三峡库区干支流消落带泥沙沉积特征分析

为了阐明三峡库区消落带泥沙沉积的特征,选择三峡库区5个典型支流断面和2个干流断面,采集消落带沉积泥沙样和坡面对照样共42个,分析了三峡库区干支流消落带沉积泥沙的颗粒组成、养分元素(有机质、总磷、总氮、钾)以及沉积泥沙来源。结果表明:干流消落带沉积泥沙相比支流消落带沉积泥沙较粗,干流消落带泥沙粘粒呈现明显富集状态,富集率达到1.57。干流和支流消落带均表现为上部(170m)比消落带下部(160m)的~(137)Cs比活度高,由于消落带上部和下部受淹水时间的不同,造成消落带不同高程带的沉积过程和泥沙来源存在差异。干流消落带样的各养分元素含量与坡面表层对照样含量相当,并没有发生明显富集;而支流则相反,各养分元素有明显的富集,尤其是总磷元素,富集率达到2.43。     

三峡水库干流消落带泥沙沉积影响因素

为揭示三峡水库消落带不同自然环境因素对泥沙沉积过程的影响及判别人类活动的干扰程度,采用原位观测方法,对三峡水库干流消落带的泥沙沉积量及其潜在影响因素(消落带微地形、河流水文泥沙条件、消落带土壤侵蚀、消落带植被状况和人类活动)展开调查、分析和量化测算,并利用典型相关分析和方差分析,研究不同因素对泥沙沉积量的影响.结果表明:1)库尾江津—涪陵河段以人类活动的影响最为剧烈,自然环境因素与泥沙沉积量均无显著关系.2)库中涪陵—奉节河段以消落带地形特征中的坡度和高程影响较为明显,二者与泥沙沉积量的相关程度分别为-0.508和-0.714;坡度越小,泥沙沉积越多;高程越低,消落带被含沙水流淹没的时间越长,泥沙沉积量也越多.3)库首奉节-秭归段则以坡度的影响为主,其与泥沙沉积量的相关程度为-0.517,坡度越小,泥沙沉积越多,不同高程间的泥沙沉积量并无太大差异.研究说明,三峡水库干流消落带泥沙沉积影响因素主要包括消落带坡度、高程、河流水沙条件和人类活动4种,植被盖度对消落带泥沙沉积过程没有影响,4种因素的影响范围存在较明显的空间变异性.     

三峡水库蓄水对消落带土壤重金属的影响

河岸带土壤重金属已成为国内外研究的热点问题之一。随着水库蓄水,长江水流速度降低,水体稀释扩散能力下降,水体中污染物浓度增加,水库大面积长时期淹水容易造成污染物在土壤中滞留时间加长[5],此外,水库两岸排放的污染物也将在水流缓慢的消落带富集。另外,水库大     

三峡水库典型支流消落带泥沙颗粒态磷复合指纹示踪研究

三峡水库消落带是库区水域与周边陆地环境的关键过渡地带,周期性反季节干湿交替使其具有强烈的物质交换特征。辨析消落带泥沙及其吸附的颗粒态磷的来源对消落带土壤污染防治和环境效应评估以及三峡水环境保护具有重要意义。以三峡库区汝溪河支流不同高程（145～155、>155～165、>165～175 m）消落带为研究对象,运用复合指纹技术查明,消落带泥沙中颗粒态磷的主要来源是长江干流悬移质和汝溪河上游悬移质。淹水期间长江干流江水顶托引起的泥沙沉积是颗粒态磷的主要来源,在>165～175 m高程带对颗粒态磷的贡献达到最大（54.5%）。雨季初期支流上游悬移质对145～155 m高程消落带的颗粒态磷贡献最大（51.6%）,而随高程的增加贡献率减少。消落带上方的土壤侵蚀产沙主要堆积在>155～165和>165～175 m高程范围内,导致消落带上方土壤对泥沙和颗粒态磷的贡献率都随高程的增加而增加。     

