大型水电工程对河流水化学组成的影响分析——以乌江中上游水坝梯级拦截为例

摘要

水坝拦截极大地改变了陆地水循环和水环境状况，“蓄水河流”或河流水库化已成为全球普遍问题。因此，水坝拦截引起的“水库效应”日益受到人们的重视。本文选取中国西南喀斯特山区典型的梯级开发河流—水库体系（乌江中上游）作为研究对象，以水体溶解组分的化学组成及演化机理为研究主线，探讨了水坝梯级拦截对河流水环境的影响，获得以下几点认识：
　　1、研究区水体主要溶质来源于H2CO3和H2SO4对碳酸盐岩的风化，同时也有石膏和硅酸盐风化的参与；人们工农业生产和大气沉降的输入都对水体溶质有不同程度的贡献。由于区域地质特征、生物地球化学作用、大气沉降以及人为活动等因素的差异，水体溶质在时间和空间上表现出分异特征，如夏季HCO3-受浮游植物光合作用和雨水的稀释作用的影响明显；由于水库内部发生的生物地球化学作用强度的差异使各离子表现出“滞留”或“增强”作用。
　　2、水库水体从春季开始出现温度分层，秋冬季节逐渐消失；温度的分层叠加了水库生物作用后，使水体出现化学分层；水体主要离子在水库垂直剖面上都和温度分层及生物地球化学作用均有响应关系，如受藻类光合作用、呼吸作用以及有机物降解等过程的影响，HCO3-总体上随着水深的增加而递增。
　　3、受藻类摄取及生物硅溶解的影响，溶解性硅（DSi）含量在剖面上呈随水深增加而递增的规律，由于库容、库龄、水生生物结构及数量等因素的差异，各水库呈现各自不同的月变化特征，不同季节干流和支流DSi沿程变化规律也不相同。受陆源输入和水生生物新陈代谢的影响溶解性有机碳（DOC）在水库剖面和沿程变化都呈现规律性。
　　4、通过稳态箱式模型对各个水库DSi的输入输出净通量的估算，在研究的一个水文年中，各水库对DSi的输送都表现出了“汇”的作用，各水库对DSi的拦截量与水库的调节性能有直接关系。

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第一章 绪论

1.1 研究进展

1.2 选题依据及研究意义

1.3 研究思路及重点

第二章 研究区概况

2.1 乌江流域概况

2.2 研究区各水库主要技术参数

第三章 样品采集与分析测试

3.1 样品采集

3.2 样品分析

第四章 乌江中上游河水水化学特征

4.1 河水溶质来源辨识

4.2 水化学组成的时空变化

4.3 小结

第五章 大坝拦截对水库水化学的影响

5.1 大坝拦截对水环境的影响

5.2 各水化学参数在垂直剖面上的变化

5.3 八大离子剖面变化特征

5.4 溶解性硅（DSi）的变化特征

5.5 溶解性有机碳（DOC）的变化特征

5.6 小结

第六章 梯级水库拦截条件下河流 DSi 通量的变化特征

6.1 模型的建立

6.2 各水库输入输出水量

6.3 梯级水库开发对河流 DSi 通量的影响

6.4 小结

第七章 结论与展望

7.1 主要结论

7.2 存在的主要问题和进一步工作设想

致谢

参考文献

附 录

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