混合层深度对藻类生长的影响研究

三峡水库蓄水后,支流库湾频繁暴发水华.为研究水华暴发关键因子,以临界层理论为指导,于2012年初冬季,在香溪河野外观测站建立围隔实验系统,研究水体混合对藻类生长的影响机制.围隔水下深度按梯度布设,表底掺混均匀,并注入由浮游动物网过滤的低Chl-a浓度的香溪河河水.结果表明,Zeu/Zmix(真光层深度与混合层深度之比)>1的围隔藻类生长迅速并暴发水华,Chl-a浓度最高达到90 mg·m-3,反之生长缓慢.临界层理论适用于本实验,Zeu/Zmix也存在一个临界值,低于临界值浮游植物生长会受光限制而不易暴发水华;在临界层理论的基础上,分析得藻类净初级生产力与Zmix存在负相关关系,即Zmix越小藻类净初级生产力越大.     

三峡水库香溪河库湾冬季甲藻水华生消机理初探

2010年1—2月在香溪河库湾上、中、下游各选取1个监测点对水体环境因子及藻类进行监测,对水温、营养盐含量等进行分析,探讨香溪河库湾冬季甲藻水华的生消机理. 结果表明:2010年冬季,香溪河库湾末端暴发了甲藻水华,持续44 d,优势藻种为拟多甲藻(Peridiniopsis sp.),最高细胞密度达到11.8×106 L-1;适宜的水温、充足的营养盐以及良好的光照、弱分层水体是香溪河库湾冬季甲藻水华暴发的主要原因;Zmix/Zeu〔Zmix(混合层深度)与Zeu(真光层深度)之比〕在2~3之间时有利于甲藻生长;库湾中下游因水体掺混强烈而在冬季未暴发水华;后期水体分层状态的加强及Zmix/Zeu的减小是甲藻水华消失的主要原因.      

三峡库区香溪河流域非点源氮磷负荷分布规律研究

三峡水库蓄水后,水动力条件改变,营养盐不断累积,导致库区部分支流库湾水华现象及水体富营养化问题严重.本文以香溪河支流为研究区,以氮磷为研究对象,应用SWAT模型进行不同时空尺度非点源氮磷分布式模拟和分析.结果表明:径流和营养盐负荷受降雨影响并与其呈正相关关系,丰水年总氮(TN)和总磷(TP)负荷分别为3.48×103t和0.40×103t,枯水年分别为2.04×103t和0.23×103t,在4—9月丰水期,TN和TP贡献率分别为84.1%和89.4%;TN和TP负荷强度空间差异较大,差异系数分别为0.34和0.58,TN最大值和最小值分别为29.39 kg·hm-2·a-1和3.86 kg·hm-2·a-1,TP最大值和最小值分别为4.900 kg·hm-2·a-1和0.535 kg·hm-2·a-1;TN以硝氮(NO-3-N)为主,TP以矿物磷(MIN-P)为主,TN与TP的相关系数r为0.9258,TP与MIN-P的相关系数r为0.8596,有机氮(ORG-N)与有机磷(ORG-P)的相关系数r为0.9839,氨氮(NH+4-N)与亚硝氮(NO-2-N)的相关系数r为0.9723;污染控制的重点支流是高岚河流域和古夫流域,尤其是耕地面积比例较大的水月寺,黄粮、榛子、古夫4个乡镇,以及库湾周边的七里溪.     

