三峡水库蓄水前库区水质状况研究

采用单因子评价法,对长江三峡库区1996～2001年的水质监测资料进行水质状况分析,结果表明三峡库区江段水质状况总体良好,参与评价的各项指标多年均值均符合Ⅱ类水体标准;部分水质参数测值超Ⅱ类水体标准,其中高锰酸盐指数、总铅、氨氮为库区江段的主要污染因子;汛期水质劣于非汛期水质。采用PWQTrend水质污染发展趋势分析专业软件,对长江三峡库区6年来的水质监测资料进行水质趋势分析,结果显示库区江段水质参数浓度及污染物输送率趋势均以无显著变化为主,表明库区江段总体水质状况6年来保持基本稳定。     

三峡工程蓄水运用期库区干流水质分析

分析了三峡库区蓄水前后（1998～2009年）干流水质的变化及原因。结果表明，同蓄水前相比，蓄水后库区干流水质变好，库区干流断面月度达标率均值由蓄水前的623%变为蓄水后的783%，库区干流超标污染物主要为高锰酸盐指数、总磷、铅等。蓄水后水质时空分布出现新的特点，近坝水体悬浮物、浑样高锰酸盐指数、总磷、铅等可吸附污染物浓度显著降低。蓄水后年内悬浮物及浑样高锰酸盐指数、总磷和铅浓度仍然是丰水期＞平、枯水期，但近坝水体不同水期间浓度差别比蓄水前明显减小。蓄水后，库区干流浑样高锰酸盐指数、总磷、铅浓度整体上表现为从库尾至库首沿程下降，尤以丰水期沿程下降最为突出。浑样高锰酸盐指数、总磷、铅浓度以上变化特征主要缘于库区水位抬高后，流速减小导致的澄清作用，即高锰酸盐指数所代表污染物、磷、铅等随泥沙发生了不同程度的沉降。蓄水前后清样高锰酸盐指数和总磷未发生明显变化，156 m蓄水后至今，清样铅浓度明显低于蓄水前。     

基于Mann-Kendall法的三峡库区长江干流入出库断面水质变化趋势分析

三峡大坝对三峡库区水生态环境的影响广受国际关注,水质问题关乎三峡库区生态环境安全和社会经济发展。基于中华人民共和国生态环保部发布的2004～2017年三峡库区长江干流入库断面(重庆朱沱)和出库断面(湖北宜昌南津关)水质因子(DO、高锰酸钾指数和氨氮)监测数据,采用Mann-Kendall非参数统计检验法分析水库水质变化趋势。结果表明:入库和出库断面DO均保持Ⅰ级水质标准,均呈不显著下降趋势;入库断面高锰酸钾指数呈上升趋势,氨氮呈下降趋势,近年均保持Ⅱ级水质标准;出库断面高锰酸钾指数和氨氮呈显著下降趋势,近年保持Ⅰ级水质标准。相对于入库断面,出库断面水质在逐步改善,近年出库断面水质优于入库断面。突变趋势分析结果表明:入库断面各项水质因子均存在不显著的突变,突变时间主要发生在2005年和2008年;出库断面水质因子无突变,表明出库断面水质维持状况比入库断面平稳。库区水体中DO、高锰酸钾指数和氨氮含量与水情特征和库区生产生活方式密切相关;水库水位抬高,水流速度下降和泥沙沉积,有利于污染物沉入底泥。三峡水库水质维持及改善需要控制和削减农业面源污染、工业污水排放、城镇生活污水排放和船舶污染排放。     

三峡水库香溪河库湾水温分布特性研究

建立三维水温数学模型，对2007年三峡水库香溪河库湾及部分库首江段的水温分布特性进行了数值研究。根据计算区域的特点，模型采用贴体网格系统，并充分考虑水体与外界的热交换、入流、出流等因素，利用实测资料率定相关参数后进行模拟，结果表明:（1）香溪河库湾属于季节性水温分层型水体，分层期会有温跃层的出现；但在水平方向上水温差异较小，全年水温在111~2914℃变化。（2）库区干流由于水体紊动作用强，模拟时段2007年全年没有发生水温分层现象。（3）库湾在水温分层期间，表层的水温普遍高于干流，底层局部水温则低于干流，香溪河口存在水平及立面环流与潜流现象，呈现极为复杂的三维流动特性。研究结果可为三峡库区生态环境安全管理提供科学依据。     

