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三峡库区消落带对水环境影响分析及利用模式研究

袁辉  
【摘要】: 三峡工程自开工建设以来,其引发的生态环境问题就一直为世人所关注。建成后的三峡水库将有600多km长,水域面积1 084km2,总库容达445.7亿m3,这将是中国未来最重要的水资源之一。工程自2003年6月正式蓄水以来,库区水位已抬升至139m。2006年,三峡水库水位将抬升至156m,到2009年水位将最终升至175m。由于三峡水库采取“蓄清排浊”的运行方案,这将使库区沿江地区形成最大水位落差为30m的消落带;同时,夏季底水位、冬季高水位的运行方式,也使这部分地区的水位涨落与自然状态下河流水位的消落季节相反。 三峡重庆库区消落带分布于145m-175m之间,根据淹水时间不同,消落带上部区域170m-175m处于淹水时间较短,而下部区域145m-155m之间淹水时间最长。针对这一特点,本文根据这三种淹水状态,分别进行了实验室模拟淹水实验。实验表明消落带土壤处于淹水状态下,将向江水释放N、P营养物质,经淹水-落干处理后的土壤,其等温吸附曲线有所变化,表明土壤对N、P的最大量发生了变化,并且土壤释放N、P能力与其吸附外源N、P量多少相关。 根据实验数据,本文从一级动力学方程出发,推出了在不同淹水状况下,消落带不同区域(上部、中部和下部区域)在淹水后,其N、P的释放速率方程。根据速率方程,进一步并分高、中、低三种水平预测三峡重庆库区消落带初次淹水后营养物质的释放量:高水平下TP释放量为1 484.2t/a,TN为5 479.2t/a,氨氮为3 832.9t/a;中水平下TP释放量为118.9t/a,TN为4 683.1t/a,氨氮为133.3t/a;低水平下TP释放量为14.4t/a,TN为2 802.6t/a,氨氮为50.4t/a.本文并进一步采用一维水质模型,对典型的开县消落带进行模型概化后,在高水平下,对水质量影响进行了模拟预测。预测结果表明消落带淹水后,在高水平条件下开县消落带土壤全淹后对水环境中TP、TN和氨氮浓度的贡献值虽较小,但是不能排除在水位逐步抬升过程中,淹没土壤对局部水域水质影响较大的可能性。 三峡库区有大量的工农业人口和城镇,消落带形成后,除了峡谷地区的陡坡型消落带以外,坡度较缓地势开阔的消落带必然会受到人类工作的影响和干扰。通过对消落带的淹水实验分析可知,这部分消落带如果不采取适当的保护利用方式,将会成为库区新的污染源,从而增加库区水体发生富影响化的风险。本文在生态系统健康评价的理论基础上,分析了三峡重庆库区消落带可能的四种保护利用模式,即“直接利用开发模式”、“生态保护区建设模式”、“生态试验示范区建设模式”、“消落带护理模式”。并根据生态系统健康评价的原则和方法,建立健康评


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