三峡水库香溪河库湾富营养化及春季水华研究

【摘要】： 本研究论文以三峡水库蓄水以后香溪河库湾出现的富营养化和春季水华问题为出发点,运用流域生态学和景观生态学的基本思路,结合3S技术和数学分析的方法,系统地研究了香溪河库湾主要污染物的来源、在库湾中分布规律、及对香溪河库湾富营养化进程和春季水华暴发过程的影响。具体结果如下: 1.比较研究了三峡水库蓄水前1周年(2002年7月- 2003年6月)和蓄水后1周年(2003年7月- 2004年6月)香溪河库湾主要物理、化学指标的变化规律。结果表明由于蓄水后香溪河库湾水流速度减缓、水体环境相对稳定,水温、pH、PO4P、TP、NH3N和NO2N在蓄水前后差异显著。同时,蓄水后PO4P和TP在库湾中空间分布规律发生明显变化:由于蓄水后流速减缓,PO4P和TP在库湾的尾部聚集,随着与河口距离的减少其浓度显著下降。分析了香溪河库湾及三峡水库湖北库区内的其它6个库湾以及长江主泓的富营养化状态,结果表明三峡水库湖北库区内水体的富营养化问题严峻。 2.运用冗余度分析(Redundancy analysis, RDA)从流域的尺度研究了香溪河库湾入库河流的水质与流域特征的关系。结果表明,决定香溪河入库河流水质的主导因子是海拔、平均坡度、灌草、森林和农田所占比例。在此基础之上,以三峡库区主要面源污染类型NO3N为例,在基于流域内水循环物理过程的模型- SWAT平台上构建了流域尺度的水质模型,并取得较好的结果。该模型能够较好地模拟香溪河入库流量以及NO3N的入库通量。 3.对香溪河库湾蓄水后2周年(2003年7月- 2005年6月)的富营养化状态进行评价。结果表明,三峡水库蓄水后,香溪河库湾一直处于富营养化和重富营养化的状态。比较了基于样点平均值的评价方法和基于GIS技术的空间插值法在库湾富营养化评价中的应用,结果表明,基于GIS技术的空间插值法能够更好地反应库湾富营养化的状态。 4.研究了2005年香溪河库湾春季水华暴发过程中水柱中的藻类叶绿素a的浓度变化规律及其与水体中主要理化指标之间的关系。结果表明,在时间尺度上,不论是在高N:P比的水域还是在低N:P比的区域,从营养盐的角度来看,水体中可溶性硅(Si)的浓度对于春季水华暴发过程起着决定性的作用。