三峡水库香溪河流域梯级水库浮游植物群落结构特征

于2005年10月、2006年1、4、7月对三峡水库香溪河流域3座水库(古洞口一级水库、古洞口二级水库和香溪河库湾)组成的梯级水库的浮游植物种类组成、优势种、群落结构、密度和生物多样性指数进行了周年调查研究.共鉴定出浮游植物7门58属121种(含变种),以绿藻和硅藻种类最多,绿藻有26属49种,占40.50%;硅藻14属41种,占33.88%;其次是甲藻,3属11种,占9.09%;蓝藻5属7种,占5.79%;隐藻3属7种,占5.79%;其它藻类仅占4.96%.浮游植物在古洞口一级水库共有25属31种,古洞口二级水库29属40种,香溪河库湾46属81种.优势度分析显示:古洞口一级水库藻类优势类群为硅藻门、绿藻门,古洞口二级水库为硅藻门、隐藻门和甲藻门,香溪河库湾为绿藻门、硅藻门、甲藻门和隐藻门.3座水库浮游植物年均密度分别为1.110×106、4.837×105和1.734×106 cells/L;其中,最高密度出现在香溪河库湾(4.87×106 cells/L),最低密度出现在古洞口二级水库(5.76×105 cells/L).运用主成分分析对梯级水库进行水质分析,表明沿着水库的梯度水质逐渐恶化.Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在3座水库间无明显差异,而香溪河库湾Margalef丰富度指数显著大于古洞口一级、二级水库.前两个指数与浮游植物优势种的评价结果显示,香溪河流域梯级水库处于中污染状态.     

天目湖沙河水库溶解氧分层的季节变化及其对水环境影响的模拟

溶解氧(DO)是水体能否维持生态平衡的重要指标,是湖泊初级生产力与水动力条件的综合反映.研究DO及其分层的季节变化对认识湖库的富营养化过程有重要意义.本研究以天目湖沙河水库为例,运用西澳大学开发的三维水动力水质模型——ELCOM-CAEDYM对天目湖的水温、DO和总磷(TP)进行了为期1年的数值模拟.结果表明,模型较好地模拟出了水体温度和DO分层过程以及TP的时空分布,3个指标在水体表层、中层和底层的模拟值与实测值拟合良好,均方根误差分别在1.8℃、1.8 mg/L和0.003 mg/L以内,Nash-Sutcliffe有效性系数均在0.7以上,相对误差均低于10%.沙河水库不同季节的DO垂向分层与温跃层协同变化:冬季垂向混合;春季(4月)温跃层开始发育,底部出现氧不足;夏季(7月)温跃层位于4~10 m之间,同时底部低氧区(DO<2 mg/L)面积达35%;秋季(9月末)低氧区随着温跃层的消失而消失;冬季再次垂向混合.全湖DO和TP的时空分布表明,南半库区磷的来源主要是外源输入,而北半库区磷的来源主要是由水体底部低氧导致的磷内源释放.DO季节分层还有可能通过影响藻类活动而对水环境造成影响.     

三峡水库典型支流上游区和回水区营养状态分析

2006年3、5、8月,对三峡水库成库后5条支流的上游区和回水区水质参数及营养因子分布进行了初步研究.研究结果表明,支流高锰酸盐指数范围在1.00-2.50mg/L、COD范围为6.00-26.5mg/L,上游区与回水区有机物含量差异不大,支流目前未受到有机物污染影响.NH_4~+-N范围为0.039-0.367mg/L,各支流含量均为丰水期最大.TN范围在0.58-1.67mg/L,TP范围在0.005-0.133mg/L,支流回水区TN和TP含量均远高于水体发生富营养化的最低限制值,水体存在发生富营养化的风险.大多支流N/P比值处于适宜藻类生长范围.Chl.a浓度范围为0.94-28.9mg/m~3,各支流回水区Chl.a浓度均为5月最大河流回水区Chl.a浓度高于上游区,上游区、回水区Chl.a含量有显著差异.选用修正的Carlson营养状态指数(Trophic State Index)TSI_M法,评价了支流水体营养状态,TSI_M指数范围在36.0-64.2,上游区除龙河、澎溪河5月达到富营养水平外,其余支流均为贫-中营养水平.回水区各支流均达到中-富营养水平.支流回水区营养状态指数均高于上游区,但各支流增加幅度不同.支流回水区水体营养状态明显受三峡水库蓄水水体流速减缓的影响.Chl.a与COD(n=15,P0.01)呈极显著正相关,与其它营养因子无明显相关关系.三峡水库完工后,支流回水区水体流速减缓,富营养化趋势可能加重.     

