环境科学  2016, Vol. 37 Issue (12): 4586-4595   PDF    
三峡前置库汉丰湖试运行年水体水质现状及控制效果评估
杨兵 , 何丙辉 , 王德宝     
西南大学资源环境学院, 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 三峡工程生态与环境监测系统汉丰湖站, 重庆 400715
摘要: 三峡汉丰湖是世界范围较罕见的专为减弱消落带影响而修建的前置库,也是中国最大城市人工湖体,自汉丰湖试运行后,山水林田湖生态效益及建设宜居城市的社会效益显著.本文以三峡汉丰湖为研究对象,对汉丰湖试运行年支流来水及湖体断面进行水文、水质分层监测,包括水文参数(vH等)、物理参数(T、pH、SD、DO、TSS等)、化学参数(高锰酸盐指数、Chl-a、TN、DN、NO3--N、NH4+-N、NO2--N、TP、DP、SRP等)共17个指标.监测结果表明:① 2月、10月等开始泄水蓄水时期水质较差,南河支流来水断面水质最差,调节坝出水断面最好;②汉丰湖水体总体呈轻度富营养化,主要污染指标为DN、TN、NO3--N、TP;③汉丰湖在试运行年对水体富营养化控制效果显著,Chl-a年平均消减率57.73%,高锰酸盐指数年平均消减率28.12%,SRP、TP、TN、TSS、NO2--N、DN、DP等年平均消减率20.15%~22.81%,NH4+-N、NO3--N等年平均消减率16.92%~18.74%,水体年平均富营养化指数降低15.74%.研究表明,1~3月、10~12月高水位湖泊形态试运行期间对各水质指标消减率高于5~8月河流形态时期,汉丰湖试运行良好,对水体富营养化控制效果显著,可消减三峡入库水体污染物浓度.
关键词: 前置库      汉丰湖      水质现状      消减污染物浓度      富营养化控制     
Hanfeng Pre-dam Commissioning Eutrophication Status and Control Evaluation in Three Gorges Reservoir
YANG Bing , HE Bing-hui , WANG De-bao     
Hanfeng Lake Stations of Ecological Environment Monitoring System, Three Gorges Project Construction Committee, Key Laboratory of Eco-environments in the Three Gorges Reservoir Region, Ministry of Education, College of Resources and Environment, Southwest University, Chongqing 400715, China
Abstract: To reduce the impact of Fluctuating Zone, the Three Gorges Reservoir pre-dam is rare in the world which is specially designed and is the largest artificial lake body in China. The ecological benefits of landscape, farmland and lake and the social benefits of livable city have been significantly enhanced since the successful commissioning of the Hanfeng Lake pre-dam system. The paper proposed the application of layered hydrology and water quality monitoring for analysis of Tributary runoff and lake body section in the pre-dam commissioning in the whole year, and a total of 17 measured indicators inlucding hydrological parameters such as v, H, etc, physical parameters such as T, pH, SD, DO, TSS etc. and chemical parameters such as permanganate index, Chl-a, TN, DN, NO3--N, NH4+-N, NO2--N, TP, DP, SRP etc. We found that the water quality was poor during beginning drain and impoundment period and was the worst in tributary inflow section of South River, while the best water quality was located in water section of regulating dam in February and October. The TLI Water Quality Evaluation and factor analyses performed have shown that the water body of Hanfeng Lake was slightly eutrophicated, and the main pollution indicators included DN, TN, NO3--N, TP. By the control of pre-dam in three Gorges to eutrophication in commissioning, we found that the average Chl-a reduction effect reached up to 57.73%, the average reduction rate of permanganate index was 28.12%, SRP, TP, TN, TSS, NO2--N, DN, DP etc. were on average cut down by 20.15%-22.81%, the average reduction rates of NH4+-N and NO3--N were 16.92%-18.74%, and the average eutrophic index of water body was reduced by 15.74%. The highest reduction average rate in lake form period appeared from January to March and October to December, and the lowest in river form period was during May to August.The analysis results showed that the commissioning of pre-dam was good and remarkable for controlling eutrophication, and cutting the concentrations of pollutant water storage in the Three Gorges.
Key words: pre-dam      Hanfeng Lake      eutrophication status      reduction pollutant concentration      eutrophication control     

