三峡水库蓄水前后大宁河水体中营养盐时空分布及水质变化趋势探讨

通过分析历年监测资料,研究了三峡工程蓄水前后大宁河水质时空变化状况。结果表明：整体上三峡工程蓄水前后大宁河水质类别未发生变化,营养盐指标中氨氮较蓄水前有明显的下降;其它营养指标变化较复杂;从上游至下游,各营养盐指标呈上升趋势,较长江干流营养盐水平要低;另外受干流回水顶托,致使水流回水区流速变缓,部分河段出现了富营养化现象。     

三峡工程库区巫山段干支流水质变化分析研究

文章采用巫山县环境监测站2002年到2008年监测资料,对三峡工程蓄水后库区巫山段水质进行了评价与分析。结果表明：蓄水后三峡库区长江干流巫山段总体水质良好;未受到重金属、石油类和挥发性酚类物质污染;总氮和总磷指标偏高;水体处于中营养状态水平。蓄水后一级支流总磷、总氮指标升高,水质类别上升,水质有恶化的趋势;水流变缓,气候条件和营养盐浓度适宜,在一级支流回水敏感区的部分河段爆发了“水华”,富营养化的潜在风险升高。在营养水平和气候条件相当的情况下,支流回水区常爆发“水华”而干流未出现“水华”现象,说明水动力条件是发生水体富营养化的主要诱发因子。     

三峡库区蓄水后支流回水段富营养化研究

为掌握三峡水库蓄水后支流回水段的营养特征及其变化情况，2004年4月分别对大宁河、神女溪、抱龙河与大溪河回水段水体进行了富营养化调查和监测，调查监测的项目包括透明度、总氮、总磷、高锰酸盐指数和叶绿素a等重要指标。并运用综合营养状态指数法对监测结果进行了评价与相关性分析，初步研究了支流回水段水体的水质状况。结果表明库区支流回水段的营养盐浓度并不比长江干流高，但库区支流回水段的中下游区域已经发生了轻度富营养化；相关公式的建立有助于掌握支流回水段的水质状况；叶绿素a与氮、磷等营养盐呈现较好的正相关关系，与透明度和电导率则呈较显的负相关关系。     

三峡水库干流倒灌对支流库湾营养盐分布的影响

三峡水库蓄水后,库区普遍存在干流水体倒灌支流的现象。为探明干流倒灌对支流库湾水动力学特性及其营养盐分布的影响规律,于2010年对库区4条典型支流库湾水流速度、水深、总氮(TN)、总磷(TP)等进行了监测。监测结果表明,干支流以异重流形式进行水体交换;大宁河、磨刀溪、小江3条支流库湾水体TN、TP浓度均低于干流水体;香溪河库湾水体TN浓度同样低于干流水体,但库湾上游水体TP浓度高于干流水体;受干流倒灌影响,支流库湾水体主要营养盐空间分布不均,营养盐浓度高的干流水体倒灌进入库湾,对其影响范围内的支流水体的营养盐起到补给作用。     

三峡库区蓄水后支流回水段富营养化研究

2004年4月期间分别对大宁河、神女溪、抱龙河与大溪河回水段水体进行了富营养化调查和监测,并运用综合营养状态指数法对监测结果进行了评价与相关性分析,初步研究了支流回水段水体的水质状况.结果表明库区支流回水段的营养盐浓度并不比长江干流高,但库区支流回水段的中下游区域已经发生了轻度富营养化;相关公式的建立有助于掌握支流回水段的水质状况;叶绿素a与氮磷等营养盐呈现较好的正相关关系,与透明度和电导率则呈较显著的负相关关系.     

