三峡库区小江富营养化现状及防治建议

分析小江近10 a的监测数据发现,自三峡水库蓄水运用以来,库区支流小江流速缓慢,总磷、总氮等营养物质逐渐积累,尤其是总磷,其含量上升明显,水体富营养化状况不断加重,水华频发。对此,主要从氮磷含量等方面对小江水体营养状况进行了评价分析,并从营养削减控制和水力学调节等角度提出了若干建议,以期为小江乃至库区支流的富营养化防治提供参考。     

三峡水库支流库湾营养源解析及水体富营养化调控对策研究

支流库湾水体富营养化是三峡水库带来的主要环境问题之一,三峡水库进入常态调度运行后,支流库湾水体富营养化问题日益突出。为厘清易发生水华的支流库湾水体富营养化的驱动力因素,本文以重庆市奉节县梅溪河为典型支流,采用三维水动力与水环境模拟技术解析了支流库湾水动力的驱动机制及营养盐来源及其组成。干-支流水温差导致的密度流是梅溪河支流库湾蓄水期及枯水运行期的主要驱动力,密度流对支流库湾的水动力影响自河口向上游逐渐减弱,干流倒灌输入的N、P营养盐占梅溪河易发生水华的库湾尾部区营养盐收支比重不足20%,而陆域面源输入(70%)成为梅溪河支流库湾水体富营养演化的主要营养来源。因此,在长江干流水质及干支流水温难以有效调控的条件下,遵循"源头控制-过程阻断-末端拦截-水体原位削减-水生态系统修复"的系统治理思路有针对性支流库湾富营养化水体调控对策措施,可为三峡水库水体富营养化程度较重的支流库湾水污染治理及水质目标适应性管理提供参考。     

三峡水库中小洪水调度性能风险评估

针对三峡水库汛期中小洪水资源利用中存在的防洪、发电、库区地质、航运、汛末下游供水及蓄满风险问题,分析了中小洪水特性,建立了各类风险指示函数,提出了三峡水库中小洪水调度性能风险评估方法;同时,结合三峡水库汛期初步设计方案和2008～2017年中小洪水调度实践方案,对比分析了初步设计方案与调度实践方案中关于汛期中小洪水调度性能风险及调度运用过程年际间的变化情况。研究结果表明:2008～2017年的10 a间,相较于初步设计方案,调度实践方案使汛期发电量共增加了853.7亿kW·h;防洪风险由0.53%上升至54.51%,汛末下游供水风险由54.65%下降至14.65%,蓄满风险由50.00%下降至40.00%;发电、航运及库区地质风险变化不大。     

三峡库区支流库湾水体富营养化演变特征研究

支流库湾水体富营养化是三峡水库蓄水带来的主要水环境影响特征之一。根据对不同历史蓄水期间三峡库区各支流库湾的水质变化特征及富营养化状态分析表明:三峡水库从试验性蓄水阶段进入常态调度运行后,支流库湾的水动力条件被进一步削弱,入河污染物扩散能力大幅度降低,库湾水质逐渐变差,各支流库湾普遍表现为中、富营养级水平,年内整体表现为春季高于秋季。从三峡库区支流库湾水体富营养化演变特征来看,库湾水动力条件由河流态改变为湖库态是其发生水体富营养化的主驱动力因素,陆域营养盐输入是库湾水体富营养化演变的物质基础     

三峡水库调峰运行下的香溪河水动力二维数值模拟

为研究三峡水库调峰运行方式对库区支流香溪河水动力特性的影响,建立了非恒定流二维水动力模型.利用该模型计算了三峡水库在双峰调节运行方式下,香溪河的水位、流速、流量变化过程,分析了三峡水库调峰运行时导致的波动性对香溪河流场的影响程度.结果表明:水库调峰运行可以显著增强库区和支流的水位波动,促进水体交换.     

