三峡水库支流库湾水体富营养化及水华机理研究进展

水体富营养化及水华问题已成为三峡水库蓄水以来最主要的水环境问题,弄清水华生消机理并提出有效防控措施已成为三峡水库运行管理的重要工作.结合国内外相关研究现状,分析了大坝建设诱导水华的主要机制,总结了三峡水库水华生消研究成果,阐述了藻类水华生消机理及影响因素.结果表明,三峡水库蓄水后支流库湾最大变化是产生了分层异重流,由分层异重流导致的水体分层是藻类水华暴发的主要诱因,"临界层理论"能够很好解释三峡水库支流库湾水华生消过程.鉴于三峡水库目前仍处于发育阶段,建议后期深入开展支流水华预测预报及其水库生态调度防控工作.     

三峡水库香溪河库湾水华高发期浮游植物群落结构分布特征

为研究香溪河库湾水华高发期浮游植物群落结构的分布特征及其影响因素,2010—2011年3—8月在库湾沿程布点、采样,对浮游植物群落结构及其演替规律、环境因子时空动态过程进行了详细监测。结果表明:香溪河库湾水华高发期最常见的藻种为小球藻(Chlorella)、小环藻(Cyclotella)、隐藻(Cryptomonas)、衣藻(Chamydomonas)、直链藻(Melosira)、栅藻(Scenedesmus);早春浮游植物细胞密度最小,夏季浮游植物细胞密度最大;库湾浮游植物随时间变化呈硅藻—绿藻—蓝藻的演替趋势,硅藻和绿藻是库湾中相对比例较大的浮游植物门类;物种多样性指数及均匀度指数在时间上差异明显,空间上差异不显著;水温、Zeu/Zmix及RWCS是影响香溪河库湾水华高发期浮游植物群落结构的主要因素,ρ(D-Si)对硅藻的生长有重要影响。     

三峡水库香溪河库湾潮成内波数值模拟

针对三峡水库香溪河库湾水温分层所产生的水生态环境问题,建立了考虑水体表面风应力及热交换的水动力与水温相互耦合3维数学模型,根据实测定解条件,数值模拟证明了香溪河库湾水体具有季节性水温分层特征,水库调峰运行将使河口水体产生"潮汐式"往复运动,并在库湾引发潮成内波;数值模拟给出了潮成内波作用下库湾水温和流速垂向分布随时间的演化,成功捕捉到不同水深处水温波动以及水体上下层运动方向相反的交替流现象。研究成果表明内波对于水体水动力及水温分布具有显著影响,激发和利用内波,可望起到抑制水温层化、改善水体水生态环境的作用。     

香溪河库湾水温分布特性及其对悬浮颗粒物垂向输运的影响

针对三峡水库蓄水后香溪河库湾水温分布特性进行了数值研究。研究表明,香溪河库湾属于季节性水温分层型水体,在分层期会伴有温跃层的出现,在此基础上讨论水温分层对水体中悬浮颗粒物垂向输运的影响。通过推求沉速与水温分布的相关关系,发现水流在紊动条件极其微弱的情况下,水温分层可同时引起悬浮颗粒物的沉降速率呈现梯度分布状态,因此,易造成悬浮颗粒物在温变层的富集,最终将导致物质浓度在垂向上出现分层现象。     

三峡水库蓄水后水温变化对四大家鱼自然繁殖的影响

三峡水库蓄水后,坝下水温变化对四大家鱼关键生活史阶段造成一定影响。本文使用水温变化指标定量评价蓄水后水温的改变程度,分析水温改变对四大家鱼自然繁殖的影响。基于宜昌水文站1983-2013年长系列逐日水温资料,建立了25个具有生态意义的水温参数,利用变动范围法计算了三峡水库蓄水后25个水温参数变化度,对高度改变的水温参数采用线性回归方法评估其变化倾向,基于F检验法检验回归效果。分析四大家鱼自然繁殖时间与水温参数变化的关系,研究四大家鱼自然繁殖对水温过程变化的响应。结果表明：整体水温改变度达44.2%,高度改变的水温参数有7个,分别是1、4、10、11、12月平均水温、最低水温出现日期、水温达到18℃日期,水温改变度达87.9%、75.8%、74%、100%、100%、74%、89.9%,说明三峡水库蓄水后坝下水温发生显著变化;下泄水温在消落期4、5份偏低趋势明显,较蓄水前平均降低2.3、1.7℃,由于4、5月水温偏低导致水温达到18℃的日期发生显著变化,由蓄水前4月19日推迟至蓄水后5月4日,平均推迟15 d。四大家鱼自然繁殖时间与水温达到18℃的日期密切相关,下泄水温偏低造成其自然繁殖时间推迟,首次产卵推迟至5月中旬,整个繁殖季节由4-7月份压缩至5-6月份,研究成果为三峡水库开展生态调度提供科学支撑。     

