三峡库区非点源氮磷负荷研究

掌握非点源污染形成的机理和变化规律是控制和治理非点源污染的关键。三峡水库非点源污染物来源范围广,每年随上游来水输入库区的非点源污染物成为三峡入库非点源负荷的主要部分。为研究三峡入库非点源污染物负荷变化规律,以SLURP水文模型和输出系数法为基础,建立了长江重庆寸滩断面以上流域的非点源污染负荷模型,模型在模拟计算1996~2002年寸滩断面入库非点源TN年负荷和非点源TP年负荷时,除1998年非点源TP负荷计算误差高于50%外,其它各年非点源TN负荷和TP负荷计算误差基本上小于30%,具有较好的模拟计算效果。该模型的建立和应用将为流域的有关管理部门提供该流域非点源污染控制和治理的决策依据。     

河流生态系统管理研究——以香溪河为例

香溪河是三峡水库湖北库区最大的支流，其健康与否对三峡水库水质有直接影响，因此开展香溪河生态系统管理研究具有重要意义。然而，由于河流生态系统管理是一个新兴的研究领域，如何开展相关研究值得探讨。简要介绍了该领域的研究现状，并重点结合香溪河主要受水电站建设、流域土地不合理开发、工业污染等因素影响的事实，认为应该以保证水量、水质作为河流生态系统管理研究和各种管理措施的出发点，并以维持健康的水生态系统，保证河流各项服务功能的正常发挥为最终管理目标。以该思路为基础，就香溪河而言，可以着重从流域土地利用的生态学规划、香溪河水电站的生态学管理、香溪河流域水质污染源控制、香溪河生态系统健康和服务功能的监测及评价等四方面开展该河流的生态系统管理研究。     

三峡库区香溪河库湾沉积物重金属污染特征

2010年3月在三峡水库香溪河库湾获取了无扰动沉积物柱状样,在香溪河口的长江干流(长江右岸)获取了表层沉积物样,现场进行了环境因子测量和室内粒度分析、矿物分析、重金属元素含量分析。沉积物矿物以绿泥石、伊利石和石英为主,占到全部矿物的65%左右。柱状沉积物pH值随深度增加呈现变小的趋势,Eh值也有随深度减少的趋势,反映了环境还原性加强。R-型因子分析结果表明:重金属元素的含量随粒径变细、绿泥石和伊利石含量增加而增加,而随石英、白云石含量增加而降低;且重金属元素含量变化与pH值密切相关,当pH值下降时部分重金属容易重新释放出来而进入环境中。库湾下游具有较中上游高得多的重金属含量,沉积物中重金属的污染程度为无污染到轻度污染,且轻度污染出现于下游至干流。三峡水库蓄水前香溪河沉积物中重金属含量顺序大致为Zn>Pb>Cu>As>Cd,而蓄水后香溪河及干流沉积物均表现为Cu含量高于Pb。     

三峡库区香溪河中重金属元素的分布特征

长江三峡水库蓄水后,香溪河水环境条件将发生变化,也导致该流域内重金属环境化学行为的变化,有些金属的危害比现在会更大.为积累蓄水前的基本资料,在1996～ 1997年春、夏、秋、冬四季采集了香溪河原水、沉积物、鱼类和植物样品,并对所采集的鱼进行分类,分析这些样品中的Ca、Mg、As、Pb、Cd、Cr、Cu、Hg和Zn元素的含量.研究结果显示,香溪河局部地区因小金矿开发引起的Hg污染十分严重;洪水期(7月)原水中的Pb、C d、Cr、Cu浓度大于枯水期(1月);沉积物中Pb、Cd浓度在7月最低,10月浓度达到全年最高点;原水中Pb、Cd、Cr、Cu重金属浓度均低于国家Ⅰ类地面水环境质量标准;香溪河水中不同种鱼类的金属富集能力各不相同,鱼类的重金属富集系数顺序为Cd>Zn>Pb>Ca>Cu>Cr>Mg .统计分析表明鱼体中的Pb和Cd浓度分别与沉积物、原水中的某些金属呈显著相关.     

