乌江流域梯级水库的氮磷分布及其滞留效率研究

河流梯级水坝建设不仅造成营养元素在水库累积,向下游的输送通量降低,而且由于对不同元素的不同拦截效率会影响到元素的计量关系,从而影响水库生态系统和水质变化。为了厘清水库对N、P的拦截效率,本研究于2013-2015年分三次对乌江流域七个大型梯级水库水体总氮（TN）和总磷（TP）浓度进行了采样分析,探讨了不同梯级水库中氮磷营养元素的分布及其滞留效率。结果发现,乌江流域各梯级水库中TN浓度从上游到下游有逐级降低的趋势,每一级水库拦截了2%-13%的氮。乌江流域梯级水库较低的生产力和较高的氧浓度使其对TP的拦截效率更高,但水库较低的TP浓度使得拦截效果容易受到外源P输入的抵消。水库对TN、TP的拦截效率差异导致水库N/P比值发生了明显变化,因而在流域管理控制N、P的方法选择上应充分考虑这一自然过程的影响。

筑坝渠化河流氮磷迁移特征及其对富营养化的响应

闸坝建设显著提高了河流的水资源利用效率,但筑坝致使河流渠道化,是影响氮磷迁移和水体富营养化关键因素之一。本研究以平水期釜溪河流域内威远河、旭水河筑坝渠化河流的4个筑坝河段和1个无闸坝的普通河段为对象,通过河流氮磷通量估算和水体营养状态评估,探讨了筑坝渠化河流的氮磷滞留特征及其与水体富营养化的响应关系。结果表明,河流水体存在总磷、铵氮和有机质等污染,特别是支流小流域的污染较为突出。各河段总氮、总磷滞留效率(R_L)平均为101.5和4.7 mg·s^(-1)·km^(-1),其中,旭水河筑坝河段的氮磷滞留效率最高(分别为310.0、12.9 mg·s^(-1)·km^(-1)),为氮磷净滞留(R_(L)>0),其次为威远河筑坝河段(-55.1、-0.2 mg·s^(-1)·km^(-1))和普通河段(-2.3、-1.9 mg·s^(-1)·km^(-1)),为氮磷净输出(R_(L)<0);由于流速和氮磷外源输入、内源释放等影响,釜溪河流域筑坝渠化河流的氮磷滞留效率较水库等拦蓄水体低。筑坝渠化河流的综合营养指数(TLI)平均为54.1,处于轻度富营养化状态,而无闸坝的普通河段水体为中营养(TLI为42.9);浮游植物叶绿素a浓度与流速呈负相关、与营养物质浓度呈正相关,氮磷污染较重的筑坝渠化河流富营养化风险较高。因此,应加强釜溪河流域内外污染源控制,优化河流水动力条件,以减轻富营养化风险。