三峡水库汞活化效应对鱼汞含量影响的预测

报道了三峡库区长江干流江段鱼体汞元素的含量范围为０．０４￣０．４２ｍｇ／ｋｇ（湿重）,高于长江水系鱼体汞含量水平。分析了三峡库区鱼体汞含量高的原因,指出三峡库区毗邻武陵山高汞背景区,主要受汞矿开发、高汞燃煤及城市废弃物排放的影响。利用水库汞活化指数模型,预测三峡水库蓄水后库区干流及４０条主要支流水域汞的活化效应将增强０．３５￣１．５倍,鱼体汞含量将是现在鱼汞含量的１．４￣２．５倍;并根据不同鱼种汞     

三峡水库水质变化趋势研究

为全面研究三峡水库蓄水之前至175 m蓄水运行期库区水质变化趋势和因蓄水导致水文条件变化后悬浮物、高锰酸盐指数、总磷等主要污染因子变化及其相互关系,通过对2000~2015年三峡水库水体水质状况进行分析,得出如下结论:三峡水库干流水质较好,其受水期及水库蓄水调度影响明显但逐渐减弱。受蓄水导致的水流条件变化、上游来水、支流汇入及沿程点面源污染等因素影响,干流沿程各断面水质变化趋势不完全一致;除清溪场和沱口断面外,从库尾到库首水质评价结果优于Ⅲ类的比例总体呈上升趋势。受蓄水影响,御临河、小江、大宁河及香溪河河口断面水质均呈下降趋势。三峡水库上游来水悬浮物含量变化与水期存在较好相关性,但自2013年开始上游来水各水期悬浮物含量均下降,悬浮物通量较2013年之前平均降低约80%。水库库中、库首断面近年来悬浮物含量在丰水期和平水期下降,其后逐渐趋于稳定,枯水期变化不明显。蓄水后主要支流河口悬浮物含量大部分时段低于库区干流同期,上游支流河口断面悬浮物含量受水期影响较库区中下游支流河口明显。干支流各断面高锰酸盐指数和总磷在各水期变化趋势各异,上游断面丰水期变化较下游断面明显;随着蓄水进程,各断面高锰酸盐指数和总磷在平水期和枯水期之间、断面间差异越来越小。悬浮物含量与高锰酸盐指数、总磷等参数之间存在一定的相关性,但在较长时间范围,不能通过拟合等手段将水样一种状态的测定结果推出样品另一种状态近似检测结果。     

三峡水库“水华”成因初探

2004年3月、5月、7月、8月、10月和2005年5月对长江干流29个站点进行了5次调查。2004年3月（旱季）在三峡库区坝前（秭归）发现藻类“水华”，藻类密度达2.73×106 cells/L，优势种类为拟多甲藻。2004年8月（雨季）和2005年4月（旱季）沿香溪河下游及河口区以及香溪河口到三峡大坝干流江段进行了2次6个断面分层调查，两次调查中在香溪河下游以及香溪河口区发现了严重的藻类“水华”，藻类密度高达1.87×107 cells/L 和1.67×107 cells/L，优势种分别为蓝隐藻（1.84×107 cells/L）和美丽星杆藻 (1.34×107 cells/L)。相关分析结果表明：三峡库区干流藻类数量和生物量与水库的出水流量有着显著的负相关(Spearman，r=-1.000, r=-0.900, p<0.05)，而与可溶性营养盐（NO3 N, PO4 P, SiO3 Si）的浓度无显著的相关性；在2004年7~8月（雨季）香溪河下游及河口区浮游植物生物量与主要营养盐（NO3 N, PO4 P,SiO3 Si）的浓度呈显著负相关（Spearman,p<0.01, p<0.05,p<0.01, n=21）；在2005年4月（旱季）该河段藻类密度与主要营养盐（NO3 N N,SiO3 Si）呈显著负相关 (Spearman, p<0.05，p<0.01,n=28)，但与PO4 P无显著的相关性。香溪河口到秭归的坝前库区河段藻类数量与主要营养盐（NO3 N, PO4 P,SiO3 Si）没有显著相关性(Spearman, │r│<0.2, n=20)。然而香溪河下游及河口区主要营养盐（NO3 N, PO4 P, SiO3 Si）浓度却低于长江干流。可以推断三峡库区蓄水后干流和支流发生“水华”的最主要原因是筑坝后库区内水动力条件的改变而非营养盐浓度较高。随着三峡工程的全面完工，库区内水体滞留时间的进一步延长，三峡库区水体富营养化趋势将会进一步加剧。     

