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三峡水库蓄水运行初期(2003—2012年)水环境演变特征的“四大效应”

王丽婧 李虹 杨正健 张佳磊 邓春光 杨凡 郑丙辉

王丽婧, 李虹, 杨正健, 张佳磊, 邓春光, 杨凡, 郑丙辉. 三峡水库蓄水运行初期(2003—2012年)水环境演变特征的“四大效应”[J]. 环境科学研究, 2020, 33(5): 1109-1118. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.23
引用本文: 王丽婧, 李虹, 杨正健, 张佳磊, 邓春光, 杨凡, 郑丙辉. 三峡水库蓄水运行初期(2003—2012年)水环境演变特征的“四大效应”[J]. 环境科学研究, 2020, 33(5): 1109-1118. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.23
WANG Lijing, LI Hong, YANG Zhengjian, ZHANG Jialei, DENG Chunguang, YANG Fan, ZHENG Binghui. Four Effects of Water Environment Evolution in Early Period (2003-2012) after Impoundment of the Three Gorges Reservoir[J]. Research of Environmental Sciences, 2020, 33(5): 1109-1118. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.23
Citation: WANG Lijing, LI Hong, YANG Zhengjian, ZHANG Jialei, DENG Chunguang, YANG Fan, ZHENG Binghui. Four Effects of Water Environment Evolution in Early Period (2003-2012) after Impoundment of the Three Gorges Reservoir[J]. Research of Environmental Sciences, 2020, 33(5): 1109-1118. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.23

三峡水库蓄水运行初期(2003—2012年)水环境演变特征的“四大效应”

doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2020.03.23
基金项目: 

国家重点研发计划项目 2017YFC0404702

国家水体污染控制与治理科技重大专项 2012ZX07503-002

详细信息
    作者简介:

    王丽婧(1981-), 女, 湖北荆门人, 研究员, 博士, 主要从事流域水环境安全评估、预警与保障技术研究, wanglj@craes.org.cn

    通讯作者:

    郑丙辉(1963-), 男, 浙江天台人, 研究员, 博士, 主要从事流域水环境保护研究, zhengbh@craes.org.cn

  • 中图分类号: X52

Four Effects of Water Environment Evolution in Early Period (2003-2012) after Impoundment of the Three Gorges Reservoir

Funds: 

National Key Research and Development Program of China 2017YFC0404702

National Major Science and Technology Program for Water Pollution Control and Treatment, China 2012ZX07503-002

  • 摘要: 自2003年三峡水库首次蓄水至2012年工程竣工验收启动,针对三峡水库蓄水运行初期的水环境演变研究较多,但整体性、综合性科学认识仍然缺乏.基于水环境多要素跟踪观测研究,综合采用现场观测、室内试验、数理统计、模型模拟、同位素及保守离子示踪等技术手段,系统剖析了特大型、高变幅水位水库运行背景下水动力变异及其所伴生的水环境演变特征,从水动力、水质、水生态、污染物输移角度,提出了三峡水库水环境演变过程中的“四大效应”,主要包括干支流水动力特性的“分化”效应、上游-干流-支流水质演变“同步”效应、水动力变化对藻类水华暴发的“胁迫”效应、水动力变化对同等负荷条件下污染源危害的“迭加”效应等.考虑到大型水库生态系统的演替和稳定是一个长期过程,建议继续强化长江上游梯级水电开发影响下的三峡水库水环境演变跟踪调查研究,适时开展三峡工程对库区水环境影响的后评估.

     

  • 图  1  2008—2012年三峡水库干支流水体滞留时间变化规律[24]

    Figure  1.  The variation pattern of water retention time in the main and tributaries of the Three Gorges Reservoir from 2008 to 2012[24]

    图  2  干、支流水温分层结构[24]

    Figure  2.  Water temperature stratified structure of mainstream and tributary[24]

    图  3  2008—2012年典型支流(香溪河)回水区水流剖面分布[24]

    注:黑色矢量表示水流自支流库湾流向干流方向,白色矢量表示水流从长江流向香溪河方向.

    Figure  3.  Water profile distribution of typical tributary (Xiangxi Bay) backwater from 2008 to 2012[24]

    图  4  三峡水库入库面源污染负荷贡献情况及氮、磷负荷组成特征分析[30]

    Figure  4.  Status of the non-point source pollution contribution of the TGR and characteristics of nitrogen and phosphorus load[30]

    图  5  三峡库区支流回水区营养盐来源途径示意[24]

    Figure  5.  Source of nutrients in the backwater area of tributaries of in the Three Gorges Reservoir Area[24]

    图  6  1998—2012年三峡库区干流水质类别占比

    注:水质类别评价参照GB 3838—2002《地表水环境质量标准》.下同.

    Figure  6.  Proportion of water quality categories in the main stream of the Three Gorges Reservoir area from 1998 to 2012

    图  7  三峡水库干流氮磷浓度变化与上游入库氮磷通量变化对比

    Figure  7.  The change of nitrogen and phosphorus concentration in the main stream of the Three Gorges Reservoir and its comparison with the change of nitrogen and phosphorus flux from the upstream inflow

    图  8  三峡水库支流水质及大宁河TP浓度的年际变化

    Figure  8.  Annual variation of the water quality of tributaries of the Three Gorges Reservoir and total phosphorus concentration in Daning River

    图  9  三峡水库支流回水区及毗邻干流TN、TP浓度沿程分布(以大宁河为例)

    注:0H表示水体表层,1.0H表示水体底层(水深),0.2H表示水深为0.2H处,其他以此类推;大昌为大宁河上游断面,白水河为回水中段断面,菜子坝为大宁河入江口断面,培石为大宁河汇入后长江干流断面.

    Figure  9.  TN and TP concentration distribution along the backwater area of Three Gorges Reservoir tributary and adjacent main stream (taking Daning River as an example)

    图  10  三峡水库支流水华生消机制示意[24]

    Figure  10.  Schematic diagram of mechanism of algal blooms in the Xinagxi Bay and the critical depth hypothesis[24]

    表  1  典型支流香溪河营养盐来源解析结果(同位素及保守离子示踪法)

    Table  1.   Source analysis of nutrients in Xiangxi River, a typical tributary (based on isotope and conservative ion tracer method)

    项目 TN NO3-N NH4-N TP PO4-P
    上游径流 数值/t 3.00 2.42 0.55 0.57 0.14
    输入量 比例/% 5.17 4.95 7.13 13.87 15.63
    长江干流 数值/t 54.97 46.49 7.12 3.53 0.74
    倒灌输入量 比例/% 94.83 95.05 92.87 86.13 84.37
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-02-04
  • 修回日期:  2020-03-09
  • 刊出日期:  2020-05-25

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