三峡水库消落带土壤侵蚀问题初步探讨

三峡水库蓄水运行后将出现一个落差达30 m的消落带,由于库水涨落和水文地质条件改变,导致沿岸植被破坏,地表裸露,在降水、库水位周期性地涨落和涌浪的作用下,土壤侵蚀强烈,对当地的经济及环境产生影响,故对消落带的土壤侵蚀问题应予以重视。根据三峡水库2007-2010年试验性蓄水产生的消落带实地调查,在总结消落带土壤侵蚀主要影响因素的基础上,分析了三峡水库消落带几种典型的土壤侵蚀形式:波浪侵蚀、降雨径流侵蚀、崩塌及滑坡,其中波浪侵蚀和崩塌最为突出,其次为消落带成陆期的降雨溅蚀和径流冲刷,而滑坡主要以蠕滑和前缘崩塌为主。同时,针对岸坡的不同物质构成和地形地貌,提出了不同土壤侵蚀类型的主要分布特点,可以给库区消落带土壤侵蚀的防治提供借鉴。     

三峡水库消落区蓄水前土壤重金属含量及生态危害评价

三峡工程是当今世界最大的水利枢纽工程,其建设对我国生态环境和社会经济发展产生深远的影响。三峡水库2003年6月开始蓄水,至2009年水库将全部建成。根据拟定的“蓄清排浊”的运行方案,水库每年水位在高程145 m至175 m之间变化,在库区两岸会形成水位涨落高差达30 m且水位冬涨夏落、反自然节律的消落区,总面积为348.9 km2[1]。水库消落区是陆生生态系统和水生生态系统的过渡地带,在此区间,陆域与水域物质、能量的转移和交换频繁,消落区内土壤的重金属元素也会与库区水体发生频繁的交换和转移,影响三峡水库水质。目前,三峡库区消落区土壤重金属的研究主要集中在不同土地利用方式以及不同土壤类型下重金     

三峡水库消落带土壤胶体释放与迁移特征

三峡水库消落带是库区陆源污染物进入水库的最后屏障。高强度、周期性的干湿交替对消落带土壤理化性质、结构和可蚀性产生潜在影响,进而影响胶体颗粒的释放和迁移特征。探究消落带土壤胶体的释放与迁移行为是衡量胶体促进污染物迁移入库的重要前提。该研究对比消落带与非消落带土壤,通过原状土柱淋洗试验,研究饱和流中土壤胶体释放及迁移特征。结果表明,消落带原状土柱饱和淋洗液中胶体颗粒浓度先总体快速降低（184.58～28.04 mg/L）再缓慢增加（21.18～97.58 mg/L）,存在较大的时间变化（变异系数为0.46）。胶体颗粒累计释放量为714.43 mg,比非消落带土柱高34.4%,而淋洗液的峰值粒径（13.25～19.90 μm）和中值粒径（14.98～22.90 μm）均远远小于非消落带土柱的相应值,表明反复淹水-排干作用导致消落带土壤中胶体及细颗粒的释放和迁移潜力增大。溶解性有机碳（DOC,Dissolved Organic Carbon）是影响消落带饱和土壤中胶体释放的关键因子,对胶体浓度动态变化的解释率高达42.3%,而水化学因素（EC、Ca2+及Mg2+）对非消落带土壤中胶体颗粒的释放影响相对更大。在消落带管理中,应注意减控DOC的流失,以减少消落带土壤胶体颗粒的释放,同时建议加强消落带土壤DOC来源及其与胶体偶合并促进污染物如农化物质迁移进入库区水体的研究。     

关于三峡水库消落带地貌变化之思考

与国内外特大型水库相比,三峡水库消落带具有常年水位变幅大,干流航运繁忙,波浪大和良田沃土多的特点.三峡水库蓄水后,消落带坡地地貌变化的发生是必然的,形成的稳定坡地类型有淤积滩涂坡地、稳定石质坡地和稳定土质坡地3种,其地貌演化过程可分为强烈侵蚀期、基本稳定期和淤积填平期.水库蓄水后,消落带坡地土壤的流失势必影响消落带坡地的植被建设.鉴于目前我国三峡水库消落带坡地地貌演化的相关研究严重不足,已开展的生态环境修复重大科研项目,均没有重视水库蓄水后消落带坡地地貌的变化,也没有安排地貌演化的相关内容,作者从坡地地貌演化的角度,对三峡水库消落带生态环境的研究、治理工作和水库运行方案的调整提出了相关建议.     