前置库(前置坝)是在上游支流来水进入主水库前修建水坝形成的小型湖泊水库[1],通过降低水体悬浮物和营养盐浓度以提高进入主水库水体水质[2].前置库在天津于桥水库[3]和太湖[4]面污染源控制中成功加以利用,滆湖研究表明前置库可去除入库水体中的TN、TP和Chl-a[5],德国萨克森州Forchheim前置库研究表明前置库能减少悬浮颗粒物[6],波兰Kowalskie水库和Stare Miasto水库前置库对主水库水质和泥沙含量影响明显[7],太湖前置库可降低流域农业面源污染影响[8].云蒙湖前置库对水体氮磷净化率达20%~40%[9],德国东南部Saidenbach水库前置库年均可溶性活性磷去除率为60%,夏季最高可达80%[10].

三峡水库正常水位173.22 m (吴淞高程175 m),汛限水位143.22 m (吴淞高程145 m),产生348.9 km2季节性消落带,其中澎溪河(小江)流域消落带面积55.47 km2,是三峡支流中最大消落带[11].消落区治理是一个世界性难题,目前消落区研究主要集中在植被恢复与重建[12, 13],控制农业面源污染[14, 15]、河岸带缓冲带对氮磷净化机制[16]、河岸带管理[17]、水淹植物物种选择[18]等方面,未见采用水位调节坝前置库工程治理消落区成果[19].

三峡前置库(汉丰湖)利用水位调节坝工程拦蓄减少消落区范围,工程位于三峡库区一级支流澎溪河(小江)上游回水末段,调节坝以上消落区面积24 km2,最大消落深度18.5 m [19].汉丰湖前置库试运行后,现有研究主要集中在蓄水期间营养状态与藻类群落结构[20, 21]、汉丰湖及支流浮游植物群落与环境因子[22, 23]、人为营养物质输入及水环境容量等方面[24, 25],较少考虑汉丰湖作为前置库的水质净化功能.汉丰湖水质监测从2012年持续至今,本文以2015年为汉丰湖典型试运行年进行研究,监测指标包括水文参数(v:流速、H:水深等)物理参数(T:水温、pH、SD:透明度、DO:溶解氧、TSS:总固体悬浮物等)和化学参数(高锰酸盐指数、Chl-a:叶绿素、TN:总氮、DN:可溶性总氮、NO3--N:硝态氮、NH4+-N:氨氮、NO2--N:亚硝态氮、TP:总磷、DP:可溶性总磷、SRP:正磷酸盐等)共17个指标,分析汉丰湖试运行期水质现状,评估前置库沉降泥沙和去除氮磷等水体富营养化控制效果.

1 材料与方法 1.1 调查采样

5个控制断面及采样点见图 1,主要分为以下两类.

图 1 汉丰湖采样断面示意 Fig. 1 Distribution of sampling points in Hanfeng Lake

(1)湖体控制断面出湖控制断面:调节坝(HF1)、湖体控制断面:东南河交汇(HF2).

(2)支流来水控制断面东河控制断面:东河大桥(HF3)、头道沟控制断面:头道沟大桥(HF4)、南河控制断面:镇东大丘(HF5).

2015年每月下旬采样.根据2015年三峡水库蓄水时间安排[26]和汉丰湖试运行期蓄水方案[27],设置断面中垂线分层采样,按各采样点水深(H)分别在水面以下0.5 m、1/2HH-0.5 m等分上、中、下3层采样.现场监测采用美国哈希便携式多参数水质仪(型号: MINISONDE5X,HACH,美国)测定T、pH、DO、Chl-a等指标,SD采用塞氏盘法,流速v采用便携式流速仪(LGY,NS,中国)测定;采集的水样低温(4℃)保存,到达实验室后立刻进行样品测试,参照文献[28]对TSS、高锰酸盐指数、TN、DN、NO3--N、NH4+-N、NO2--N、TP、DP、SRP等指标进行测定.