丹江口水库上游武当山剑河水质空间差异性分析

丹江口水库是国家南水北调中线工程的水源地,水质是决定工程成败的关键因素之一,而始终困扰着水库水质的是入库河流的水污染治理问题.本文以丹江口水库上游的武当山剑河流域为研究对象,在水环境调查基础上,选择有代表性的水质参数及人为干扰因子对剑河进行水质空间差异性分析.根据河流地理特征,将剑河划分为上游、中游、下游和太极湖河段调查单元,其水环境管理目标分别为地表水Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅲ类标准(GB/T 3838 2002).结果表明:在投肥养鱼、污水管网缺损和污水处理率低等因素的影响下,剑河全河段总氮(TN)超标比较严重,4个调查单元均达不到水环境管理目标要求.总磷(TP)、化学需氧量(COD_Cr)、氨氮(NH₃-N)在上游、中游河段分别达到地表水Ⅱ类和Ⅲ类管理要求,但在下游分别只有64%、64%和18%达到Ⅳ类水质要求,在太极湖河段Ⅲ类水质达标率分别为71%、29%和0.污染物浓度整体呈现下游 >太极湖河段 >上游 >中游的趋势,其中TN的污染最为严重,浓度范围为2.27~13.51 mg/L,其次为NH₃-N(0.25~13.31 mg/L)、COD_Cr(7.0~95.5 mg/L)和TP浓度(0.01~0.79 mg/L)相对较低,并不构成剑河的核心污染.通过水质空间差异性分析,提出了针对性的污染源削减方案,可以为河流水污染控制和丹江口水库水质管理提供科学依据.     

基于湖库水质目标的流域氮、磷减排与分区管理——以天目湖沙河水库为例

湖库水环境保护在保障生产与生活用水、维系生态平衡、发展旅游等方面发挥着重要的作用.水质目标管理是保护湖库水质的最佳管理办法.本文以天目湖地区沙河水库及其流域为研究区域,建立模型模拟沙河水库流域的水文与水质,评估入库污染通量和主要来源;依据水质目标测算氮、磷污染的容量和减排量,结合土地的生态保护与开发适宜性评估,提出氮、磷污染分区减排和土地管控的对策和措施.研究结果表明,沙河水库氮、磷污染物入库通量分别为206.01和3.29 t/a,面源总氮和总磷分别占总入库量的85.7%和67.5%.不同土地利用类型氮、磷输出强度有显著差异,总氮输出强度依次为茶园 >耕地 >建筑用地 >裸地 >草地 >退耕地 >林地 >河湖漫滩,总磷输出强度与地表覆盖度有关,依次为裸地 >建筑用地 >茶园 >耕地 >草地 >退耕地 >林地和河湖漫滩.从氮、磷输移过程来看,沙河水库流域总氮排放量为321.64 t/a,进入河流的为255.53 t/a,在河道输送过程中损失19.4%,最终有206.01 t/a进入水库;沙河水库流域总磷排放量为13.42 t/a,进入河流的为7.90 t/a,在河道输送过程中损失58.3%,最终有3.29 t/a进入水库.不同分区河流氮、磷滞留降解率有很大的差异,中田河总氮、总磷滞留降解能力最强,分别为34.71%和84.31%.2009年的通量计算结果显示,沙河水库总氮达到Ⅳ类水质目标需要的入湖减少量为32.01 t/a,入湖削减比例为15.50%,总氮达到Ⅲ类水质目标需要的入湖减少量为59.66 t/a,入湖削减比例为29.00%;总磷达到Ⅲ类水需要的入湖减少量为0.682 t/a,入湖削减比例为20.70%,总磷达到Ⅱ类水需要的入湖减少量为1.479 t/a,入湖削减比例为44.90%.为了实现基于土地利用的面源污染减排管控,选定植被覆盖度、水源涵养能力、地形坡度、土地利用、氮磷分区贡献量、与道路和村落距离等指标综合评估生态保护价值和开发适宜性,并划定禁止开发区、限制开发区和保护性开发区3个管理分区,最终确定各分区的开发强度限制和管控方式.     