三峡支流大宁河库湾水质分布变化原因及其生态效应

为探讨三峡支流大宁河库湾水体水质分布变化的原因及其产生的生态效应,从大宁河库湾污染源、三峡干支流水体交换等视角,建立三峡干流与大宁河库湾交换水量的计算公式,监测大宁河库湾表层水样水质的逐月变化情况,重点分析不同调度期三峡干支流水体交换变化驱动下大宁河库湾水质时空分布的响应变化.结果表明:①三峡干流回水倒灌、大宁河上游来流是大宁河库湾水量、TN、TP等的主要来源,干流表层水体EC（电导率）、ρ（TP）和ρ（TN）均高于大宁河上游来流.②蓄水期至高水位期,在干流回水倒灌作用和库湾水量滞留作用的影响下,库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布向上延伸至距离入江口0~20 km及以上的库湾水域.泄水期至低水位期,干支流交换水量为负值,表示库湾流出水量高于干流回水倒灌水量.这两个时期库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布首先集中于距离入江口0~5 km的库湾水域,随后向库湾中游方向延伸,可能因泄水后期、低水位期仍有少量干流回水从中表层方向倒灌以及库湾中游藻密度高引起.③5-9月距离入江口0~20 km的库湾中游、下游水域藻密度明显高于其他时期其他水域,与水温适宜、非氮非磷限制的营养结构[TN/TP（摩尔比）为30~40]促进藻类生长繁殖有关.研究显示,不同调度期干支流水体交换是驱动大宁河库湾水质分布变化的重要因素,进而库湾水体氮、磷营养结构的时空变化一定程度上影响着浮游藻类生长分布.      

三峡库区表层沉积物营养盐时空变化及评价

三峡工程开建以来,三峡水库长江干支流水文形势发生了重大变化,水体流态及悬浮物沉降条件的改变可能导致库区表层沉积物性状的改变.对2000~2015年三峡水库长江干流江津至坝址段和嘉陵江、御临河、乌江、小江、大宁河、香溪河等主要入库支流河口表层沉积物中营养盐含量水平、时空变化及污染状况分析和评价.结果表明:干流表层沉积物中总磷各断面含量平均值在678.2~928.6 mg·kg~(-1)之间,总氮质量分数平均值在0.203%~0.362%,钾元素质量分数平均值在1.74%~2.37%之间,有机质质量分数平均值在0.94%~1.54%之间;支流河口表层沉积物中总磷各断面含量平均值在490.1~832.3 mg·kg~(-1)之间,总氮质量分数平均值在0.257%~0.495%,钾元素质量分数平均值在1.69%~2.32%之间,有机质质量分数平均值在1.21%~2.27%之间.干支流绝大部分断面表层沉积物中总磷、钾均值与背景值基本相当,但总氮均值明显高于背景值、有机质均值则显著低于背景值.干支流各断面沉积物中营养盐含量未表现出明显的岸别差异;不同的营养盐在沉积物中含量沿程变化趋势呈现出较明显的差异.不同水期干支流沉积物中营养盐含量存在一定程度的波动;蓄水对表层沉积物中营养盐含量影响有限,未出现明显地随蓄水进程而进一步富集现象.有机指数和有机氮污染评价结果表明,三峡库区表层沉积物环境状况以较清洁为主,仅个别支流和局部时段会呈现较明显的有机污染现象,但均存在较明显的有机氮污染.三峡库区表层沉积物中营养物质存在一定的生态风险,营养物质生态风险主要来自TP和TN.     