1.2 数据处理及分析方法

(1)综合营养状态指数法

综合营养状态指数法计算公式为:

(1)

式中,TLI (∑)为综合营养状态指数;Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重;TLI (j)为第j种参数的营养状态指数;m为评价因子个数.

湖泊营养状态分级用1~100连续数字对水库富营养程度进行分级,TLI (∑) < 30为贫营养;30 < TLI (∑)≤50为中营养;50 < TLI (∑)≤60为轻度富营养;60 < TLI (∑)≤70为中度富营养;TLI (∑)>70为重度富营养.在同一营养状态下,指数值越高,其营养程度越重[29].

(2)因子分析法

因子分析法(FA)是一种降低变量维数,按照特征值>1的原则从多个原变量中提取出较少、抽象且能够代表所有原始数据的因子;每个提出原始指标的因子得分可用回归方程表示,参见公式(2);再利用各因子得分分别乘以各自对应的方差贡献率,并将所得结果相加,从而进一步求出主成分的综合得分.在进行因子分析之前,需将原始的标准化数据进行KMO和Bartlett球型检验,只有当KMO值>0.5,Bartlett球型检验结果P < 0.05,表明应用因子分析方法可行, 且分析结果较好[30].

(2)

式中,Z1Z2Z3分别代表主因子的得分,ai1~ain中每列值除以SQRT (特征根ω的平方根);zx1~zxn为各采样点标准化后的值.

因子分析、相关性分析等利用SPSS 16.0处理,P < 0.05为显著性相关,P < 0.01时为极显著相关.

2 结果与分析 2.1 汉丰湖主要水文、水质物理参数时空变化特征

汉丰湖采样点主要水文、水质物理参数见表 1,试运行年,汉丰湖水深年内变化显著(P < 0.01),落差达14.4~16.0 m,汉丰湖调节坝水深及水位高程与三峡坝前水位对应见图 2,试运行期,12月~次年2月调节坝调节水位下降滞后于三峡同期水位,5~8月调节坝坝底高程高于三峡同期水位,不受三峡水位影响,呈河流形态,水深小,流速大;蓄水期汉丰湖水位受三峡主水库影响明显呈湖泊形态,水深大,流速小.汉丰湖平均水深由上游至下游逐渐变大;vH呈显著负相关(r=-0.845),支流来水断面流速较大,湖体断面受调节坝拦挡,流速减缓,调节坝流速负值表示汉丰湖受三峡蓄水回水倒灌异重流影响[31].

三峡水位数据来源为文献[32] 图 2 2014~2015年汉丰湖调节坝水位与三峡大坝上游水位变化 Fig. 2 Map of water depth distribution near Hanfeng Lake dam and monthly upstream water level of TGR (2014-2015)

表 1 汉丰湖试运行年(2015年)各断面主要水文及表层水质物理参数 Table 1 Physical parameter table of the main hydrological and surface water quality in Hanfeng Lak in 2015

SD年内变化显著(P < 0.01),蓄水期高,泄水期低,空间上呈现出镇东大丘 < 头道沟大桥 < 东河大桥 < 调节坝;水温T呈现为南河较高,东河较低,水体分层现象较弱,气温和水深是水体稳定性的重要因素[33],汉丰湖水深季节性变化不利于形成稳定的分层水体;DO点位间年平均差异不显著,年内变化显著(P < 0.05),最大值出现在10月,最小值出现在11月,10月监测显示,汉丰湖最高Chl-a浓度74.19 μg ·L-1,藻类种群密度29.19×106 ind ·L-1,以30 mg ·m-3作为评判水华是否发生的标准[34],可认为汉丰湖出现水华暴发现象.水华期间浮游植物光合作用造成溶解氧过饱和,水华过后自净消耗大量氧;pH年内差异不显著,总体呈弱碱性至碱性,最大值出现在10月,空间呈现出东河大桥、镇东大丘、头道沟大桥、东南河交汇差异不大,调节坝明显低于上游点位. Chl-a和pH显著正相关,表明水华敏感期浮游植物的快速增长导致其光合作用加强,从而使水体的pH值升高,与郑丙辉等[35]在大宁河的研究结果一致.