三峡水库消落带生境特征与植被恢复模式

[目的]三峡水库蓄水运行后消落带生境破碎斑块化加剧,极端生境胁迫严重损害植被的结构和功能。厘清三峡水库消落带生境状况,提出适宜性植被恢复对策,重建河流受损廊道综合生态功能,对构建区域生态安全格局和保障长江流域水资源安全具有重要意义。[方法]针对三峡水库消落带植被退化与生态功能受损的突出问题,系统解析了消落带生境特征及其对植被生长的影响,围绕水库河岸受损廊道生态修复重大需求,探讨面向消落带微生境构建与植被格局功能优化的三峡水库消落带植被恢复模式。[结果]三峡水库消落带生境状况受水库运行形成的独特水位节律、出露期植被生长季气候条件、土壤侵蚀与泥沙沉积过程、土壤环境等多生境因子协同影响,呈现高度空间异质性特征。水位变动形成的淹没时长、出露时令、淹水强度是影响植株繁衍、生长的首要因素;土壤侵蚀、泥沙掩埋、土壤水养条件等影响植被生长状况。[结论]三峡水库消落带植被恢复需综合考虑水位节律、立地条件与物种形态-功能性状,选育优质抗逆物种,注重土壤基质保育,突出植被格局的分区优化配置。重建消落带综合生态功能,为水库消落带生态治理提供理论支撑和科学依据。     

三峡库区消落带土地资源特征分析

格宾石笼材料是一种经济节约的、标准的建筑材料,已被全世界众多工程师所公认,格宾石笼结构作为一种价廉而经久耐用的柔性结构体,亦然在河床疏浚工程、护岸、围堰以及小型溢洪道等小型水工建筑物的设计、施工及老化建筑物再生修复中发挥着作用.从格宾石笼的发展、演变人手,分析了格宾石笼结构特点,并重点研究了其劣性产生原因,提出了石笼结构不同破坏形式的预防和补强措施,可为类似石笼结构不同破坏形式的修复提供参考.     

三峡水库消落带不同水位高程土壤汞风险评价

以三峡水库消落带为研究区域,采集重庆涪陵、万州等9个区县不同水位高程共81个样点的土壤,分析其总汞含量与分布特征,并采用美国环保署推荐的健康风险评价模型,对不同水位高程土壤中汞进行健康风险评价。结果表明:三峡库区消落带土壤汞含量为(40.5±5.0)~(113.7±46.3)μg/kg,平均值为(68.5±22.7)μg/kg。不同水位高程土壤汞的平均含量为155~165m高程(79.4±18.4)μg/kg145~155m高程(66.9±14.6)μg/kg165~175m高程(59.2±13.3)μg/kg。单因子污染指数评价结果显示,不同水位高程土壤汞均未超过土壤环境质量标准的一级标准,但有80.2%的采样点土壤汞含量超过三峡库区土壤背景值。健康风险评价结果表明,儿童比成人更易受到土壤汞含量的影响。成人和儿童在不同水位高程所受的土壤汞年风险系数均小于美国环保署推荐的最大可接受风险水平,不会对人体健康产生非致癌风险。     

三峡水库消落带草本植物对若干土壤物理性质的影响

为明确三峡水库消落带典型草本植物对土壤物理性质的影响,在三峡腹地忠县石宝镇消落带选取牛鞭草(Hemarthria altissima(Poir.)Stapf et C.E.Hubb.)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa(L.f.)R.Br.)、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides(Michx.)Scribn.)和自然恢复草地狗牙根(Cynodon dactylon(L.)Pers.),以裸地为对照,对比研究了4种典型草地土壤容重(Bulk density,BD)、颗粒组成(Soil particle composition,SPC)、磁化率(Soil magnetic susceptibility,SMS)和抗剪强度(Soil shear strength,SSS)等土壤物理性质的差异。结果表明:三峡水库消落带植物及其根系的存在对土壤容重、土壤体积磁化率、颗粒组成和抗剪强度有重要影响。裸地的土壤容重要显著高于4种草地,但表层土壤体积磁化率要弱于草地;草地与裸地的土壤颗粒组成无明显差异;植物根系可以显著增强土壤抗剪强度,其中牛鞭草地0—10cm和10—20cm层土壤粘聚力分别比裸地增加319.81%和46.89%,而狗牙根草地的增加幅度分别为17.69%(0—10cm)和43.13%(10—20cm)。研究结果可以为三峡水库消落带植被恢复和水土保持提供一定依据。     