三峡水库试验性蓄水前后大宁河富营养化状态比较

基于大宁河试验性蓄水阶段(2005-09～2007-09)和正常运行阶段(2008-09～2010-09)的监测数据,对大宁河试验性蓄水前后富营养化状态进行比较,在此基础上运用Carlson的"二维坐标理论"和数理统计分析方法,探究大宁河富营养状态限制因素.结果表明,和试验性蓄水阶段相比,正常运行阶段整个研究区域TSITP呈显著上升趋势,从大宁河回水末端至长江干流,增加幅度沿程依次为23.29%、19.57%、15.58%和14.12%;TSISD和TSITN维持稳定;TSICHL总体维持稳定,仅回水末端(S1)呈上升趋势,上升幅度为17.34%.从长江干流至大宁河回水末端,TSITN、TSITP和TSISD这3个营养状态指数均呈现沿程降低的趋势;TSICHL呈现回水区(S2)和出水口(S3)较高,长江干流(S4)和回水末端(S1)较低.试验性蓄水前后各水文期特征基本呈现一致.TSITN和TSITP水文期特征表现为:汛限期、泄水期>高水位运行期>蓄水期;TSICHL水文期特征表现为:汛限期>蓄水期、泄水期>高水位运行期;TSISD水文期特征表现为:汛限期、泄水期>蓄水期>高水位运行期.正常运行期和试验性蓄水期相比,TSITN、TSITP和TSICHL在各个水文期之间的差异变小.长江干流和大宁河总氮和总磷已经超过了富营养化状态的临界值,因此营养盐并不是水体富营养化状态的限制因素;非藻类浊度控制水下光衰减而成为限制藻类生产力的关键因素.非藻类浊度和水下光照分布受到水文学特征季节动态的强烈干扰.     

三峡水库蓄水期支流水体营养盐来源估算

通过对蓄水前后三峡水库库首支流香溪河沉积物-上覆水中的氢氧同位素和氮磷营养盐的测定,分析了蓄水前后沉积物-上覆水氢氧同位素和氮磷营养盐的分布特征,并利用二元线性混合模型计算了长江干流（CJ River）和古夫源头（GFYT）的贡献率.结果表明,整个蓄水期沉积物以源的形式向上覆水体释放NH₄⁺-N、DTP、PO₄^3--P,以汇的形式吸收上覆水体中的NO₃^--N.利用营养盐贡献率公式进一步分析得到,蓄水前沉积物-上覆水中氮营养盐主要来源于CJ干流,其中以DTN和NO₃^--N最为显著,蓄水后GFYT的贡献率明显上升,其中3号和4号采样点最为明显,其中DTP在蓄水前后几乎均以GFYT为主要来源,PO₄^3--P在蓄水前则以CJ干流为主要来源,蓄水后以GFYT为主要来源.说明尽管蓄水期库湾水体在较大程度上受干流倒灌影响的支配,但对于沉积物-上覆水而言受GFYT的影响更为显著.     

大宁河水生态系统健康评价

随着人口增长及社会经济的发展,河流水生态系统健康受到严重威胁.为了解大宁河水生态系统健康状况,选取大宁河2011-2015年水体水质[水温、pH、SD（透明度）、ρ（DO）、ρ（COD_Mn）、ρ（TN）、ρ（TP）]与水生态[藻密度、ρ（Chla）]9个主要指标,构建了大宁河水生态系统健康评价指标体系,运用基于熵值法的综合健康指数法对其水体生态系统健康状况进行综合评价.结果表明,2011-2015年,大宁河水生态系统健康状况整体呈亚健康状态,有50.89%的监测样本处于亚健康状态,枯水期健康状态好于丰水期.大宁河各监测断面CHI（综合健康指数）值的季节变化特征为丰水期低于枯水期;年际变化特征为从2011-2015年CHI值呈先升后降的变化趋势,健康状态呈先转好后转差的变化趋势,大宁河水体富营养化趋势明显;空间变化特征为丰水期和枯水期CHI最低值主要位于中下游的白水河、龙门和菜子坝断面,河流水质与人类活动强度密切相关.研究显示,影响大宁河水生态系统健康的关键因子为营养盐指标[ρ（TN）、ρ（TP）]和有机物指标[ρ（COD_Mn）].      