2.2 总固体悬浮物(TSS)时空变化特征

图 3为汉丰湖试运行年TSS时空变化.全年TSS平均质量浓度1.33~78.00 mg ·L-1,均值24.79 mg ·L-1.从时间变化来看,1~4月、9~12月TSS明显低于5~8月,10月水华期间TSS有一定升高;从空间变化来看,东河大桥、东南河交汇>镇东大丘、头道沟大桥>调节坝.总体表现为上游支流来水断面高,调节坝出湖断面低,表明汉丰湖发挥前置库沉降悬浮物的功能,降低进入三峡水库小江支流的悬浮物浓度.

图 3 汉丰湖试运行年(2015年)各点位总固体悬浮物变化 Fig. 3 TSS distribution at different points of Hanfeng Lake in 2015

2.3 叶绿素a (Chl-a)时空变化特征

图 4为汉丰湖试运行年(2015年) Chl-a变化,Chl-a平均质量浓度2.30~74.19 μg ·L-1,年平均值11.66 μg ·L-1,Chl-a与高锰酸盐指数、DO、NH4+-N、TP、TN、Tv的变化呈极显著相关关系(P < 0.01),表明汉丰湖浮游植物主要受氮磷营养盐、有机污染程度及水温流速影响,同时浮游植物光合作用对水体DO等产生明显影响,但对TSS、SD影响不显著,李飞鹏等[36]对崇明岛环境因子与Chl-a的分析也得出了相似的结论,并认为水温和营养盐是影响浮游植物季节动态的主要因素,透明度的季节变化是浮游植物生长的结果表征.

图 4 汉丰湖试运行年(2015年)各点位叶绿素变化 Fig. 4 Chl-a distribution at different points Hanfeng Lake in 2015

2015年Chl-a有3个峰值,月份间差异明显(P < 0.01),2月东河大桥、南河大桥、头道沟大桥等支流断面Chl-a较高;4月全湖Chl-a浓度升高;9~10月全湖Chl-a浓度达到最高,其中10月镇东大丘、东南河交汇Chl-a浓度出现最大值.从空间看,镇东大丘、东南河交汇>东河大桥、头道沟大桥>调节坝,出湖断面Chl-a最低,说明汉丰湖对Chl-a削减作用明显.

2.4 高锰酸盐指数时空变化特征

图 5为汉丰湖试运行年(2015年)高锰酸盐指数变化.高锰酸盐指数平均质量浓度1.86~7.06 mg ·L-1,年均值3.40 mg ·L-1.从时间上看.汉丰湖全年高锰酸盐指数处于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅱ类~Ⅲ类标准之间,表明水质状况良好,其中9~10月高锰酸盐指数超过5 mg ·L-1,说明水体已遭到有机污染物的影响[37].

图 5 汉丰湖试运行年(2015年)各点位高锰酸盐指数变化 Fig. 5 Distribution of permanganate index at different points of Hanfeng Lake in 2015

从点位来看,镇东大丘、头道沟大桥等南河支流高锰酸盐指数较高,表明南河及头道河是汉丰湖有机污染来源之一,东河大桥较低,东南河交汇介于东河、南河之间;总体来看,高锰酸盐指数呈现出由上游至下游逐渐降低态势,说明汉丰湖对水体有机污染存在净化作用;出湖断面最低,说明汉丰湖作为前置库能够有效降低进入三峡小江支流的水体高锰酸盐指数浓度.