三峡库区香溪河流域河岸带种子植物区系研究

根据详细的植物群落调查资料,对三峡库区香溪河流域河岸带种子植物区系进行了研究。结果表明：河岸带维管束种类在科级水平上占神农架的65.8％,在属级水平上占47.3％,在种级水平上占26.7％。河岸带植物区系的性质为温带特性,与神农架地区种子植物属的性质相一致。河岸带这一独特自然景观的植物区系在整个区域自然景观中具有相当的代表性。在香溪河流域河岸带中,维管束植物种类较丰富,分布着大量的珍稀濒危植物种类,表明河岸带在生物多样性保护中具有重要的作用。     

基于AnnAGNPS模型的三峡库区小江流域非点源污染负荷评价

运用AnnAGNPS模型对三峡库区小江流域2002～2004年的径流量、输沙量、氮磷负荷量进行模拟估算,并分别采用宝塔窝水文站（控制范围占流域面积的62%）2002～2004年实测数据对径流和泥沙模拟值进行校准和验证,采用小江流域出口2002～2004年实测年均数据对总氮、总磷模拟负荷进行校准和验证,通过敏感性分析确定了影响流域非点源污染负荷输出的主要因子,结果表明模型模拟结果相对可靠,适合于三峡库区流域非点源污染负荷评价。根据模型预测结果,模型对径流输出的模拟精度高于对泥沙和养分的输出模拟,小江流域多年年均泥沙输出量为26189 万t,总氮输出为8 33523 t,总磷输出为43686 t。研究成果对于AnnAGNPS模型在三峡库区的应用具有很好的示范性     

非点源污染在东江河流水环境中的贡献比例估算

在我国,非点源污染已经成为水质恶化的主要原因之一,如何在有限的监测数据的基础上,定量非点源污染对河流水环境的影响对于水资源规划与水环境管理意义重大。文章将水文研究中径流自动分割的技术方法与非点源负荷估算的平均浓度法结合,尝试将一种水文研究中径流分割的新方法—滤波平滑最小值法应用在非点源污染与点源污染对河流水环境的贡献研究中,以期为在有限资料条件下估算河流非点源与点源污染负荷贡献率提供一种可行的技术手段。计算结果表明,2000年至2005年东江流域的CODMn主要来自于非点源污染,CODMn点源负荷呈逐渐下降的趋势,这与参考文献中其他研究结果一致;利用2000年至2005年同步水量水质监测月序列数据,应用滤波平滑最小值法与平均浓度法结合估算非点源与点源对于东江水环境的影响,具有可行性。在连续水量水质同步监测日序列数据缺乏的情况下,应用该方法估算非点源与点源污染的贡献,其方法和估算结果可应用在水资源规划与水环境保护规划中,为水环境管理政策的制定提供技术支持。     

巢湖流域丰乐河洪水事件营养盐输出动态研究

洪水期是非点源污染输出的关键时期。通过对巢湖典型农业型流域丰乐河桃溪断面两次暴雨洪水过程（发生于2010年6月初的Event06和8月底的Event08）进行集中取样监测,结合该断面流量数据,分析了洪水过程中氮和磷营养盐不同指标（包括总氮、铵氮、硝态氮、总磷和可溶磷）浓度和瞬时负荷的动态变化规律。结果表明：Event06氮磷各指标浓度最小值、最大值及平均值均比Event08大,这与6月初农作物大量施肥,氮磷来源丰富有很大关系。丰乐河洪水事件氮输出的形式以可溶性无机氮（铵氮和硝态氮）为主,而磷则以颗粒态为主,但在涨水段的初、中期颗粒态氮和颗粒态磷所占比例比其它时段高。洪水过程中主要氮、磷指标浓度和瞬时负荷随流量增大而总体呈上升趋势(除了硝态氮),在流量峰值前达到最大值,然后呈总体下降趋势。总磷、总氮浓度与流量呈比较典型的顺时针圈形结构,表明暴雨洪水较强烈的冲刷输送作用。虽然进一步的负荷累积分析并没有显示显著的初期冲刷效应,但洪水期,特别是涨水段营养盐输出的重要性已较明显。丰乐河流域面积较大、地势较平坦,以农业活动为主,水体污染的非点源来源与农业活动有关,具体的洪水过程对营养盐的输出动态也有一定影响     