水温分层对水库污染物输移的影响

水库温度分层使水库水动力特性及污染物输移过程异于均温型水库.采用三维非线性RNG浮力流模型对分层水库污染物输移的典型过程进行模拟,分析了水体分层条件对污染物输移的影响,探讨了不同分层条件下污染物在不同密度流流动区域射流区、交换区、潜流区的输移扩散规律.研究结果表明,水库分层条件对污染物输移有显著影响,污染物输移的分离点水深、交换区厚度、无量纲时间参数与水库分层强度成反比.研究结果可为水库水质、水生环境管理与调度、水库应急预警方案的制定提供参考.     

水温分层对水体中悬浮颗粒物垂向输运影响的研究

针对三峡水库蓄水后香溪河库湾水温分布特性进行了数值研究。研究表明,香溪河库湾属于季节性水温分层型水体,在分层期会伴有温跃层的出现,在此基础上讨论水温分层对水体中悬浮颗粒物垂向输运的影响。通过推求沉速与水温分布的相关关系,发现水流在紊动条件极其微弱的情况下,水温分层可同时引起悬浮颗粒物的沉降速率呈现梯度分布状态,因此,易造成悬浮颗粒物在温变层的富集,最终将导致物质浓度在垂向上出现分层现象。     

三峡水库运用20a后对草尾河航道的影响

三峡水库运用后,从三口进入湖区的水沙将会在中枯水期发生一定的变化,对草尾河航道产生一定影响.利用三口分流以及城陵矶水位研究的最新成果,计算蓄水20 a后进入该河段水沙的变化,水库调蓄作用导致草尾河在10、11月份水位下降,河段比降、流速均增加,部分日期不能满足通航要求;12月至次年3月份枯水期水位略有增加,且低于设计水位的天数有一定减小,河段比降、流速减缓,因此通航条件将会有一定的改善;4月份水位下降,比降、流速略有增加,5、6月份水位增加,且河段比降、流速减缓,在该3个月期间均满足通航条件.     

3种酚酸对4种水华微藻生长的影响

通过测定藻细胞密度,分析邻苯二酚、没食子酸和焦性没食子酸的自氧化时间,研究了此3种酚酸对水华束丝藻、颤藻、实球藻和衣藻等4种水华微藻生长的影响。结果表明,当酚酸质量浓度超过3.2 mg/L时,3种酚酸对此4种微藻的生长均有明显的抑制作用。其中,没食子酸和焦性没食子酸对4种微藻的抑制作用比邻苯二酚更为显著。3种酚酸的自氧化测定结果表明,没食子酸和焦性没食子酸在2 h时完全消失;邻苯二酚的自氧化时间较长,约为8 d。根据上述结果,推测此3种酚酸对4种水华微藻的抑制作用很可能与其自氧化能力有关。     

柘林水库污染物来源及水体分层对水质的影响

为探究水源水库污染物来源及水质变化规律,以九江市水源地柘林水库为研究对象,于2013年4月—2014年4月逐月对柘林水库进行水质监测.现场测定水温、溶解氧等指标,分层取样测定水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn等水质指标.结果表明,柘林水库主要污染物来源为上游来水,其对CODMn、TN、TP贡献率分别达88.3%、76.2%和67.6%.在水体稳定分层期,底部水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn质量浓度分别升高至3.8、2.4、1.12、0.14、0.42和0.34 mg/L;藻类计数及藻种鉴定结果表明,此时期主库区最大藻密度达2.25×106L-1,以绿藻为主.水体混合后出现Mn质量浓度超标问题,达0.16 mg/L.     

三峡库区水质安全保障分区研究

随着三峡工程建成运行,三峡库区水功能区划的划分条件发生了深刻变化,虽然现有水功能区划对三峡库区的水资源保护还具有很强的指导意义,但自然、社会以及保护目标的变化,水域功能区划已不能完全满足库区当前水资源利用和保护的要求.通过分析三峡库区水质安全保障分区的概念和内涵,提出三峡库区水质安全保障分区的划分原则、划分指标和方法.     