2.5 氮营养盐时空变化特征

图 6为汉丰湖试运行年(2015年)总氮(TN)、硝态氮(NO3--N)、氨态氮(NH4+-N)和亚硝态氮(NO2--N)时空变化. TN平均质量浓度0.332~3.030 mg ·L-1,年均值1.411mg ·L-1;NO3--N平均质量浓度0.015~1.885 mg ·L-1,年均值0.705 mg ·L-1;NH4+-N平均质量浓度0.001~0.860 mg ·L-1,年均值0.251mg ·L-1;NO2--N平均质量浓度0.004~0.070 mg ·L-1,年均值0.023mg ·L-1. TN与DN、NO3--N、NH4+-N、NO2--N、TP、DP、高锰酸盐指数、Chl-a变化成极显著相关关系(P < 0.01),说明TN对水体营养状态和藻类生长等产生显著影响.

图 6 汉丰湖试运行年(2015年)各点位氮营养盐变化 Fig. 6 Distribution of nitrogen nutrients at different points of Hanfeng Lake in 2015

NO3--N、NH4+-N、NO2--N之和即为DN,DN及所占比例不仅能够反映氮营养盐转化情况,而且与浮游植物生长繁殖关系密切.由于氮源多以还原态氮形式排入水体,经过硝化作用,NH4+-N氧化成NO2--N,然后再氧化成稳定的NO3--N,上述过程要消耗掉水体中大量的氧. NH4+-N浓度升高表明水体近期受到污染,NO2--N浓度升高表明水体污染物正在发生分解,NO3--N浓度升高表明水体曾受到污染但已完成自净[38].

2015年TN含量在1~5月、10月较高,镇东大丘、头道沟大桥较高,东河大桥最小. TN中DN为主,DN主要成分为NO3--N,其次为NH4+-N,NO2--N含量极低.如表 2所示,DN/TN质量分数48.72%~80.72%,溶解态无机氮是三峡入库河流中氮营养盐的主要组成,支流来水断面DN占TN质量分数低于湖体断面;湖体断面1~4月、10~12月NH4+-N含量低于支流,NO3--N、NO2--N较高,表明湖泊期前置库消减营养盐、净化水质作用较明显,湖体5~8月NH4+-N高于支流,表明河流期湖体消落带补充氮源. NO2--N含量变化较小,表明汉丰湖持续进行自净作用.总体来说,镇东大丘、头道沟大桥>东南河交汇>调节坝>东河大桥,南河支流氮营养盐浓度最高,东河最低.

表 2 汉丰湖运行年(2015年)氮磷质量浓度比 Table 2 Nitrogen/phosphorus ratio of Hanfeng Lake during the commissioning period of Three Gorges Reservoir

2.6 磷营养盐时空变化特征

汉丰湖试运行年(2015年)总磷(TP)、可溶性总磷(DP)、溶解性正磷酸盐(SRP)时空变化见图 7. TP平均质量浓度0.082~0.311 mg ·L-1,年均值0.163 mg ·L-1;DP平均质量浓度0.051~0.226 mg ·L-1,年均值0.120 mg ·L-1;SRP平均质量浓度0.030~0.136 mg ·L-1,年均值0.070 mg ·L-1.

图 7 汉丰湖试运行年(2015年)各点位磷营养盐变化 Fig. 7 Distribution of phosphorus nutrients at different points of Hanfeng Lake in 2015

支流来水TP含量2~5月较高;5~8月湖体TP含量较高.从点位看,镇东大丘、头道沟大桥、东南和交汇等南河支流磷含量较高,表明南河为汉丰湖主要磷来源,东河大桥、调节坝较低,表明汉丰湖对磷消减作用通过水体自净和稀释净化实现.

汉丰湖水体中磷主要以溶解态磷形式存在,其中正磷酸盐为重要组成成分. DP占TP质量分数大于50%(表 2),5~8月较低,同时支流来水断面较低;SRP能直接被浮游植物所利用,是地表水体限制性营养盐之一,8~10月SRP含量较高,是10月发生水华条件之一.

