三峡澎溪河回水区悬浮颗粒物组成及其沉降特性研究

发布时间：2017-08-20 12:26

  本文关键词：三峡澎溪河回水区悬浮颗粒物组成及其沉降特性研究

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【摘要】：悬浮颗粒物是水体各种污染物质或营养元素的存在形态或重要载体。三峡成库后,水库调度运行迫使库区水文情势发生剧变,改变了水生态与水环境特征。水体中悬浮颗粒物含量、组成、迁移与沉降特征亦出现迥异于天然河流与湖泊的特点。本文以库区中段典型支流澎溪河回水区为研究对象,在2014年5月(水华期间)、2014年8月(汛期低水位)、2014年11月(枯季高水位)分别对澎溪河回水区(高阳平湖、双江大桥)的悬浮颗粒物进行采样与沉降原位试验研究。采用膜分离方法将悬浮物按粒径大小进行分级,采用扫描电镜辨识悬浮颗粒物的形态特征,对悬浮物的粒径组成、C、N、P等生源要素的含量分布及沉降特性进行分析。研究获得以下主要认识:1)澎溪河回水区悬浮物的总量特征水华期间悬浮物总量为4.8~48.8mg/L,水柱分布为表层高,中层最低,有机比率为17~80%。低水位时期悬浮物总量为25.2~90.1 mg/L,表层与中层差异不大,有机比率为3%~19%。高水位时期悬浮物总量为3.36~11.0 mg/L,水柱分布均以底层较高,有机比率为46%~82%。2)澎溪河回水区悬浮物的组成特征澎溪河回水区悬浮物以矿物颗粒和生物颗粒为主,絮凝体含量在25~65%之间。水华期间悬浮物平均粒径为34.9~151.9μm。表层藻类细胞总量达到55.6~76×106cells/l,叶绿素a浓度达到175.51~665.52μg/L,微型浮游植物(3~20μm)为叶绿素a总量的主要贡献者。异养细菌浓度为2.58~20.54×107cells/l。低水位时期悬浮物平均粒径为17.8~26.9μm。浮游植物的含量较水华期间大大降低,表层藻类细胞总量为11.16~16.9×106cells/l,叶绿素a浓度为4.76~11.21μg/L,微微型浮游植物为叶绿素a总量的主要贡献者(0.45~3μm)。异养细菌浓度为30~159.3×107cell/ml。高水位时期悬浮物粒径为27.6~37.2μm。浮游植物与异养细菌的含量较低。表层光和色素总量为6.62~9.64×106cells/l,叶绿素a浓度为2.99~5.1μg/L,微型浮游植物成为对叶绿素a总量的主要贡献者。异养细菌浓度为26~57.1×107cells/l。3)澎溪河回水区悬浮物的组分解析澎溪河回水区PC占TC约为2~33%,PN占TN约为6~52%,PP占TP约为22~62%。水华期间悬浮物中C、N浓度较高,高水位时期其次,低水位时期最低,P浓度水华期间最高,而高水位时期最低。水华期间与高水位时期悬浮物来源以自源性为主,低水位时期呈现极高的异源性。4)水库运行对澎溪河回水区悬浮物及沉降特性的影响水库生态重建使水体中悬浮颗粒物组成已从传统天然河道的无机泥沙为主,转变为有机颗粒物与无机颗粒物共存的特点。水华期浮游植物大量繁殖,易于聚集成团,而死亡、分解的浮游植物易吸附于悬浮颗粒使其粒径增大。低水位时期回水区在水动力条件上接近于天然河流。受汛期影响,洪峰输入大量泥沙等无机、矿物碎屑,在较强的水动力条件下表现为粒径较小、质量较重的高浓度悬浮物输入。高水位时期回水区水动力特征接近于深水型湖泊。水位上升的稀释作用使悬浮物浓度降低,稳定的水动力条件使悬浮物易于沉降。另一方面,水库水动力条件对C、N、P沉降的影响具有显著的时空异质性。水柱分层使得在水体中层C、N、P沉降通量最小,表层与底层沉降通量较大。在高水位时期,C、N、P的沉降通量较低水位时期低,主要伴随小粒径颗粒沉降。高水位时期沉降物来源为自源性物质,低水位及水华期沉降物来源为异源性物质,有机质沉降比率随水深增加减小。
