浮游植物分布特征［J］.中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，59（3）：59-72.

［9］ 施練東，竺維佳，張俊芳，等.亞熱帶水庫(kù)浮游植物群落結(jié)構(gòu)季節(jié)演替及其春季水華成因分析：以浙江湯浦水庫(kù)為例［J］.水生態(tài)學(xué)雜志，2013，34（2）：32-39.

［10］ANTENUCCI J P，IMBERGER J，SAGGIO A.Seasonal evolution of the basin-scale internal wave field in a large stratified lake［J］.Limnology and Oceanography，2000，45（7）：1621-1638.

［11］戴凌全，張青森，任玉峰，等.來(lái)流變化條件下溪洛渡水庫(kù)生態(tài)調(diào)度期水溫分層特性研究［J］.水資源與水工程學(xué)報(bào)，2023，34（5）：132-139.

［12］LU L，ZOU X，YANG J，et al.Biogeography of eukaryotic plankton communities along the upper Yangtze River：the potential impact of cascade dams and reservoirs［J］.Journal of Hydrology，2020，590：125495.

［13］LOPES L F G，DO CARMO J S A，CORTES R M V，et al.Hydrodynamics and water quality modelling in a regulated river segment：application on the instream flow definition［J］.Ecological Modelling，2004，173（2/3）：197-218.

［14］LI Y，HUANG T L，ZHOU Z Z，et al.Effects of reservoir operation and climate change on thermal stratification of a canyon-shaped reservoir，in northwest China［J］.Water Science and Technology Water Supply，2018，18（2）：418-429.

［15］DENG K，YANG S，LIAN E，et al.Three Gorges Dam alters the Changjiang （Yangtze）river water cycle in the dry seasons：evidence from H-O isotopes［J］.Science of the Total Environment，2016，562：89-97.

［16］ZHAO B L，ZENG Q H，WANG J H，et al.Impact of cascade reservoirs on nutrients transported downstream and regulation method based on hydraulic retention time［J］.Water Research，2024，252：121187.

［17］丁勝祥，張俊，牛文靜，等.應(yīng)對(duì)2022年枯水的長(zhǎng)江上游水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度方案［J］.人民長(zhǎng)江，2023，54（2）：1-6.

［18］張運(yùn)林，秦伯強(qiáng)，胡維平，等.太湖典型湖區(qū)真光層深度的時(shí)空變化及其生態(tài)意義［J］.中國(guó)科學(xué)（D輯：地球科學(xué)），2006（3）：287-296.

［19］KARA A B，ROCHFORD P A，HURLBURT H E.An optimal definition for ocean mixed layer depth［J］.Journal of Geophysical Research-Oceans，2000，105（C7）：16803-16821.

［20］KASPRZAK P，SHATWELL T，GESSNER M O，et al.Extreme weather event triggers cascade towards extreme turbidity in a clear-water lake［J］.Ecosystems，2017，20（8）：1407-1420.

［21］YANLEI W，BING H，REN Z，et al.Distribution characteristics of world oceanic thermocline based on argo data［J］.Advances in Marine Science，2008，26（4）：428-435.

［22］LIU Q Y，JIA Y L，LIU P H，et al.Seasonal and intraseasonal thermocline variability in the Central South China Sea［J］.Geophysical Research Letters，2001，28（23）：4467-4470.

［23］曾康，黃廷林，馬衛(wèi)星，等.暴雨徑流對(duì)分層水庫(kù)水質(zhì)的影響［J］.環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2016，10（9）：4979-4986.

［24］LAWSON R，ANDERSON M A.Stratification and mixing in Lake Elsinore，California：an assessment of axial flow pumps for improving water quality in a shallow eutrophic lake［J］.Water Research，2007，41（19）：4457-4467.

［25］陳聿奇，崔玉潔，黃浩昇，等.分層異重流背景下降雨對(duì)三峽水庫(kù)香溪河水華消退的影響［J］.湖泊科學(xué)，2023，35（2）：519-529.