面向流域水质安全预警的土地开发压力源评估方法及其应用

为适应水环境风险管理中压力源风险的快速识别需求,构建了土地开发压力源评估方法,并以三峡库区为案例区进行应用研究. 土地开发压力源评估方法首先是基于不同土地利用类型的排污参数来确定敏感土地利用类型和不利转移方向,再采用状态和趋势兼顾的原则筛选流域内敏感单元,然后根据各单元的实际特征逐一确定预警指标,以进行压力源评估和预警级别划分. 案例研究结果表明:重庆市辖区控制单元、涪陵区万州区控制单元和澎溪河开县控制单元是库区水质安全预警的3个敏感单元;其中,重庆市辖区控制单元和涪陵区万州区控制单元的预警指标均为敏感土地类型面积比例和发生不利转移的土地面积比例,其中重庆市辖区控制单元的2个预警指标值分别为42.17%、3.43%;涪陵区万州区控制单元分别为32.86%、1.74%;而澎溪河开县控制单元的预警指标仅为敏感土地类型面积比例,其值为32.31%. ③重庆市辖区控制单元、涪陵区万州区控制单元和澎溪河开县控制单元的预警指标最大超标率分别为163%、33%和19%,相应各单元土地开发压力分别为红色预警(重警)、橙色预警(中警)和黄色预警(轻警)级别. 从管理意义上,重庆市辖区控制单元和涪陵区万州区控制单元未来需要从优化当前土地利用方式、合理控制未来土地开发的双重角度来降低压力;澎溪河开县控制单元未来应重点关注和降低当前土地利用状况对水质安全的压力. 研究认为,所提出的面向流域水质安全预警的土地开发压力源评估方法具有可操作性,其案例研究结果可为三峡库区案例区水环境风险管理提供决策支撑.      

香溪河库湾浮游植物调查及多样性研究

为了分析新生水库库湾藻类组成及演替规律,2010年对三峡水库香溪河库湾进行了跟踪监测,对监测结果用9种多样性指数进行多样性评价,用综合营养状态指数进行水质评价,并将9种评价指数分别与综合营养状态指数进行拟合分析,得出最适于评价香溪河水体污染程度的评价指数。结果表明春季优势藻种为硅藻、夏季为绿藻和蓝藻、秋季为硅藻和绿藻,冬季为甲藻。XX06秋季与冬季富营养化程度为贫营养级,春季与秋季主要为轻-中度富营养级。Menhinick index与综合营养状态指数的拟合度最大,最能反映水污染程度变化趋势。     

不同富营养状态下沼蛤的存活与行为特性研究

通过设计不同富营养状态下沼蛤的行为特性的控制实验,探讨了不同富营养状态下沼蛤的生存、运动和粘附特性。研究结果为:(1)富营养状态最优(贫营养)水质不适宜沼蛤的粘附,但是适宜其生存,因此移动距离最短,运动能力最差。轻度富营养水质适宜沼蛤的生存。富营养状态最差(重度富营养)不适宜沼蛤的生存,因此移动距离最远,能生存下来的沼蛤运动能力最强。(2)在不同营养盐浓度下的重度富营养状态水质中,沼蛤适宜在营养盐浓度较低的水体中生存,营养盐浓度越高越不适宜沼蛤生存;营养盐浓度越高越不适宜沼蛤粘附,营养盐浓度相对而言较低的水体适宜沼蛤粘附。(3)在不同藻浓度下的重度富营养水质中,沼蛤适宜在藻浓度较低的水体中生存,藻浓度越高越不适宜沼蛤生存;藻浓度越高越不适宜沼蛤粘附,藻浓度相对而言较低的水体适宜沼蛤粘附;低藻浓度水体相对而言更适宜沼蛤生存,因此移动距离最短,运动能力最差,高藻浓度水体不适宜沼蛤生存,因此移动距离最远,能生存下来的沼蛤运动能力最强。富营养状态是影响沼蛤生长、粘附和运动的关键要素,轻度富营养化状态最适宜沼蛤生长和粘附。水体中营养盐浓度和浮游植物浓度也是影响沼蛤生长、粘附和运动的关键要素,重度富营养化状态中营养盐浓度和浮游植物浓度越低,越适宜适宜沼蛤生长和粘附。     

向家坝水库水温时空特征及其成因分析

水温是水环境评价的重要因子之一,其对水生态系统中的物理、化学和生物过程起着重要作用。为了分析向家坝水库运行期内的水温分布特征及其成因,本文建立CE-QUAL-W2立面二维水温模型,并基于2014年野外原位监测水温数据对模型可靠性进行了验证,应用其对水温分布进行数值模拟。研究发现向家坝水库水温存在季节性垂向分层,4~6月中上层水体(水深0~60 m)受入流水温和气温回升影响迅速升温,表底温差达10℃,垂向分层加剧;7、8月水库泄洪加快了库区水体交换,底层水温迅速升高,中间等温层水体厚度增加,表底温差减小在2℃内,9月以后表底温差进一步缩小,垂向水温分层逐渐消失。通过分析发现:气象要素、入流水温、电站取水口高程、泄洪方式成为影响向家坝水温分布的主要因素。入流水温的变化只影响水库水温波动范围,对其垂向分层结构影响较低;表层水温受气象条件影响显著;取水口高程和泄洪方式决定了水温的垂向结构。     