栅格新安江模型在天津于桥水库流域上游的应用

栅格新安江模型是在概念性新安江模型的理论基础上,以栅格为计算单元,结合地形地貌和下垫面特性构建出来的水文模型.在于桥水库流域上游的水平口流域应用栅格新安江模型,研究该地区洪水要素的空间变化以及洪水形成过程,讨论洪水模拟效果来验证模型在半湿润地区的适用性.选取水平口流域1978-2012年的洪水进行模型计算,模拟结果较好地反映了流域产流面积的时空变化,且均达到乙级以上精度.初步表明栅格新安江模型在半湿润地区有较好的适用性.     

三峡澎溪河回水区高水位期间高阳平湖总磷模型

三峡水库"蓄清排浑"的调度运行方式使得冬季高水位期间近岸消落带受淹.消落带氮、磷等营养物受淹后向水体中释放与积累对冬末初春的水华将可能具有重要贡献.构建高水位时期澎溪河高阳平湖总磷收支模型,定量分析高水位期间总磷的收支途径、累积量以及累积磷的主要来源.结果表明:蓄水期,由于蓄水水位升高和顶托而导致大量磷积累;稳定期,磷收支变幅较小,总体趋于平缓;水华期,前期积累的磷被大量消耗,形成水华.淹没消落带磷释放是冬季高水位时期高阳平湖总磷的主要来源,蓄水期所淹没大量消落带所释放的磷为冬季末水华暴发提供条件.研究结果为后续定量分析磷形态的转化和分配奠定重要基础.     

道观河水库大银鱼移植生物学效应─Ⅰ.生长

本文根据大银鱼在道观河水库移植后的生长资料,计算出其生长指标,相对生长率和平均丰满度,对大银鱼在道观河水库的生长规律进行了分析,得出其体长体重关系为W＝1．2120×10-6L3．1820和VonBertalanffy生长方程的各项参数值：L∞＝193．03mm,W∞＝22．72g,K＝0．3328,由此得出大银鱼在该地区水域能移植驯化的科学依据．并据此为道现河水库大银鱼的最佳捕捞时间提出了初步的意见。     

大型水库分层期和混合期溶存温室气体空间变化及排放通量

水库作为温室气体的重要来源,对区域气候变化有不可忽略的影响。然而,目前对水库溶存温室气体的空间异质性及垂向特征的认知仍然欠缺。为了揭示水库分层期和混合期溶存温室气体空间特征及排放通量,也为厘清水库温室气体产生和排放的关键过程提供重要支撑。研究选择东北地区大型水库——汤河水库为对象,于2021年7—9月和10月(分别代表水库分层期和混合期)对水库不同位置(坝前、库中和库尾)开展溶存温室气体垂向分层监测。研究结果显示,水库CH₄排放通量变化范围为0.018～0.174 mmol/(m²·d),是大气CH₄的源,空间分布为库尾>库中>坝前;CO₂通量为-4.91～58.77 mmol/(m²·d),除分层期东支库尾,其余点位均表现为大气CO₂的源,空间分布为坝前>库中>库尾。时间上,分层期CH₄排放通量(0.071±0.044 mmol/(m²·d))高于混合期((0.027±0.008) mm...     

基于EFDC模型的河道型水库藻类生长对流域污染负荷削减的响应——以广东长潭水库为例

将环境(EFDC)模型应用于广东梅州的河道型水库——长潭水库,经过模型的验证,建立长潭水库水生态数学模型,模拟出水库在现状污染负荷下的藻类生长情况,以叶绿素a浓度为指标,研究水库在丰水年与枯水年富营养化改善程度对不同流域污染削减方案的响应关系.结果表明:现状污染负荷削减10%,在丰水年库尾、库中和库首点位的叶绿素a平均浓度分别降低13.99%、12.00%和10.35%;枯水年3个代表点位叶绿素a平均浓度分别下降8.42%、5.63%和2.10%.污染削减20%的情况下,丰水年3个代表点位的叶绿素a浓度分别降低26.78%、19.25%和17.04%,枯水年对应的降低幅度分别为11.72%、7.97%和5.12%;库尾地区表现出河道的特征,在污染负荷削减的情况下藻类生长能够受到有效遏制,库首地区则表现出湖泊的特性,枯水年这一特征表现更加突出,污染削减20%的情况下,叶绿素a的平均浓度仅降低5.12%.