三峡库区支流富营养化趋势类比预测模型研究

三峡库区支流众多,无法逐一进行长期水体富营养化监测,因此,以三峡库区典型支流大宁河、澎溪河的富营养化趋势研究结果为基础,建立了一套以营养盐负荷、河水流量、水力停留时间为类比因子的水体富营养化趋势类比预测模型,以便简单快速地预测三峡库区其他河流的富营养化情况。类比分析结果显示,预测结果与三峡库区富营养化现场监测结果基本符合,当三峡水库蓄水位为145 m和155 m时,库区常年回水区内的部分支流会出现不同程度的富营养化现象,当三峡水库蓄水位为175 m时,由于正值冬季,气温光照条件欠缺,富营养化程度较轻。此套富营养化趋势类比预测模型,对于宏观了解区域内河流的富营养化整体情况简单有效,可供三峡库区的富营养化研究工作参考。     

三峡水库泥沙调度探索

对三峡水库进入正常蓄水运用中的泥沙调度方式和调度结果进行总结,并对解决库区回水末端重点浅滩河段泥沙淤积加重的问题进行了初步试验研究。结果表明:一般在汛前4月下旬-5月上旬库水位消落期,当入库流量相对较大时,控制库水位日降幅度和调度时间;或在汛期,当预报上游有较大的来水来沙过程时,利用沙峰滞后洪峰的规律和汛期主要的洪水过程排沙量较大的特点,适时控制库水位和下泄流量,均可达到排沙减淤特别是减少库区回水末端淤积的目的。本文丰富了水库泥沙调度理论,并为三峡水库正常运行期科学调度积累了宝贵经验。     

汉丰湖水体富营养化控制水量调度方案

为探究汉丰湖水量调度对库区水动力及水体富营养化的影响,基于2014年汉丰湖实测流量、水位和水质数据构建了MIKE21二维水动力和对流扩散模型,以实测流速、TN和TP浓度验证了模型的准确性,利用该模型模拟了7种调度方案下库区流速、TN和TP浓度分布情况,并对各模拟方案的运行情况进行了比较。结果表明,大流量的水量调度方式能有效提高库区水体流速,在较短时间内降低调节坝断面的TN、TP浓度,但实现整个库区营养盐浓度的降低需要保证一定的调度时间。     

基于来沙量减少的三峡水库运行水位的思考

泥沙问题是关系到三峡工程长期利用和发挥最大综合效益的关键技术问题,从三峡工程开始论证至今,对三峡的泥沙问题进行了持续、深入、全面的研究。近年来,三峡水库上游的来沙量大幅减少,水库泥沙问题好于预期。根据实测水文资料,分析了三峡水库运行以来入库水沙及库区淤积的变化,根据10月份来水形势,提出三峡水库提前蓄水的必要性;在总结相关研究成果及2010年三峡水库汛期中小洪水调度实践的基础上,从泥沙角度探讨了三峡水库优化运行的可行性,提出在三峡水库试验蓄水期,可将汛期运行水位提升至150 m并根据实际情况开展中小洪水调度,为今后的运行调度积累经验。     

营养物质分级总量控制与精细化管理方案研究——以三峡库区梅溪河库湾为例

自2008年三峡水库175 m试验性蓄水以来,三峡水库在发挥巨大的防洪、水力发电等综合效益的同时,库区水体富营养化问题日益突出。为厘清三峡水库水体富营养化演替的营养物质来源,提出有效的总量控制策略及精细化管理方案,以三峡库区长江干流左岸的典型支流梅溪河为例,以2016～2019年期间逐月实测的水文、水动力、水质数据为基础,构建了梅溪河支流库湾三维水环境数学模型,并应用该模型研究长江干流-梅溪河支流来水与梅溪河库湾各特征断面间的水质响应关系;同时,定量解析了梅溪河库湾水体富营养化断面的营养盐来源、组成及其结构特征,核定了干支流交互作用影响下梅溪河支流库湾的水环境容量,研究提出了基于容量总量控制与水体富营养状态削减的分级总量控制需求和入库水质浓度限值,并制定了适应河（库）长制管理需求的干支流水质浓度精细化管理方案。梅溪河支流库湾CODMn、TP、 TN等3项指标的水环境容量分别为18 417, 373 t/a和7 528 t/a。在库湾各特征断面水质达标约束条件下,梅溪河库湾入库的CODMn、TP、TN等3项指标浓度限值分别为2.50～6.30,0.052～0.055 mg/L和1.05～1.10 mg/L;在满足梅溪河库湾库尾水华高发区的轻度富营养状态削减并达到中营养水平条件下,梅溪河支流入库的CODMn、TP、TN等3项指标浓度限值分别为2.00～4.00,0.05 mg/L和1.00 mg/L。研究成果可为三峡水库支流库湾水质达标管理与水体富营养化科学防治提供技术支撑与参考。