［26］HUANG T，LI X，RIJNAARTS H，et al.Effects of storm runoff on the thermal regime and water quality of a deep，stratified reservoir in a temperate monsoon zone，in Northwest China［J］.Science of the Total Environment，2014，485：820-827.

［27］劉雪晴，黃廷林，李楠，等.水庫(kù)熱分層期藻類水華與溫躍層厭氧成因分析［J］.環(huán)境科學(xué)，2019，40（5）：2258-2264.

［28］李雨，鄒珊，張國(guó)學(xué)，等.溪洛渡水庫(kù)分層取水調(diào)度對(duì)下游河段水溫結(jié)構(gòu)的影響分析［J］.水文，2021，41（3）：101-108.

［29］王耀耀，徐濤，崔玉潔，等.神農(nóng)溪水體季節(jié)熱分層特征及其對(duì)水華影響［J］.水生態(tài)學(xué)雜志，2020，41（4）：19-26.

［30］張朝能.水體中飽和溶解氧的求算方法探討［J］.環(huán)境科學(xué)研究，1999（2）：57-58.

［31］BEHRENFELD M J，F(xiàn)ALKOWSKI P G.Photosynthetic rates derived from satellite-based chlorophyll concentration［J］.Limnology and Oceanography，1997，42（1）：1-20.

［32］BOEHRER B，SCHULTZE M.Stratification of lakes［J］.Reviews of Geophysics，2008，46（2）：1-27.

［33］YANG J，LV H，YANG J，et al.Decline in water level boosts cyanobacteria dominance in subtropical reservoirs［J］.Science of the Total Environment，2016，557：445-452.

［34］LIU L，LIU D，JOHNSON D M，et al.Effects of vertical mixing on phytoplankton blooms in Xiangxi Bay of Three Gorges Reservoir：implications for management［J］.Water Research，2012，46（7）：2121-2130.

［35］殷燕，張運(yùn)林，王明珠，等.光照強(qiáng)度對(duì)銅綠微囊藻（Microcystis aeruginosa）和斜生柵藻（Scenedesmus obliqnus）生長(zhǎng)及吸收特性的影響［J］.湖泊科學(xué)，2012，24（5）：755-764.

［36］ZHANG Y，ZHANG Y，SHI K，et al.Remote sensing estimation of water clarity for various lakes in China［J］.Water Research，2021，192：116844.

［37］徐京萍，張柏，藺鈺，等.結(jié)合高光譜數(shù)據(jù)反演吉林石頭口門水庫(kù)懸浮物含量和透明度［J］.湖泊科學(xué)，2007，19（3）：269-274.

［38］BERGER S A，DIEHL S，STIBOR H，et al.Water temperature and mixing depth affect timing and magnitude of events during spring succession of the plankton［J］.Oecologia，2007，150（4）：643-654.

［39］吳志旭，劉明亮，蘭佳，等.新安江水庫(kù)（千島湖）湖泊區(qū)夏季熱分層期間垂向理化及浮游植物特征［J］.湖泊科學(xué)，2012，24（3）：460-465.

［40］趙林林，朱夢(mèng)圓，馮龍慶，等.太湖水體理化指標(biāo)在夏季短時(shí)間尺度上的分層及其控制因素［J］.湖泊科學(xué)，2011，23（4）：649-656.

［41］馬越，郭慶林，黃廷林，等.西安黑河金盆水庫(kù)季節(jié)性熱分層的水質(zhì)響應(yīng)特征［J］.水利學(xué)報(bào)，2013，44（4）：406-415.

［42］RYABOV A B，RUDOLF L，BLASIUS B.Vertical distribution and composition of phytoplankton under the influence of an upper mixed layer［J］.Journal of Theoretical Biology，2010，263（1）：120-133.

［43］王帥.氣候變化和水庫(kù)調(diào)度對(duì)山美水庫(kù)不同時(shí)間尺度熱分層結(jié)構(gòu)的影響［D］.福州：福建師范大學(xué)，2022.