梯级水库运行对沉积物氮形态时空分布的影响——澜沧江和怒江对比研究

为探究梯级水库运行对河流沉积物氮形态时空分布的影响,分别在枯水期和汛期对澜沧江和怒江沿程表层沉积物进行跟踪监测,并利用分级连续浸取分离法得到了离子可交换态氮(IEF-N),弱酸可浸取态氮(WAEF-N),强碱可浸取态氮(SAEF-N)和强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)等四种沉积物氮形态.结果表明:(1)怒江和澜沧江自然河流段可转化态氮(TTN)含量略低于水库段,沿程分布含量范围512.2～1548.5mg/L,同时期4种可转化态氮形态分布规律基本一致,枯水期SOEF-N>WAEF-N>SAEF-N>IEF-N,含量范围分别为486.6～1424.8,3.3～83.1,1.4～88.8和1.2～10.7mg/kg;汛期WAEF-N>SOEF-N>SAEF-N>IEF-N,含量范围分别为360.7～755.7,42.8～656.2,6.8～394.3和35.8～153.6mg/kg;(2)梯级水库运行导致有机质富集,颗粒物粒径变小,对WAEF-N的释放有抑制作用;梯级水库运行导致水库段沉积物粒径变小,而SOEF-N主要分布在细颗粒中,致使沉积物的矿化作...     

三峡水库大宁河支流浮游植物演变过程及其驱动因素

基于大宁河不同水文期(2012-04-27~2013-01-19)的监测数据,运用数理统计分析手段,探索三峡水库支流浮游植物不同水文期演替模式及其影响因素.结果表明:1研究期间表层叶绿素浓度和藻类细胞密度最大值均出现在汛限期,依次是蓄水期、泄水期和高水位运行期.基于生态功能组原理,不同水文期大宁河的浮游植物演替模式为:CR-R(高水位运行期)-CS(泄水期)-CR/CS(汛限期)-R-CR(蓄水期).2丰富度指数最大值出现在蓄水期,最小值出现在高水位运行期和泄水期;均匀度指数最大值出现在汛限期,最小值出现在高水位运行期和泄水期;多样性指数最大值出现在汛限期,最小值出现在蓄水期和泄水期;演替速率最高值出现在蓄水期,最低值出现在泄水期.3利用数理统计分析方法,高水位运行期,浮游植物生物量与生境参数并不存在显著的相关关系,水动力参数(RSCW)和光热参数(Et和Ef*)是影响浮游植物群落结构的关键要素;泄水期,Et和Ef*均与浮游植物生物量呈显著正相关,营养盐参数(TP)与浮游植物生物量呈显著负相关关系,营养盐参数(TP)和光热参数[Deu(λPAR)/Dmix]是影响浮游植物群落结构的关键要素;汛限期,光热参数(Ef*)与浮游植物生物量呈显著正相关,营养盐参数(TP)与浮游植物生物量呈显著负相关关系,光热参数([Deu(λPAR)/Dmix]、Et和Ef*)和营养盐参数(TP)是影响浮游植物群落结构的关键要素;在蓄水期,TP与Chl-a浓度呈极显著正相关关系,光热参数[Deu(λPAR)/Dmix]是影响浮游植物群落结构的关键要素.     

基于常量离子示踪技术的香溪河库湾分层异重流特性研究

2012年9月26日对三峡水库干流及香溪河库湾的水流特性及常量离子进行监测,以分析蓄水期间三峡水库香溪河支流库湾水动力特性。结果表明：香溪河库湾镁离子空间上呈下游低上游高的梯度变化,钠离子呈下游高上游低的梯度变化,河口处水中常量离子的楔形区与流速纵剖面矢量图中流向上游的楔形区的位置和厚度基本一致。监测期间香溪河库湾存在显著的分层异重流特性,在河口处,长江水体从中层倒灌进入香溪河,为中层倒灌异重流;上游水体由香溪河底部流入长江干流,为底部顺坡异重流