2.7 氮磷比(TN/TP)变化特征

氮磷是水体主要营养物质,N/P对藻类生长具有重要作用,国内外通常根据N/P判断藻类生长限制性元素[31]. Redfield定律认为,藻类细胞组成的原子比率C :N :P=106 :16 :1,如果TN/TP < 16,磷被认为是限制因素;反之,当TN/TP < 10时,氮通常被考虑为限制因素[36].认为当TN/TP < 29时,可以形成水华的蓝藻会占优势[39].表 2是2015年汉丰湖逐月TN、TP平均浓度及比值,1~5月、7月、10月氮磷比在8~30,适合藻类生长;6月、8~9月、12月氮磷比N/P<7,表明氮限制藻类生长. 10月时水体有充足氮磷浓度及合适比例,适宜的温度及缓慢的水动力条件,导致镇东大丘至东南河交汇区域发生水华.

3 讨论 3.1 汉丰湖水质现状

2015年对汉丰湖水质指标时间因子分析得出KMO (Kaiser-Meyer-Olkin)值为0.714,Bartlett球型检定值为0.00,表明采用因子分析方法可行.通过降维(特征值大于1)提取出5个主成分,累积贡献率达到77.31%,能够体现水质指标绝大数信息.

水质因子载荷矩阵具体见表 3.第一主成分F1贡献率27.73%,与其关联的水质指标有DN、TN、NO3--N、TP,反映水体氮磷等营养盐浓度特征,表明汉丰湖水质主要受氮磷影响;第二主成分F2贡献率19.17%,与其相关联的有pH、DO、Chl-a等指标,代表汉丰湖浮游植物生长状况.第三主成分F3贡献率14.87%,与其相关的有v、TSS、T、SD等指标,反映汉丰湖水质时间变化显著,温度、试运行期汉丰湖湖泊形态变化的流速改变,直接影响TSS、SD季度性变化;第四主成分F4的贡献率8.60%,与其相关的因子主要有SRP和DP,代表汉丰湖浮游植物可利用的溶解态磷浓度变化;第五主成分F5贡献率6.94%,与其相关的有NO2--N值,NO2--N浓度升高表明水体污染物正在发生分解,反映汉丰湖自净能力,表明汉丰湖对水体富营养化的消减控制作用.

表 3 水质因子载荷矩阵 Table 3 Factor loading matrix of water quality in Hanfeng Lake

结合表 3水质因子载荷矩阵,将标准化处理水质数据代入方程,计算出因子得分及综合得分排名(表 4).得分越高,表明水质受污染程度越高,总体来说,汉丰湖水质污染程度由上游至下游逐渐减轻,镇东大丘>头道沟大桥>东南河交汇>东河大桥>调节坝,表明汉丰湖发挥作为前置库沉降泥沙、消减营养盐、控制水体富营养化作用.

表 4 因子得分排名表 Table 4 Spatial factor score table

3.2 汉丰湖水质控制效果分析

2015年监测点水体因子分析得分及富营养化评价得分(TLI)按点位由上游到下游综合分析如图 8所示.全年点位监测结果因子分析排名前50%的监测频次中镇东大丘>头道沟大桥>东河大桥>东南河交汇>调节坝,因子得分较高月份多出现在镇东大丘和东南河交汇,表明受污染程度较重,因子得分较低月份多出现在调节坝和东南河交汇,表明水体污染程度较低;总体来说,南河支流排名较高,污染较重;调节坝出水断面排名较低,水质较好,表明汉丰湖对水体污染有一定控制消减作用.