香溪河附石性大型底栖动物功能摄食类群研究

利用1∶50 000地形图对香溪河进行划分,显示香溪河为一条6级河流。分析包括捕食者(PR)、撕食者(SH)、刮食者(SC)、直接收集者（GC）和过滤收集者(FC)在内的5个主要功能摄食类群的组成,发现香溪河主要摄食类群以直接收集者和刮食者为主。各功能摄食类群的密度和生物量随着河流级别的变化而发生变化,基本趋势为：直接收集者和滤食者的密度和生物量都随着河流级别的增加而增大;撕食者和刮食者的密度和生物量的密度随着河流级别的增加而减小;而捕食者在整个流域内的密度上游小于下游,生物量却是上游大于下游。研究结果表明香溪河在夏季其上游物质来源以附石性藻类生产为主,下游则以异源性细有机颗粒输入为主。此外,功能摄食类群的密度与部分环境因子具有显著的相关性：过滤收集者与Ca2+和河宽相关,收集者与SiO2相关显著,刮食者与海拔和氨氮相关性较高,撕食者与电导和PO4 P相关性较高.     

水温分层对香溪河库湾浮游植物功能群季节演替的影响

三峡水库水环境问题近年来引起社会广泛关注,以浮游植物功能群为基础,通过对2010年1~12月香溪河库湾水温、浮游植物等进行跟踪监测,探究支流库湾浮游植物群落结构演替趋势及其影响因子。结果表明：香溪河库湾2010年共出现18个浮游植物功能群,其中B、X1、P、Y、X2、D、LO、J、MP、G是代表性功能群;水温分层的季节性发育和消失是浮游植物群落结构演替的主要影响因素;冬季以耐受水温及光照限制的CS/S策略藻种为主;春季弱分层时,CR/R策略藻种适宜生长;夏季汛期时,呈现CR/R/C/CS多种策略藻种混生格局,强分层时,适宜稳定生境的S型策略藻种占据优势;秋季分层被打破,群落结构演替为耐受频繁波动环境的R型群落格局占优势     

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。     

基于NLM的三峡重庆库区面源污染负荷研究

随机性、模糊性、不确定性很强的面污染源是水环境污染中最主要的污染源。面源污染负荷的准确估算是研究和治理面源污染的基础。现在的面源污染数字模型大多数建立于DEM之上，高成本的DEM限制着这类模型的发展。新兴模型——NLM以面源污染发生机理完善而著称。借助于NLM，以三峡重庆库区为例研究分析面源污染的机理，面源污染负荷随时间的变化以及面源负荷受各因素的影响程度等。从硝化、反硝化、矿化、吸附等作用过程中更深层地剖析了面源污染行为；掌握了面源污染物TP、NH3-N、NO3-N的随时间的变化规律及降雨量、土壤有机成分、土壤气温、总辐照等因子对各污染物负荷的影响及相互关系。总之，NLM为开展面源污染负荷及影响因素的研究提供了科学依据。     

三峡库区支流常年库区航道通航尺度研究

随着长江经济带国家战略及沿江区域经济发展战略的实施,长江航运发展面临重大机遇。三峡水库的运行为三峡库区众多支流的航运发展提供了良好环境,作为连接重庆、武汉两大区域航运中心的连接段,库区干支航道的能力提升和标准提高显得尤为迫切。系统核查了三峡库区支流自然条件及航道发展现状,分析了三峡蓄水对支流航道条件的影响及蓄水后库区支流航道存在的问题,依据现有标准规范明确的航道尺度确定方法,论证提出了三峡库区15条主要通航支流河口段航道的通航尺度。最后,提出了加强观测分析与模型论证,加大基础设施建设与航道治理力度,以及跟踪观测三峡库区泥沙累积性淤积对航道的影响等建议。     