［44］謝奇珂，劉昭偉，陳永燦，等.河流型深水庫(kù)出流日調(diào)節(jié)誘導(dǎo)下的內(nèi)波特征［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2019，38（1）：41-51.

［45］華逢耀，黃廷林，李楠，等.不同強(qiáng)度降雨徑流對(duì)水源水庫(kù)熱分層和水質(zhì)的影響［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2021，41（3）：1234-1242.

［46］HE W，LIAN J，ZHANG J，et al.Impact of intra-annual runoff uniformity and global warming on the thermal regime of a large reservoir［J］.Science of the Total Environment，2019，658：1085-1097.

［47］龍良紅，徐慧，鮑正風(fēng)，等.溪洛渡水庫(kù)水溫時(shí)空特性研究［J］.水力發(fā)電學(xué)報(bào)，2018，37（4）：79-89.

［48］程帥，左新宇，黃蕙，等.溪洛渡、向家壩庫(kù)區(qū)及壩下水溫分布特性及成因分析［J］.水利水電快報(bào)，2019，40（8）：35-39.

（編輯：劉 媛）

Study on vertical physicochemical characteristics of water of cascade reservoirs

in lower reaches of Jinsha River in summer and winter

GUAN Yiwei，LI Yinbo，CHEN Luxin，XIAO Yan，LI Zhe，LU Lunhui

（Chongqing Institute of Green and Intelligent Technology，Chinese Academy of Sciences，Chongqing 400714，China）

Abstract： Damming and reservoir impoundment significantly alter riverine hydrological conditions，leading to reduced flow velocity and elevated water levels in upstream areas，subsequently influencing material cycling patterns in reservoir zones.However，the vertical variations in physicochemical characteristics of water bodies under cascade reservoir operation in the lower Jinsha River remain poorly understood.This study investigated these variations through stratified sampling of vertical water bodies at the front of three reservoirs （Wudongde，Xiluodu，and Xiangjiaba） during winter （January） and summer （July） 2022.We analyzed the distribution patterns of water temperature and dissolved oxygen concentrations along vertical gradients，and explored the driving mechanism of seasonal differences in vertical light，thermal，and oxygen characteristics.The results revealed two key findings：① Vertical light，thermal，and oxygen characteristics exhibited distinct seasonal patterns，primarily controlled by reservoir inflow and outflow rates.The waters didn′t show obvious vertical temperature gradients in summer，and stable thermocline formations weren′t formed in all three reservoirs.The water was mixed evenly in the vertical direction，and the depth of mixing lay was almost equivalent to the whole water depth.In winter，the water exhibited stable thermal stratification predominantly observed in surface waters （0～10 m），influenced by water level fluctuations and reservoir flow exchange.The thermal stratification stability index （RWCS/H） was substantially higher in summer compared to winter.Surface waters during summer showed dissolved oxygen concentrations exceeding theoretical saturation levels，accompanied by oxycline formation，reflecting the combined influence of water temperature and phytoplankton activity.② The concentration of chlorophyll-a was found to be significantly positively correlated with water temperature，dissolved oxygen，pH，conductivity，total nitrogen，and light conditions （water transparency and euphotic depth） in the summer，but only with water transparency in the winter，according to correlation analyses.According to these correlations，the right water temperature along with enough light and nutrients significantly boosted phytoplankton development，which raised saturated dissolved oxygen concentrations and increased oxycline thickness.As a result，summertime had substantially higher dissolved oxygen concentrations and thicker oxygen layers than wintertime.The euphotic depth in winter was significantly greater than that in summer.Through correlation analysis，it was found that the euphotic depth was mainly affected by the transparency of the surface water and was closely related to the sediment content and storm runoff in the upstream water.These findings can provide valuable insights for implementing adaptive reservoir ecological operation strategies.

Key words： water physicochemical characteristics；stratification characteristics；thermal stratification stability index；euphotic zone depth；scheduling operation；cascade reservoirs；lower reaches of Jinsha River