图 8 2015年汉丰湖各监测点因子分析得分及TLI指数变化 Fig. 8 Distribution of FA and TLI of TGR at different points of Hanfeng Lake in 2015

富营养化评价得分(TLI)中,2015年中富营养化月份占全年比例:镇东大丘100%,平均营养化指数57.79;头道沟大桥83.33%,平均营养化指数55.88;东河大桥50.00%,平均营养化指数50.14;东南河交汇66.67%,平均营养化指数52.93;调节坝50.00%,平均营养化指数48.70.试运行年,上游南河支流来水轻度富营养化至中度富营养化,下游调节坝出水断面中营养至轻度富营养化,营养化程度镇东大丘>头道沟大桥>东南河交汇>东河大桥>调节坝,表明汉丰湖前置库对上游支流南河来水断面营养化指数有良好的消减效果.

因子分析及富营养化评价表明,汉丰湖水质最差断面为南河控制断面镇东大丘,主要污染支流为南河支流,东河支流水质情况较好,对汉丰湖污染贡献较小.将镇东大丘作为来水断面,调节坝为出水断面,计算汉丰湖对南河来水的消减作用,平均消减率及最大消减率见表 5.可以看出,三峡前置库汉丰湖试运行良好,对污染指标均有较好消减效果,其中Chl-a消减效果最好,平均消减率57.73%,1~2月、11~12月消减率较高;高锰酸盐指数年平均消减率28.12%,5~8月消减率较高;SRP、TP、TN、TSS、NO2--N、DN、DP等年平均消减率20.15%~22.81%,总体表现为1~3月、11~12月消减率较高;NH4+-N、NO3--N等年平均消减率16.92%~18.74%,1~3月、11~12月消减率较高;水体年平均富营养化指数降低15.74%,1~3月、10~12月降低幅度较大. 3~10月部分指标消减率为负,表明低水位河流形态时期,汉丰湖消落带成为污染物的源使出湖断面污染浓度高于入湖支流断面.综上所述,汉丰湖2015年1~3月、10~12月高水位湖泊形态试运行期间,对各水质指标均有明显的控制效果,且除高锰酸盐指数外消减率均高于5~8月河流形态时期.结果表明,三峡前置库汉丰湖可有效控制水体富营养化,消减三峡入库水体污染物浓度.

表 5 前置库汉丰湖各项水质指标消减率 Table 5 Cut rates of water quality indexes in pretank of Hanfeng Lake

4 结论

(1)汉丰湖试运行期间,汉丰湖受三峡水位调控影响,兼具湖泊、河流、回水河湾等多种形态特征.水质指标变化幅度较大,TN平均质量浓度0.332~3.030 mg ·L-1,TP平均质量浓度0.082~0.311mg ·L-1,年平均营养化指数53.09,水体呈轻度富营养化.

(2)汉丰湖各控制断面监测结果表明,南河及头道沟等支流控制断面水质较差,镇东大丘平均富营养化指数57.79,东河控制断面较好,湖体控制断面调节坝水质较好,调节坝平均营养化指数48.70;东南河交汇断面位于两河交汇处,水动力条件复杂,水质变化频繁,是水华发生敏感区域;总体上湖体水质由上游至下游逐渐变好,污染程度镇东大丘>头道沟大桥>东河大桥>东南河交汇>调节坝,表明汉丰湖对水体水质控制作用明显.

(3)汉丰湖作为三峡前置库在试运行年对水体富营养化控制效果显著,对污染指标均有较好消减效果,其中Chl-a消减效果最好,平均消减率57.73%,高锰酸盐指数年平均消减率28.12%,SRP、TP、TN、TSS、NO2--N、DN、DP等年平均消减率20.15%~22.81%,NH4+-N、NO3--N等年平均消减率16.92%~18.74%,水体年平均富营养化指数降低15.74%.汉丰湖2015年1~3月、10~12月高水位湖泊形态试运行期间,对各水质指标均有明显的控制效果,且除高锰酸盐指数外消减率均高于5~8月河流形态时期.结果表明,三峡前置库汉丰湖可有效控制水体富营养化,消减三峡入库水体污染物浓度.

参考文献
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