三峽水庫成庫初期重慶段水體氮、磷的時空異質(zhì)性.pdf

1、水體富營養(yǎng)化是普遍存在的生態(tài)問題。富營養(yǎng)化是由于水體中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的富集而使水質(zhì)惡化的過程，表現(xiàn)出水生生物生長繁殖能力提高、藻類異常增殖等現(xiàn)象。根據(jù)國際經(jīng)濟合作與開發(fā)組織(OECD)研究表明，80％的湖泊富營養(yǎng)化受磷元素制約，大約10％的湖泊富營養(yǎng)化與氮元素和磷元素直接相關(guān)，余下的10％的湖泊富營養(yǎng)化與其他因素有關(guān)。 長江三峽工程自2003年6月完成一期工程并蓄水發(fā)電，庫區(qū)水域的水文特征發(fā)生了重大改變，特別是2009年三峽工程

2、完工，正常蓄水位達(dá)到175m，回水區(qū)長約657km，水流流速由2ms-1降至0.1～0.3ms-1，水流速度大幅度減緩使水體泥沙易于淤積，水質(zhì)變清，透明度增加，創(chuàng)造了有利于水生藻類生長繁殖的條件，增加了三峽庫區(qū)水體發(fā)生富營養(yǎng)化的可能性。以往對三峽水庫富營養(yǎng)化的研究大多集中于對175m蓄水后水質(zhì)預(yù)測以及次級河流的研究，對營養(yǎng)鹽季節(jié)變化、營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)的研究也主要集中于長江口區(qū)域，而對三峽庫區(qū)長江干流水體營養(yǎng)鹽的系統(tǒng)研究鮮見報道。 三峽

3、水庫成庫后特殊的水文條件決定了對庫區(qū)水體富營養(yǎng)化的研究既不能完全等同于一般河流，也不能完全等同于一般水庫。因此，從富營養(yǎng)化產(chǎn)生的原因及結(jié)果分析，研究三峽水庫營養(yǎng)元素(主要為N、P)的分布特征對深入研究三峽水庫富營養(yǎng)化現(xiàn)狀及趨勢變化有重要現(xiàn)實與理論意義。論文采用實地采樣分析的方法，通過系統(tǒng)對135m成庫前后三峽水庫長江干流水體營養(yǎng)鹽的濃度及其時空分布規(guī)律的對比研究，分析由于三峽水庫一期蓄水對水庫區(qū)域水質(zhì)的影響。通過對庫區(qū)不同污染源營養(yǎng)鹽輸

4、入負(fù)荷的對比研究，確定不同污染源輸入負(fù)荷對庫區(qū)水體的貢獻(xiàn)，可為控制水體富營養(yǎng)化、保護庫區(qū)水質(zhì)提供參考數(shù)據(jù)。 營養(yǎng)鹽季節(jié)變化研究表明，三峽水庫不同采樣斷面上游區(qū)(朱沱)、回水區(qū)(清溪場)、水庫區(qū)(萬州)營養(yǎng)鹽季節(jié)變化趨勢比較相似，不同斷面因蓄水帶來的水文環(huán)境差異沒有影響到營養(yǎng)鹽的季節(jié)變化。不同斷面TN(總氮)、NO3-N(硝態(tài)氮)季節(jié)變化趨勢相平行，基本規(guī)律為春夏季高于秋冬季；TP(總磷)、PP(顆粒態(tài)磷)季節(jié)變化趨勢相平行，季節(jié)

5、變化規(guī)律明顯，即豐水期(7～9月)濃度顯著高于枯水期、平水期。 三峽庫區(qū)長江干流與我國很多湖泊、河流一樣，無機氮以NH3-N、NO2-N和NO3-N三種形式存在，NO3-N為主，NO3-N約占無機氮的60％～90％。無機氮的含量順序為：NO3-N＞NH3-N＞NO2-N，不同季節(jié)無機氮結(jié)構(gòu)存在一定差異，但沒有呈現(xiàn)明顯的規(guī)律。上游區(qū)、回水區(qū)和水庫區(qū)營養(yǎng)鹽結(jié)構(gòu)差異較小。營養(yǎng)鹽P結(jié)構(gòu)季節(jié)變化規(guī)律明顯，豐水期(7～10月)PP占TP比例

6、大，范圍介于75％～95％之間；枯水期(1～5月)DTP(溶解態(tài)磷)占TP比例大，DTP占TP百分比例介于30％～78％之間；就全年均值而言，三個采樣點PP占TP百分比例大小順序依次為：朱沱＞清溪場＞萬州。水體TN/TP比值基本介于13～24之間，在最適宜藻類生長的氮磷比值范圍之外，這可能也是水體營養(yǎng)鹽濃度達(dá)到富營養(yǎng)化水平，但暫時未發(fā)生大面積浮游藻類繁殖的原因之一。 蓄水前后豐水期SS濃度均比枯水期高約一個數(shù)量級。蓄水后水庫區(qū)域

7、SS濃度比蓄水前降低，同一水期水庫區(qū)SS濃度比上游區(qū)和回水區(qū)低，主要是由于蓄水后水庫區(qū)流速減緩引起?？傮w上，三峽水庫蓄水前后，沿水庫水流方向從上游朱沱到水庫區(qū)巫山，不易降解污染物氮、磷營養(yǎng)鹽在水平分布上無明顯變化。對水體營養(yǎng)鹽垂直規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)：除NH3-N在上(水面下0.5m)、中(0.6倍水深)、下層(0.8倍水深)有較小變化外，蓄水前后營養(yǎng)鹽在垂直斷面上差異均不明顯。 通過對朱沱斷面營養(yǎng)鹽濃度及流量的監(jiān)測，假設(shè)上游來水營養(yǎng)鹽

8、排放保持現(xiàn)狀，預(yù)測了175m蓄水階段上游來水的營養(yǎng)鹽輸入狀況。據(jù)估算，長江上游TN、TP、NH3-N的年輸入量分別達(dá)到419627t、106939t、29078t。對比三峽庫區(qū)工業(yè)廢水、生活污水、城市面源和農(nóng)業(yè)面源對水庫的營養(yǎng)鹽輸入負(fù)荷，對水庫所有營養(yǎng)鹽輸入源中，上游來水對庫區(qū)營養(yǎng)鹽的輸入貢獻(xiàn)最大，嘉陵江輸入次之，上游來水和次級河流營養(yǎng)鹽輸入對三峽水庫水質(zhì)的影響不容忽視。并且豐水期營養(yǎng)鹽輸入是年總輸入量的主要貢獻(xiàn)者，營養(yǎng)鹽輸入量表現(xiàn)出明