河道型水库支流库湾营养盐动态补给过程

河道型水库支流库湾营养盐季节变化直接决定支流藻类群落结构的演替及初级生产力变化过程.为分析三峡水库支流香溪河库湾主要营养盐来源对营养盐季节性变化的影响,基于2010~2011年香溪河库湾野外监测数据,选取干、支流差异显著(P0.01)的常量离子Cl-和Na+作为水团混合示踪离子,采用二元线性混合模型计算不同时期营养盐各来源的贡献率.结果表明,在枯水运行期(11月~次年2月)和汛后蓄水期(9~10月)时,长江干流对支流库湾营养盐贡献率超过75%,干流倒灌为库湾营养盐主要来源;在汛前泄水期(3~5月)和汛期(6~8月)时,干流倒灌和上游来水的贡献率差异缩小,库湾营养盐来源需考虑两者共同的影响,但干流倒灌仍占据优势.上游来水磷营养浓度相对较高,而长江干流氮、硅营养盐浓度较高,不同时期香溪河库湾分层异重流模式不同,库湾营养盐各来源的贡献率也随之改变,因此库湾营养盐在水库不同运行时期呈现出规律性变化.     

三峡蓄水前后长江口水域营养盐浓度变化特征和通量估算

根据2003至2007年对长江口大通站附近水域的调查,比较和讨论了三峡工程蓄水前后该水域溶解态营养盐的浓度变化特征:蓄水后NH4+、NO2-浓度的季节分布发生了较大的变化,表现为浓度峰值均出现在2月份,高出其余3个月份约一个数量级,季节分布差异显著,RSD分别为142%和119%.蓄水后,营养盐浓度除了PO43-外均呈明显下降趋势.估算并研究了长江人河口蓄水前后营养盐通量的季节变化、年际变化,并利用月通量序列以及相应的流量序列,拟合出利用已知的月均流量预测进入河口区的月通量的关系函数.     

三峡库区长江干流入出库水质评价及其变化趋势

水质问题关系着三峡工程的安全运行与库区社会经济的可持续发展.选取重庆朱沱断面和湖北南津关断面分别代表三峡库区长江干流的入出库断面,在对DO、COD_(Mn)和NH_3-N的年均、季均值统计基础上,运用基于灰色关联系数矩阵的TOPSIS法评价入出库水质,运用R/S法查明入出库水质的未来变化趋势.结果表明:入出库水质在2004—2014年间均介于Ⅰ、Ⅱ类间(《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)),其中,2004—2007年、2012—2014年均为Ⅰ类,2008年均为Ⅱ类,2009—2010年均在Ⅰ、Ⅱ类间变动,且均距Ⅰ类较近;入出库断面每年4个季度水质的相对贴近度均在Ⅰ、Ⅱ类间波动,但更偏近于Ⅰ类,这一趋势在多年平均情况下最为显著,2005—2007、2009、2010和2013年整体上两断面水质在4个季度中存在着相反的变化趋势;年均入库水质变化明显呈现良好趋势,而出库水质变化趋势基本不变.入出库季均水质变化呈现明显的阶段性差异,入出库过去的水质变好趋势会延续到未来相同的时间序列里,但这种水质变好趋势在将来的变化中并不稳定,具有一定的随机性.本研究结果有助于提高人们对三峡工程阶段性的蓄水对长江干流水质产生明显影响的认识,丰富人们对近年实施的环库生态治理工程成效的理解.     

三峡水库蓄水前后长江干流主要污染物浓度变化趋势分析研究

利用三峡库区长江干流1998年-2010年水质监测数据,以1998年-2003年代表蓄水前,2004年-2010年代表蓄水后,对比分析蓄水前后主要污染物浓度变化情况,用Spearman秩相关系数法判断其变化趋势的显著性。分析可知,蓄水后氨氮、化学需氧量、总磷指标的平均浓度要低于蓄水前,氨氮、化学需氧量浓度变化幅度大于蓄水前,总磷浓度变化幅度小于蓄水前;Spearman秩相关系数计算结果表明,三峡水库常年回水区内的断面,污染物浓度多数呈下降趋势,但只有晒网坝和培石断面的氨氮指标浓度下降趋势具有显著意义。     