漫湾电站建成后澜沧江下游水质变化

随着澜沧江流域水电资源的开发,其水质变化及其跨境影响,越来越受到下湄公河流域国家及许多国际组织的关注。以漫湾电站为例,利用澜沧江下游1988～2002年6个断面、21个项目的水质监测资料,采取对比分析法,评价分析了漫湾电站建设和运行15年来,整个下游干流的水质状况和主要污染物变化趋势。结果表明,漫湾电站的建设和运行,目前对澜沧江下游干流水质总体还没有明显影响,但漫湾水库受重金属等污染物的污染,水库水质趋于下降。主要污染物M\-nO\+-\-4指数、NH\+-\-4 N、Hg、Pb和Cd的污染呈下降趋势;TP的污染有所加重。重金属Pb、Cd的污染主要集中于嘎旧（漫湾）断面和景临桥断面;M\-nO\+-\-4指数、TP和NH\+-\-4 N产生的有机污染主要集中在版纳水文站断面和勐罕渡口断面;澜沧江出境断面关累水质良好,基本达到该断面水环境功能要求。     

三峡库区水体有机氯农药污染特征

在长江三峡库区采集了111件水体样品，并用气相色谱(GC ECD)内标法分析其有机氯农药(OCPs)的含量，探讨了研究区水体中OCPs的残留水平、分布及来源。结果表明：水体中OCPs指标，检出率为100%。HCH四种同分异构体含量范围分别为α HCH 010~608 ng/L，β HCH 048~1020 ng/L，γ HCH 009~843 ng/L，δ HCH 007~1053 ng/L；DDT类化合物检出率普遍较低，含量范围是：p,p' DDE 001~1914 ng/L，p,p' DDD 0.04~213 ng/L，p,p' DDT 007~164 ng/L。两类农药中HCHs在多数采样点上都能被检测到，在总体含量上干流断面HCHs普遍高于DDTs。长江干流重点位置与库区断面含量相比，HCHs高于断面，DDTs低于断面。HCHs在水库水体干流中的分布呈跳跃式波动，且每次含量波动幅度都要比前一次高。库区干流重点位置水体以β HCH为主，但δ HCH普遍存在。库区重点位置水体未能检测到DDT，表明其对库区水体DDTs的贡献较小。通过比值分析得出大气输入是库区水体DDT类物质的主要来源     

三峡水库藻类“水华”预测

根据三峡库区江段16条一级支流以及重庆市35座大中型〖JP2〗水库的调查资料，分析天然河流与水库两种不同水流条件下，水体叶绿素a浓度与总磷和透明度的关系。结果发现,在水库环境中，水体叶绿素a的浓度与总磷以及与透明度都具有较好的相关性，但在河流条件下则没有明显的关系。由于三峡库区江段大多数支流的营养水平已达到富营养化状况，当三峡水库建成、水流条件发生变化后，在支流河口等水域存在爆发“水华”的风险。为此，我们根据1998年枯水期，在三峡库区长江江段流域面积大于100 km2的40条支流河口实测的总磷浓度，利用所建立的水库环境中总磷与叶绿素a 浓度的关系，对三峡成库后在局部水域爆发“水华”的可能性和程度进行了分析，并提出了相应的对策。     

