三峽庫區(qū)消落帶污染特性及水環(huán)境影響研究.pdf

1、三峽工程自開工建設(shè)以來，其引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題一直為世人所關(guān)注。建成后的三峽水庫將有650km長，水域面積為1084km<'2>，總庫容達445.7億m<'3>，這將是中國最重要的戰(zhàn)略性水資源之一。三峽工程自2003年6月正式蓄水以來，庫區(qū)水位已抬升至156m，到2009年水位將最終升至175m。鑒于三峽工程采用的“蓄清排濁”運行方式，即冬季(枯水期)運行水位為 175m，夏季(豐水期)運行水位為145m，這將使庫區(qū)沿江地區(qū)形成最大水位落

2、差為30m的消落帶。消落帶又被稱之為水庫的“肝臟”，具有很強的解毒凈化作用，同時也是水陸兩種生態(tài)系統(tǒng)間交換的廊道，具有緩沖帶的功能和植物護岸功能。但消落帶受到水、陸環(huán)境的交替影響，其生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同時受到陸生生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)的雙重作用。由于受到陸地污染物的進入、淹沒地污染物的浸出以及水體自凈能力下降的影響，消落帶水環(huán)境存在著岸邊污染帶和水陸交叉污染兩方面的問題，將嚴重影響庫區(qū)水環(huán)境質(zhì)量，擾亂該地區(qū)原生生態(tài)系統(tǒng)，影響三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境安

3、全。消落帶面臨的水環(huán)境問題、水土流失問題、庫岸地質(zhì)環(huán)境問題以及周邊人群健康問題日益受到人們的重視，消落帶的生態(tài)環(huán)境問題亟待解決。 本論文依托重慶市科委、重慶市發(fā)改委基金項目：“三峽庫區(qū)消落帶生態(tài)環(huán)境研究及生態(tài)模式重建”(項目編號 03-26)，開展了三峽庫區(qū)消落帶污染特性的研究，分析了消落帶水質(zhì)現(xiàn)狀，以及氮、磷及重金屬等物質(zhì)對水環(huán)境的影響研究，從生態(tài)系統(tǒng)角度提出消落帶生態(tài)構(gòu)建的基本原則及防治措施。主要研究內(nèi)容為： 三峽工

4、程蓄水后，庫區(qū)消落帶初步形成，流域內(nèi)消落帶的水位變化最為明顯，尤其是支流受到長江主干流江水頂托后，水位上升幅度較大，流速明顯變緩，極大可能發(fā)生富營養(yǎng)化現(xiàn)象。本論文主要選擇了典型消落帶斷面，分析了浮游生物種類，并以典型流域——小江流域，對該流域的消落帶水體的富營養(yǎng)化程度進行了調(diào)查、采樣、監(jiān)測和分析，并運用模糊數(shù)學理論建立了評價模型，對消落帶水體的富營養(yǎng)化程度進行了評判，發(fā)現(xiàn)蓄水后長江支流富營養(yǎng)化現(xiàn)象較為嚴重。 本論文對庫區(qū)消落帶土

5、壤中重金屬元素進行了采樣和剖面分析。三峽庫區(qū)消落帶土壤中的紫色土淋溶層鎘、汞，母質(zhì)層的鎘、鋅、汞的平均含量高于全國同類土壤同層次的平均值；潮土的淋溶層、母質(zhì)層鋅、銅、鉛、汞的平均含量高于全國同類土壤同層次的平均水平；石灰?guī)r土的淋溶層、母質(zhì)層的金屬平均含量均低于全國同類土壤同層次的平均水平。 從消落帶土壤中金屬元素中的分布特征來看，Cd、Cr、As、Hg、Ni基本符合正態(tài)分布(Sig.>0.05)，Pb、Zn和pH值均不符合正態(tài)分

6、布。土壤pH值與土壤Cd、Cu 的含量之間顯著相關(guān)，與其它金屬元素的含量相關(guān)性不顯著。消落帶土壤中Cd-Cu的相關(guān)系數(shù)為0.67，Pb-Ni的相關(guān)系數(shù)為0.786，As-Ni的相關(guān)系數(shù)為 0.642，這三種元素在消落帶土壤中的含量具有顯著相關(guān)。在實驗室模擬浸泡實驗的基礎(chǔ)上，研究了Cd、Hg、Pb三種重金屬元素的浸出規(guī)律，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)建立了這三種重金屬元素的溶出速率方程。論文采用一維水質(zhì)模型，以小江流域消落帶為研究對象，預測小江流域消落帶

7、的土壤處于淹水期后，其中重金屬元素釋放后對庫區(qū)水環(huán)境的影響。 通過對消落帶土壤的分析，結(jié)果表明消落帶土壤中氮的含量為0.06～0.28％，磷的含量為0.037～0.071％，土壤中氮磷含量在全國屬于較高地區(qū)。其中潮土和紫色土氮磷含量比黃壤含量高。消落帶土壤中的TN與pH值之間具有一定負相關(guān)，TN-TP以及TP-pH之間的相關(guān)性不顯著。消落帶土壤中的全磷含量沒有顯著差異，但全氮含量在地區(qū)分布上具有顯著差異。 論文仍以小江流

8、域消落帶為研究對象，運用一維水質(zhì)模型預測小江流域消落帶土壤處于淹水期后，釋放的氮磷元素對水環(huán)境的影響。小江流域消落帶處于出露期時，因土壤流失而帶進水體的全磷和全氮的負荷分別為21.6t、9.64t，對水質(zhì)中TP和TN濃度的最大貢獻值分別為0.02 mg/l和0.01mg/l，衰減到10km處，對水體影響濃度變?yōu)?.018 mg/l和0.001 mg/l。 庫區(qū)消落帶周邊環(huán)境因素及管理水平等，對維護庫區(qū)消落帶生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，以及