三峡水库水环境保护研究及其进展

三峡水库蓄水后,水库的水环境问题引起各方面的广泛关注。本文总结了三峡水库水污染控制研究进展,提出了今后需要重点开展的研究领域。评述了正在实施的三峡库区及其上游水污染防治规划,并提出建议。     

三峡水库蓄水后宜昌至城陵矶河段枯水位变化及成因

根据三峡水库蓄水后宜昌-城陵矶河段水沙、河道冲淤等实测资料,分析了宜昌-城陵矶河段内水位变化的整体分布状况及其随时间的发展历程与成因.结果表明,该河段水位降幅以枝江-监利为中心,呈现＂中间大,两头小＂的规律,在水位下降的发展历程上表现为沙市水位最先下降,而后下降趋势向上游、下游双向传递.宜昌-枝江河段水位变化受局部卡口...     

三峡水库蓄水后下游近坝段水位流量关系

首先对三峡蓄水后近坝段内3个水文站实测水位流量资料进行了整理和分析,分析表明3站中枯水水位流量关系变化不同,蓄水后宜昌和枝城枯水水位流量关系变化基本不变,中水水位流量关系有所下降,而沙市枯水水位流量关系有所下降,中水水位流量关系基本不变.然后从河床冲淤、河道侵蚀基准点条件和河道阻力变化3个方面分析了3站水位流量关系变化产生差异的原因,并指出河道侵蚀基点条件是影响3站水位流量关系的主要因素,最后对近坝段水位流量关系的变化趋势进行了预测.     

水库调度方式对三峡水库泥沙淤积的影响

运用一维非恒定非饱和输沙数学模型,计算分析不同调度方式下三峡水库的淤积过程及淤积量的变化,通过对比可以看出,汛期限制水位对三峡水库最终的淤积平衡具有重要影响.汛限水位在汛前、汛后一定范围内的变化及正常蓄水位在一定范围内的变化仅会改变水库的淤积过程,对水库的最终平衡淤积量影响不大.一定来水来沙情况下,汛期的坝前水位最终决定了水库淤积平衡后的淤积量.因此,在制定调度方案时要特别注意汛期的坝前水位及持续时间,这对减少三峡水库淤积、增大水库发电、防洪和航运效益具有重要意义.     

三峡水库运行后涪陵河段河床演变试验研究

通过系列输沙试验，研究了三峡水按156m方案运行时期涪陵河段的泥沙冲淤变化特征，研究表明，涪陵城区沿岸将发生普遍的淤积，淤积的主要部位是河床较宽浅的边滩，弯道凸岸和岸线参差不齐的凹岸缓流区。 分析了泥沙淤积给港口航道带来的影响。     

三峡水库淹水土壤磷吸附的动力学模型

采用模拟实验研究了三峡水库主要类型土壤对水体中磷的吸附过程．土壤在淹水初期吸磷速率较快,随着淹水时间的延长,吸磷速率降低．当淹水到70天时,上覆水磷浓度表现为冲积土〉紫色土〉黄壤．吸附平衡时间与土壤类型和上覆水初始磷浓度有关,当上覆水初始磷浓度≤1mg／L时,黄壤和冲积土吸附平衡时间分别为14天和42天．黄壤具有吸磷速率快、磷吸附量大和上覆水磷平衡浓度低等特征．研究发现上覆水磷浓度随着淹水时间和初始磷浓度的变化可以用广义Langmuir模型描述,模型参数可用磷最大吸附量,以及活性铁和活性铝等土壤性质来确定．     

三峡库区悬浮态泥沙对磷酸盐的吸附特性研究

河流中的悬浮态泥沙对污染物质在河流中的输移转化过程具有十分重要的作用,就三峡库区悬浮态泥沙对磷酸盐的吸附特性展开研究,通过室内平衡吸附实验和吸附动力学实验对三峡库区悬浮态泥沙的泥沙粒径、初始泥沙浓度等关键要素对磷酸盐吸附特性的影响及其变化规律进行了探讨,主要结论如下:(1)研究了三种泥沙粒径在不同泥沙浓度时的吸附特性,认为泥沙对磷酸盐的吸附量随着泥沙浓度和粒径的增加呈递减趋势。(2)通过Langm iur吸附等温式的拟合,求取了相关的动力学参数,认为三峡库区悬浮态泥沙对磷酸盐的吸附是Langm iur型第五类吸附,在清样浓度和吸附量较高时出现吸附最大值,并随着清样浓度的继续增加而减少;(3)泥沙对磷酸盐的吸附量随着磷酸盐初始浓度增加而增加,达到吸附平衡的时间约为2~4 h。