三峡工程建设前后库区城镇发展与环境变化

利用卫星遥感监测，分析三峡工程建设前后库区城镇发展类型、时空过程，揭示库区城镇变化的驱动力，探索了城镇扩展与人口城镇化关系，研究城镇环境变化特征。三峡库区城镇规模发展不均衡，库尾城市规模庞大，库中、东部区县级城市规模较小，而乡镇的比例占城镇面积24%；在过去15 a中，建城区规模扩大172%，高于全国省会城市发展水平72%；三峡库区城镇规模扩大的同时，东西城镇规模差距逐步缩小，三峡工程建设起着重要的推动作用；城镇发展以侵占了优质耕地资源为代价，耕地占城镇变化83%；城镇用地变化与人口城市化发展不平衡，城镇空间发展快于人口城镇化过程，城镇对农村人口的吸引力不及全国省会城市平均水平，在2007年城市化率低于全国水平13%，差距进一步扩大；城市空间结构发展模式受地形和土地资源的限制，城市分维数和坡度分别增加12%和104°，城市向潜山区扩展或搬迁的同时，城市空间的完整性下降     

三峡工程运用对鄱阳湖水资源利用影响分析

三峡工程是我国有史以来建设的最大型的工程项目，具有防洪、发电、航运等方面巨大的经济和社会效益。然而，三峡工程的运用不可避免地会对原有江河湖泊水文情势产生一定影响。通过建立长江中下游（宜昌~大通）水沙模拟模型，定量分析了三峡工程运用对鄱阳湖水位的影响。三峡水库蓄水期（9月中下旬~11月），三峡水库下泄流量比水库运用前减少3 000~6 000 m3/s，湖区各站水位最大降幅为07~19 m，平均降幅04~09 m。以此为基础，通过典型调查分析了三峡水库蓄水对鄱阳湖区农田灌溉用水和城镇供水的影响，提出了消除或降低影响的对策措施。研究结果可为鄱阳湖及长江中下游地区经济社会可持续发展和鄱阳湖综合治理提供科学依据和技术支撑     

三峡水库蓄水期不同调度方案对洞庭湖出口水位的影响

洞庭湖水情受到长江和四水的综合影响，因此三峡水库蓄水运行必将对洞庭湖出口水位产生影响。通过构建模型对洞庭湖出口的水位过程进行模拟，以三峡出库日均流量、洞庭湖四水合成日均流量为输入，城陵矶站日水位过程为输出，以量化和分析城陵矶水位变化受三峡水库调度的影响。通过三峡入库流量代替出库流量，还原自然状态下的水位过程，并根据各调度方案计算的出库流量模拟各调度方案下城陵矶的水位变化过程。对比各调度方案下三峡水库蓄泄水对洞庭湖出口水位的影响可以发现：各蓄水方案对洞庭湖出口水位都造成了一定的影响，起蓄时间较早的方案影响时间较长，整体上平均水位变化也较大，但起蓄后水位变化较为平缓；起蓄时间较晚的方案影响时间较短，整体上平均水位变化相对较小，但起蓄后水位变化较为剧烈。考虑到不同年份和不同来水类型情况对洞庭湖出口水位的影响存在差异，各蓄水方案的优劣需要具体分析和讨论     

三峡库区干湿交替消落区土壤磷形态

结合三峡水库“蓄清排浊”、反季节调度模式，通过对消落区首次自然干湿交替土壤中磷的赋存形式、含量变化的分析，揭示了新生消落区土壤中磷的分布特征和释放规律。结果表明：水库夏季低水位运行时上覆水总磷含量远高于冬季枯水期高水位时上覆水总磷含量，且由于汛期径流量大，上下游上覆水总磷含量波动明显。自然干湿交替状态下土壤中不同形态磷分布规律一致，活性磷、有机磷含量变化程度剧烈，成为新生消落区上覆水内源磷负荷的主要来源，且库区首次蓄水至175 m后新生消落区土壤有机磷是土壤内源磷贡献的主要承担者。覆水初期干湿交替土壤各形态磷含量没有显著差异。覆水后消落区土壤总磷释放程度与本底土壤的总磷、有机磷、活性磷呈现出显著线性相关关系。新生消落区土壤作为潜在磷源，在成库初期对库区水质影响不大。
     