长江三峡水库蓄水运用对洞庭湖水沙特性的影响

依据实测水沙资料,运用比较分析法,系统分析了长江三峡水库蓄水运用对洞庭湖水沙特性的影响。结果表明:(1)荆江三口分流分沙比由18.5%,21.4%分别减少至11.7%,13.6%,导致三口占入湖总径流量、总输沙量比重,依次由41.5%,82.9%减少至21.6%,58.5%;(2)多年平均入湖水沙量分别减少了531×108 m3,4 715×104 t,湖盆泥沙淤积率由70.4%减少至39.5%,递减幅度为30.9%;(3)西、南、东3洞庭湖多年平均水位变幅分别降低了1.23,1.45,1.88m;(4)湖盆冲刷量大于淤积量,淤积泥沙颗粒趋于细化,西洞庭湖区与东南洞庭湖区的泥沙输出比均呈同步增大趋势。这些水沙特性的变化,对于延长洞庭湖寿命、减轻湖区洪涝灾害风险具有重大意义,同时也会给湖区造成一系列的生态环境问题。     

三峡水库消落带植被重建途径及其固土护岸效应

三峡水库蓄水运行后将出现一个落差达30 m的消落带,由于库水涨落和水文地质条件改变,导致其植被破坏,土壤裸露,在降水、库水位周期性地涨落和波浪的作用下,土壤侵蚀强烈,如何重建消落带植被成为广泛关注的热点问题。通过系统总结三峡水库消落带植被重建的科研实践及经验,提出了消落带植被重建的基本思路和途径,并利用侵蚀针定位观测方法,对比分析了不同植被重建途径下的固土护岸效应。结果表明,人工种植草地和自然恢复草地较其对照分别减少了土壤侵蚀74%和55%,显示出极显著的控制土壤侵蚀的效应。而表层土壤受人为扰动强烈的传统耕作耕地土壤侵蚀强度相较于对照高11%。     

三峡水库消落带不同水位高程土壤团聚体变化特征

为探究三峡水库消落带水位周期性涨落对土壤团聚体组成及稳定性的影响,采集消落带不同水位高程150 m,155 m,160 m,165 m,170 m和175 m的表层土壤,以未淹水高程180 m的表层土壤为对照,采用干筛法与湿筛法对土壤团聚体组成和稳定性进行了分析.结果表明:(1)7个水位高程土壤中>0.25 mm的非水...     

三峡水库消落带几种草本植物根系的垂直分布特征

[目的]明确三峡水库消落带典型草本植物根系分布特征,为三峡消落带的植被恢复提供依据。[方法]在三峡腹地石宝镇消落带选取牛鞭草(Hemarthria altissima)、扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)、双穗雀稗(Paspalum paspaeoides)三种人工恢复草本和自然恢复草本,利用WinRhizo Pro.2009c根系分析系统研究其根系的土壤剖面分布特征。[结果]4种草本类型的的根系主要分布在0—10cm土层,根长密度、根直径(除自然杂草外)、根表面积密度、根体积密度和根尖密度均随土壤深度的增加而呈指数函数减小;除根径外,在整个土层剖面中(0—25cm),3种人工草本的根系指标都要显著高于自然恢复杂草。[结论]4种草本根系发达,对消落带水淹胁迫的适应性强。     