三峡水库蓄水对香溪河水环境的影响及对策研究

通过监测论证三峡建库后形成香溪河回水库湾水环境条件改变特征,评价表明水质由轻污染至重污染趋势发展。确定库湾周边的工业、生活污染点源、磷矿面源是构成水污染的主要负荷。指出溶解氧沿河道下游沿程逐渐减小,复氧系数降低,是引起水质恶化,破坏库湾生态平衡的主要因素。磷浓度过高将引起三峡水库局部水域富营养化,预测了总磷浓度沿程变化趋势。针对已发生和潜在的水环境污染问题,提出了加强流域非点源污染的管理、实施总量控制、建立污染源在线监测系统、立项建设污染治理工程、开展河湖水域接触氧化直接净化技术的科研究和实践、制定《三峡库区水污染防治法》地方法规、正确处理资源开发与环境保护协调发展的关系、走可持续发展道路等项防治对策与建议。     

基于遥感信息的流域生态系统健康评价——以大宁河流域为例

以三峡库区大宁河流域为研究对象,以生态系统健康理论为基础,以联合国经济合作开发署提出的P S R(压力－状态－响应)模型为基础,建立了大宁河流域生态系统健康评价指标体系,并以遥感数据为主结合少量辅助数据,提取了流域的生态系统信息。以小流域为评价单元,对每个小流域进行单因子及综合评价,结果表明大宁河流域生态系统健康状况具有垂直地带性分布规律。     

三峡水库上游流域非点源颗粒态磷污染负荷研究

为有效控制三峡水库上游流域因水土流失产生的非点源颗粒态磷污染,改善库区水质,以美国通用土壤流失方程为基础,从影响土壤流失年际变化的水文条件和人类活动两个主导因素着手,并从地形指数的角度考虑泥沙输移比的空间分布,提出了能反映流域输沙量逐年动态变化的新估算方法。在此基础上,建立了流域颗粒态磷污染年负荷模型。在GIS辅助下,应用所建模型,对研究流域1990~2006年颗粒态磷污染负荷进行了空间分布模拟和定量研究。结果表明：所建年输沙量模型和颗粒态磷年负荷模型有良好的模拟精度;金沙江中下游流域,雅砻江中下游流域和岷江的大渡河流域是颗粒态磷污染的主要源区,嘉陵江流域通过治理水土流失和颗粒态磷流失情况明显好转;“长治”工程后,三峡水库上游流域的颗粒态磷年负荷总体上有下降趋势,近5年的年均负荷为16 482 t/a,比治理初期的1990年减少约37%。     

三峡库区及上游流域面源污染特征与防治策略

三峡水库自2003年蓄水运行以来,富营养化问题突出,面源污染防治愈发受到关注。依托2004、2005年生态环境调查成果,在分析三峡库区及其上游流域（简称三峡地区）面源污染负荷特征、面源污染发生原因的基础上,提出了区域面源污染防治策略。研究结果表明：入库污染负荷总量组成中,面源贡献占绝对优势;空间分布上,上游长江干流、嘉陵江及乌江流域贡献占绝对优势,库区区间贡献较小;形态特征上,氮对水体的影响以溶解态为主,磷对水体的影响以颗粒态为主。从面源污染发生过程来看,三峡地区生态环境脆弱、土地利用不合理为土壤侵蚀、污染物迁移转化提供了先决条件;而农村经济增长迅速、耕作管理技术落后亦增大了面源污染的风险。结合上述分析以及三峡地区实际情况,针对性地提出污染控制分区策略、工程措施治理策略、生态经济培育策略、农业耕作管理策略,旨在为三峡水库长效环境保护提供借鉴.