三峡库区建坝前后森林生态系统服务动态

基于六期Landsat TM/ETM+/OLI影像数据，利用生态系统服务功能评估规范及GIS空间统计方法，对三峡库区1990~2015年间森林生态系统服务价值动态变化进行分析。结果表明：三峡库区森林面积与森林覆盖率逐年增加，森林面积增长率71.04%，森林覆盖率由31.27%增加到53.48%。库区整体的森林类型结构比较稳定，表现为针叶林>混交林>灌木林>阔叶林。时间上，三峡库区森林生态系统服务价值呈上升趋势，具体表现为快-慢-快的增长特征。三峡库区单位面积森林生态系统服务价值在总体增长趋势下出现局部负增长趋势，各森林类型的单位面积价值与三峡库区整体的单位面积价值有着相同的变化趋势，均表现为增加-减少-增加的变化特征。三峡库区各类型服务价值的贡献表现为：涵养水源>固碳释氧>生物多样性保护>保育土壤>净化大气环境>积累营养物质>森林防护。空间上，1990~2015年，三峡库区森林生态系统服务价值的地域分布大致以巫溪至武隆一线为界，呈现出东南高、西北低的特征。1990~2015年三峡库区森林生态系统服务价值变化幅度呈现出“西增加快，东增趋缓”的格局特点。     

整流幕对香溪河库湾水温特性影响数值模拟

为了研究整流幕的作用机理并解决三峡水库支流库湾的水华问题，基于香溪河库湾2010年1~12月的水环境监测数据，利用CE QUAL W2模型，分析比较了整流幕设置前后香溪河库湾水温的时空变化规律。结果表明：整流幕的作用效果因季节、位置、高度的差异而有所不同。整流幕可改变其上游侧水温，尤其是表层水温，夏秋季对水温的影响较大，降温时段也集中在夏秋季；整流幕高度越大，越靠近库湾上游，对水温的影响越明显；整流幕拦截水流的同时，也会促进上下层水体的掺混，减弱水温分层。     

三峡库区消落带农用坡地磷素径流流失特征

消落带是三峡库区重要的生态交错带，但自发农用和无序开发可能会造成更多的氮磷流失，进而加剧三峡库区水体富营养化。通过对库区连续3 a的定位监测（2011~2013年），研究了三峡库区消落带农用坡地的磷素流失特征。结果表明：次降雨事件中常规施肥处理的地表径流、壤中流总磷平均浓度分别为0.848±0.153、0.140±0.006 mg/L，其中地表径流中磷的形态以颗粒态为主，壤中流以溶解态的生物可利用磷为主。常规施肥下，地表径流、壤中流磷素年均流失通量分别为0.236±0.004、0.100±0.003 kg·hm 2，地表径流、壤中流磷素流失通量分别占总流失通量的70.2%、29.8%，地表径流是坡地磷素流失的主要途径，但壤中流也是不可忽视的重要途径。与常规施肥处理相比，减量施肥处理地表径流、壤中流磷素流失量分别降低了45.3%、40.0%。建议采取减量施肥的方式，以降低营养盐负荷，保护水环境。     

三峡水库对区域气候影响的数值模拟分析

利用中尺度数值模式MM5V3模拟了三峡水库建成后，由于下垫面变化对区域气候的影响，并探讨了三峡水库的建成是否为引发社会广泛关注的高温干旱和低温雨雪冰冻灾害等极端天气的主要因素。研究表明:三峡水库的建成对当地气温具有海洋性效应，库区附近春季温度变低，夏季在水库下游气温升高、上游则气温降低，而冬季则以升温为主；春季降水变化主要位于库区沿线的南部山区，增雨带和减雨带相间分布，夏季降水量在三峡库区中上游地区和附近的山区呈增加趋势，在库区下游及附近地区降水呈减少趋势，冬季降水量减少，主要集中在大坝附近地区到三峡（巫山）段；春季库区的相对湿度增加，幅度多在05%～10%，夏季相对湿度的影响也存在正负两种效应，大坝上游库区附近相对湿度增加，大坝下游地区相对湿度降低，冬季变幅不大；三峡水利工程不是干旱、低温雨雪冰冻等极端天气出现的主因，它对极端天气事件的影响并不明显。〖