三峡水库消落带紫色土物理性质对反复淹水作用的响应

为探明三峡水库土质消落带土壤物理性质对反复淹水的响应,选取消落带代表性土壤紫色土,以180m处未淹水土壤为对照,分析了土壤基本物理性质在消落带上的分布规律及其对淹水的响应规律。结果表明:表层土的基本物理性质对淹水响应最为强烈。随水位高程增加,土壤容重逐渐降低,最大降幅16.42%;淹水后土壤容重显著增加,最大增幅达38.42%。孔隙率整体呈先降低后增高的趋势,在160m处出现最小值40.77%;淹水后孔隙率显著降低,最大降幅达35.10%。颗粒组成呈低水位段粗、高水位段细,表层粗、下层细的特征分布;随水位高程增加,粗颗粒(砂粒)的体积百分比和中值粒径均减小,降幅分别为40.47%和52.99%;淹水后砂粒含量和中值粒径均显著增加,最大增幅达91.60%和141.72%。同一时期黏聚力在消落带以先增高后降低的趋势分布,最大变化幅度达195.76%,淹水前后黏聚力最大变化幅度达163.24%;内摩擦角的分布随水位高程变化较小,淹水前后内摩擦角最大变化幅度达54.42%。本文研究结果可为消落带土壤侵蚀机理研究和科学防治提供参考。     

三峡水库消落带典型土壤中磷的形态转化特征

以消落带的3种典型土壤为研究对象,通过室内模拟培养,探讨外源磷在不同土壤中的形态转化特征及其与磷活性的关系。结果表明:随外源磷添加量的增加,各种磷形态的增幅因土壤种类不同而异;相同外源磷添加量下,紫色潮土和棕紫泥向有机磷(OP)的分配比例比矿质黄泥高,棕紫泥和矿质黄泥向无机磷(IP)的转化趋势比紫色潮土明显,铁/铝磷(Fe/Al-P)和钙磷(Ca-P)均以矿质黄泥的增幅最大;添加200mg/kg磷达到分配平衡后,3种土壤中磷均以IP为主要形态,占总磷(TP)的64%~80%,IP均以Ca-P为主要形态,约占TP的54%~69%,而Fe/Al-P形态所占比例较低;随外源磷添加量的增加,有效磷(Olsen-P)含量呈非线性增加,当外源磷添加量50mg/kg时,土壤Olsen-P达到极限阈值,紫色潮土和棕紫泥的极限阈值接近或高于土壤磷淋失突变点(25mg/kg);各形态磷对于Olsen-P的贡献因土壤种类不同而异,紫色潮土以OP的直接正向贡献最大,棕紫泥的各形态磷贡献相近,而矿质黄泥则以Fe/AlP的直接贡献最大。     

三峡水库蓄水后洞庭湖区农业水旱灾害的风险性及趋势预测

根据洞庭湖区1950-2017年农业水旱灾情资料和1956-2017年的径流量数据,采用水旱灾害受(成)灾率、熵信息扩散理论模型、标准化径流指数(SRI)和重标极差分析(R/S)等方法,分析三峡水库蓄水后洞庭湖区农业水旱灾害的程度、风险性以及趋势。结果表明:在三峡水库蓄水后,(1)水灾受灾率由6.65%降至1.21%,成灾率由2.97%降至0.71%,旱灾受灾率由5.97%降至2.48%,成灾率由2.98%降至0.99%。(2)水旱灾害成灾率在≥5%,≥10%,≥15%和≥20%时,水灾风险概率分别为0.415,0.192,0.057,0.025,旱灾风险概率依次为0.518,0.359,0.037,0.001,水灾风险等级为中低风险(成灾率≥5%,≥10%)、低风险(成灾率≥15%,≥20%),旱灾风险等级为中风险(成灾率≥5%)、中高风险(成灾率≥10%)、低风险(成灾率≥15%,≥20%)。(3)该区水旱灾害风险趋势为水灾风险将呈现减轻趋势,而旱灾风险将呈现增大趋势。     

长江三峡库区消落带中山杉耐淹试验

于2014年3月,通过对长江三峡库区消落带中山杉的保存率与生长状况进行调查,研究中山杉的耐淹性。结果表明:1)中山杉在163~174 m高程范围内的平均保存率为98.1%,消落带坡度对水淹后中山杉的保存率具有显著影响,消落带原土地利用类型对其保存率影响不显著;2)中山杉在各高程上的平均树高均超过3.5 m,平均胸径均超过4 cm,水淹深度对中山杉的高生长没有显著影响,对其胸径生长有显著影响;3)消落带坡度对中山杉树高和胸径生长存在显著影响,但消落带原土地利用类型对其树高和胸径生长没有显著影响。中山杉极强的耐淹性为生物治理长江三峡库区消落带奠定了基础。