三峡水库典型支流不同时期的水质污染特征及其影响因素

为探究三峡水库特殊调度运行模式下支流水质分布特征及其主要影响因素,以库区一级支流香溪河和神农溪为例,于2018年7月（汛期）和10月（蓄水期）现场采样分析,利用水质指数（WQI）法进行水质评估和水质特征分析,并综合三维水动力观测资料、干支流水量交换分析识别水质变化的驱动因素.结果表明：①影响香溪河和神农溪WQI的主要参数为TN、NH₄⁺-N,且两支流WQI在7月为63~69,水质一般;10月为74~82,水质良好.水质在10月显著好于7月（p<0.01）,两支流间的WQI无显著差异（p>0.05）;另外,WQI在中间段要大于近河口和近上游段.②长江干流倒灌水体对支流水质的好坏起主导作用.汛期倒灌强度小但倒灌水体营养盐浓度较大,会增加支流营养盐浓度;蓄水期倒灌强度大但倒灌水体营养盐浓度较小,会稀释支流营养盐浓度.③支流流域面源污染协同加剧支流水质污染.汛期降雨驱动了面源污染的增加,在多因素共同作用下支流库湾TN、NH₄⁺-N在7月的累积量高于10月.研究结果可为当地水环境管理和治理提供方向,丰富大型河道型水库水环境演变相关科学认识.     

三峡工程蓄水前后长江口水域营养盐结构及限制特征

根据2002～2004年11月对长江口及其邻近海域的调查结果,比较了三峡工程蓄水前后该海域溶解态营养盐结构以及浮游植物生长潜在的营养盐限制状况,初步分析了导致蓄水前后营养盐结构及限制状况变化的可能原因.结果表明,蓄水后口门内N∶P和Si∶P呈上升的趋势,N∶P增加了40％以上,Si∶P上升了6％,而Si∶N降低了26％.蓄水后口门外营养盐结构的变化趋势与口门内相似,但N∶P升高更为显著,与蓄水前相比增加了2倍以上,但Si∶N降低了20％.该水域浮游植物生长潜在的磷限制在三峡蓄水后增强.具有磷限制特征的样品比例从蓄水前的28.6%增加到蓄水后的70%以上,表明该海域潜在的磷限制区域有扩大的趋势.尽管蓄水后Si∶N降低显著,但未导致该水域出现潜在的硅限制.     

过去20年东江水质演变趋势

饮用水源河流水质演变是流域水污染防治与水资源管理的重要研究内容。分析了过去20年东江水质变化趋势。结果表明：①过去20年东江干流水质总体良好,但近年来变差趋势较明显;东江千流由上而下表现出较明显水质变差趋势。②2003～2010年东江干流各段水质基本在Ⅱ～Ⅲ类;其中上游河段基本维持在Ⅱ类,中下游部分指标达到Ⅲ类。     

三峡水库蓄水后不同水位期干流氮、磷时空分异特征

研究三峡水库蓄水前后营养盐的变化,对于探讨水库运行对其的影响并提出合理的管理建议具有重要意义.依据2008年3月～2009年2月对长江干流三峡区段朱沱、寸滩、扇沱、清溪场、晒网坝、培石,共6个断面和其中1个垂直断面逐月水文、水质监测,按照三峡水库运行的水位特点,将数据样本分成高水位(10～2月)和低水位(3～9月)2个...     

三峡库区巫山段三期蓄水前后水质状况及其变化趋势研究

根据长江巫山段六个断面2005年和2007年枯、平、丰的水质监测结果,通过对培石断面2005年和2007年的对比,可以看出三期蓄水前后长江水质比较稳定,仍为Ⅱ类水质。通过对2005年和2007年培石断面的各实测指标比较分析可以看出DO、CODMn、BOD5、TP指标2007年均出现不同程度的下降,而NH3-N、TN则呈现升高的趋势。但各支流由于受干流回水顶托影响,水环境趋于复杂,部分河段出现水华现象,需引起高度重视。     

三峡库区巫山段175m试验性蓄水前后水质时空分布变化

分析了三峡库区长江巫山段2006～2009年枯、平、丰水期和2008年175m试验性蓄水加密监测水质监测数据,结果表明：长江干流水质保持相对稳定,而支流由于回水顶托,各项水文要素均发生了变化,这些水文要素的变化相应地会带来水环境要素的改变。