【关键词】：三峡水库 澎溪河 悬浮物 粒径组成 C、N、P 沉降特性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV145;X524
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 水环境中悬浮颗粒物的研究现状10-11
• 1.2 水环境中悬浮物的组成及其对环境的影响11-12
• 1.3 关键生源要素在悬浮物中的分布及其沉降特性研究12-13
• 1.4 人工调蓄工程的水环境效应13-14
• 1.5 研究目的及内容14-18
• 1.5.1 课题研究背景14-15
• 1.5.2 总体研究思路、拟解决的关键问题与技术路线15-16
• 1.5.3 主要研究内容16-18
• 2 流式细胞法在悬浮物组成研究中的实验方法建立18-36
• 2.1 流式细胞法的发展历程及工作原理18-19
• 2.2 流式细胞法在水生态领域研究中的应用19-20
• 2.3 流式细胞仪测定水中浮游植物的方法建立20-28
• 2.3.1 浮游植物种群的分类21-22
• 2.3.2 荧光补偿22-23
• 2.3.3 内标基准物的选择23-24
• 2.3.4 浮游植物细胞粒径转换24-25
• 2.3.5 内标工作液的准备25
• 2.3.6 固定剂的选择25-28
• 2.4 流式细胞法对FITC敏感悬浮物的测定方法建立28-30
• 2.4.1 材料与方法29
• 2.4.2 结果与讨论29-30
• 2.5 流式细胞法对异养细菌的测定方法30-33
• 2.5.1 材料与方法32
• 2.5.2 结果与讨论32-33
• 2.6 小结33-36
• 3 澎溪河回水区悬浮物粒径与组成的时空特征36-68
• 3.1 研究区域概况36-37
• 3.1.1 地理位置36-37
• 3.1.2 水文气象37
• 3.2 样品采集及实验方法37-40
• 3.2.1 样品采集37-39
• 3.2.2 实验方法39-40
• 3.3 澎溪河回水区水华期间悬浮物粒径组成研究40-49
• 3.3.1 水华期间悬浮物粒度及浓度分布特征40-41
• 3.3.2 水华期间悬浮物的组成分布特征41-48
• 3.3.3 分析与讨论48-49
• 3.4 澎溪河回水区高、低水位时期悬浮物粒径组成的变化特征研究49-67
• 3.4.1 高、低水位时期悬浮物粒度及浓度分布特征49-54
• 3.4.2 高、低水位时期悬浮物的组成分布特征54-65
• 3.4.3 分析与讨论65-67
• 3.5 小结67-68
• 4 澎溪河回水区悬浮物中C、N、P的分布与沉降特性68-88
• 4.1 样品采集68-69
• 4.2 实验方法69
• 4.3 澎溪河回水区悬浮物中C、N、P的分布特征69-76
• 4.3.1 水华期间C、N、P在悬浮物中的分布特征69-71
• 4.3.2 高、低水位时期C、N、P在悬浮物中的分布特征71-74
• 4.3.3 澎溪河回水区颗粒态C、N、P的分布、来源及变化特征74-76
• 4.4 澎溪河回水区悬浮物中C、N、P的沉降特性76-86
• 4.4.1 澎溪河回水区悬浮物中C、N、P的沉降通量76-78
• 4.4.2 澎溪河回水区C、N、P沉降的特征78-82
• 4.4.3 澎溪河回水区沉降物的来源82-84
• 4.4.4 澎溪河回水区悬浮物的沉降特性84-86
• 4.5 小结86-88
• 5 结论与建议88-90
• 5.1 结论88-89
• 5.2 建议89-90
• 致谢90-92
• 参考文献92-98

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本文编号：706638