三峡水库成库初期重庆段水体氮、磷的时空异质性

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1、西南大学硕士论文摘要水体富营养化是普遍存在的生态问题。富营养化是由于水体中氮、磷营养物质的富集而使水质恶化的过程．表现出水生生物生长繁殖能力提高、藻类异常增殖等现象。根据国际经济合作与开发组织(OECD)研究表明．80％的湖泊富营养化受磷元素制约，大约10％的湖泊富营养化与氮元素和磷元素直接相关．余下的lO％的湖泊富营养化与其他因素有关。长江三峡工程自2003年6月完成一期工程并蓄水发电，库区水域的水文特征发生了重大改变t特别是2009年三峡工程完_[，正常蓄水位达到175m，回水区长约657km，水流流速由2ms。降至0．1-4)．3ms～，水流速度大幅度减缓使水体泥沙易于淤积，水质变清

2、，透明度增加，创造了有利于水生藻类生长繁殖的条件，增加了三峡库区水体发生富营养化的可能性。以往对三峡水库富营养化的研究大多集中于对175m蓄水后水质预测以及次级河流的研究，对营养盐季节变化、营养盐结构的研究也主要集中于长江口区域，而对三峡库区长江干流水体营养盐的系统研究鲜见报道。三峡水库成库后特殊的水文条件决定了对库区水体富营养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库。因此，从富营养化产生的原因及结果分析，研究三峡水库营养元素(主要为N、P)的分布特征对深入研究三峡水库富营养化现状及趋势变化有重要现实与理论意义。论文采用实地采样分析的方法，通过系统对135m成库前后三峡水

3、库长江干流水体营养盐的浓度及其时空分布规律的对比研究，分析由于三峡水库一期蓄水对水库区域水质的影响。通过对库区不同污染源营养盐输入负荷的对比研究，确定不同污染源输入负荷对库区水体的贡献，可为控制水体富营养化、保护库区水质提供参考数据。营养盐季节变化研究表明，三峡水库不同采样断面上游区(朱沱)、回水区(清溪场)、水库区(万州)营养盐季节变化趋势比较相似，不同断面因蓄水带来的水文环境差异没有影响到营养盐的季节变化。不同断面TN(总氮)、N03-N(硝态氮)季节变化趋势相平行，基本规律为春夏季高于秋冬季；TP(总磷)、PP(颗粒态磷)季节变化趋势相平行。季节变化规律明显，即丰水期(7~9月)浓度

4、显著高于枯本期、平水期。三峡库区长江干流与我国很多湖泊、河流一样，无机氮以Nil3-N、N02-N和N03-N三种形式存在，N03一N为主，N03-N约占无机氮的60V一90％。无机氮的含量顺序为：NO，-N>NH、．N>N02-N，不同季节无机氮结构存在一定差异，但没有呈现明显的规律。上游区、回水区和水库区营养盐结构差异较小。营养盐P结构季节变化规律明显．丰水期(7-10月)PP占TP比例大，范围介于750／o,-．95％之间：枯水期(1-5月)DTP(溶解态磷)占TP比例大．DTP占TP百分比例介于30％一78％之间；就全年均值而言，三个采样点PP占TP卣分比例火小顺序依次为：朱沱>清

5、溪场>万州。水体丁N八P比值基本介于13～24之间，在最适宜藻类生长的氮磷比值范围之外，这可能也是水体营养盐浓度达到富营养化水平．但暂时来发生人面积浮西南大学硕士论文摘要游藻类繁殖的原因之一。蓄水前后丰水期SS浓度均比枯水期高约一个数量级。蓄水后水库区域ss浓度比蓄水前降低，同一水期水库区ss浓度比上游区和回水区低，主要是由于蓄水后水库区流速减缓引起。总体上，三峡水库蓄水前后，沿水库水流方向从上游朱沱到水库区巫山，不易降解污染物氮、磷营养盐在水平分布上无明显变化。对水体营养盐垂直规律研究发现：除NH，-N在上(水面下0．5m)、中(O，6倍水深)、F层(O．8倍水深)有较小变化外，蓄水前后

6、营养盐在垂直断面上差异均不明显。通过对朱沱断面营养盐浓度及流量的监测，假设上游来水营养盐排放保持现状，预测了175m蓄水阶段上游来水的营养盐输入状况。据估算．长江上游TN、TP、NH，-N的年输入量分别达到419627t、106939t、29078t。对比三峡库区工业废水、生活污水、城市面源和农业面源对水库的营养盐输入负荷，对水库所有营养盐输入源中，上游来水对库区营养盐的输入贡献最大，嘉陵江输入次之．上游来水和次级河流营养盐输入对三峡水库水质的影响不容忽视。并且丰水期营养盐输入是年总输入量的主要贡献者．营养盐输入量表现出明显的丰水期高，桔水期低的季节性变化特征。营养盐输入量与流量之间具有极

7、显著的线性正相关关系，因此认为营养盐输入量的季节性变化主要受流量季节性差异的影响。综上所述，135m蓄永后从回水区清溪场到水库区巫山，水流流速虽然有不同程度减小，但从整体而言，除水库区由于流速减少．悬浮物沉降导致水体悬浮物浓度降低，PP／TP比值低于上游区和回水区，135m蓄水对水体营养盐的时空分布影响较小。关键词：三峡水库营养盐分布变化¨西南大学硕士论文AbstracctAbstractAquaticeutrophic