三峽水庫(kù)蓄水投入運(yùn)行至今已接近15年,發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,然而以香溪河為代表的典型支流庫(kù)灣水體富營(yíng)養(yǎng)化及水華嚴(yán)重,嚴(yán)重影響庫(kù)區(qū)居民生產(chǎn)生活及水電建設(shè)可持續(xù)發(fā)展。香溪河庫(kù)灣浮游植物群落組份復(fù)雜,受干流倒灌分層異重流影響,水華生消過(guò)程有別于其它湖泊水庫(kù)。本文以三峽水庫(kù)典型支流庫(kù)灣香溪河為研究對(duì)象,系統(tǒng)分析了水體2010-2011年生態(tài)水文監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),細(xì)致總結(jié)了香溪河庫(kù)灣浮游植物群落結(jié)構(gòu)演替特征及各生境因子變化規(guī)律。通過(guò)梯度分析方法,研究生境因子對(duì)浮游植物群落結(jié)構(gòu)的影響,并結(jié)合相關(guān)性分析,識(shí)別了影響藻類生長(zhǎng)的四大敏感生態(tài)動(dòng)力學(xué)過(guò)程:溫度變化、藻類晝夜遷移、降雨過(guò)程及水庫(kù)調(diào)度過(guò)程。利用理論推導(dǎo)構(gòu)建了基于原位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不同藻類生長(zhǎng)率與溫度的本構(gòu)方程,模擬研究溫度變化對(duì)藻類浮游植物群落結(jié)構(gòu)演替的影響;通過(guò)不同優(yōu)勢(shì)藻種水華暴發(fā)期藻種晝夜垂向分布格局,擬合藻種晝夜垂向遷移方程,并將其耦合到CE-QUAL-W2模型中,模擬研究藻類晝夜遷移能力對(duì)藻類水華垂向分布格局的影響;模擬研究降雨及水庫(kù)調(diào)度過(guò)程中藻類水華生消過(guò)程,分析降雨及水庫(kù)調(diào)度對(duì)香溪河庫(kù)灣水華生消影響機(jī)制,主要成果如下:(1)香溪河庫(kù)灣浮游植物群落構(gòu)成藻種眾多,且季節(jié)演替特征明顯;不同環(huán)境因子冬季變化較為穩(wěn)定,而夏季波動(dòng)劇烈,水體氮、磷、硅濃度均超過(guò)水華暴發(fā)閾值;利用CANOCO軟件進(jìn)行梯度分析結(jié)果顯示,表層水溫對(duì)浮游植物群工落演替特征最為顯著。以藻類生長(zhǎng)率為目標(biāo)因子,利用相關(guān)性分析,識(shí)別影響藻類水華生消的敏感過(guò)程;(2)利用CE-QUAL-W2模型,構(gòu)建了香溪河庫(kù)灣水動(dòng)力-水質(zhì)-水生態(tài)的復(fù)合藻種水華預(yù)測(cè)模型,模型能較準(zhǔn)確的模擬庫(kù)灣不同季節(jié)溫度場(chǎng)和流場(chǎng)特征;藻類敏感性分析結(jié)果表明:參數(shù)藻干重與葉綠素a的比值(ACHLA),藻類最大生長(zhǎng)率(AG)、呼吸率(AR)、死亡率(AM)、沉降速度(AS)對(duì)藻類生長(zhǎng)影響顯著,是后期水生態(tài)數(shù)值模擬的重點(diǎn);(3)通過(guò)不同溫度下浮游植物群落演替特征,概化了香溪河庫(kù)灣優(yōu)勢(shì)藻種演替規(guī)律;通過(guò)理論推導(dǎo),構(gòu)建不同藻類生長(zhǎng)率與水溫的本構(gòu)關(guān)系曲線,提出了基于原位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不同藻類生長(zhǎng)率與溫度本構(gòu)關(guān)系參數(shù)確定的方法,而以微囊藻為典型代表的室內(nèi)不同水溫下培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果也表明:經(jīng)由室內(nèi)實(shí)測(cè)結(jié)果獲得的藻類生長(zhǎng)率與溫度本構(gòu)關(guān)系曲線與上述方法結(jié)論一致;(4)通過(guò)對(duì)擬多甲藻、小環(huán)藻、微囊藻水華暴發(fā)期晝夜24小時(shí)持續(xù)跟蹤監(jiān)測(cè),發(fā)現(xiàn)擬多甲藻和微囊藻均為晝夜遷移型藻種,擬合藻種晝夜遷移軌跡及速度方程以改進(jìn)傳統(tǒng)模型沉降速率,模擬結(jié)果能較好的反映實(shí)際監(jiān)測(cè)中葉綠素a濃度晝夜分布差異,該過(guò)程是對(duì)藻類水華數(shù)值模擬方法的補(bǔ)充;(5)基于構(gòu)建的香溪河庫(kù)灣立面二維水動(dòng)力-水質(zhì)-水生態(tài)模型,模擬不同降雨過(guò)程、不同水庫(kù)調(diào)度過(guò)程藻類水華生消過(guò)程,模擬結(jié)果能較好的反映降雨過(guò)程及水庫(kù)調(diào)度過(guò)程下藻類水華生消過(guò)程。基于降雨過(guò)程和水庫(kù)調(diào)度過(guò)程數(shù)值模擬,揭示了不同敏感生態(tài)動(dòng)力學(xué)過(guò)程對(duì)藻類水華生消機(jī)制:在香溪河庫(kù)灣特殊異重流倒灌模式下,氣溫降低導(dǎo)致的水溫降低過(guò)程和降雨導(dǎo)致的水面邊界的摻混過(guò)程均難以突破異重流上邊界,對(duì)庫(kù)灣水華消退過(guò)程作用不明顯;隨著降雨強(qiáng)度增加,坡面匯流流量增加,并攜帶大量泥沙進(jìn)入水體,致使水體混合層加深,垂向擾動(dòng)增強(qiáng),水體混合層深度不斷擴(kuò)大,是水華濃度隨降雨過(guò)程不斷降低的主要原因。水庫(kù)持續(xù)蓄水過(guò)程主要通過(guò)增加混合層深度的方法降低庫(kù)灣藻類水華濃度,蓄水強(qiáng)度越大,水華防控效果越明顯。
【學(xué)位單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：Q948.8;X524
【部分圖文】：

大壩于２００３年６月下閘蓄水至１３５?ｍ，后分期逐步蓄水至１７５?ｒａ，形成巨型??人工湖泊，即三峽水庫(kù)。三峽庫(kù)區(qū)地勢(shì)總體西高東低，控制流域面積１０８４ｋｍ２，涵??蓋湖北省及重慶市２１個(gè)縣市（圖２．１）。??三峽水庫(kù)正常蓄水位１７５?ｍ，防洪汛限水位１４５?ｍ，對(duì)應(yīng)總庫(kù)容和防洪庫(kù)容分??別為３９３億ｍ３、２２１．２億ｍ３［１２３Ｉ。三峽水庫(kù)１７５ｍ回水末端延伸至重慶市江津區(qū)，??水庫(kù)干流全長(zhǎng)６６０?ｋｍ，干流水面均寬１１００?ｍ，為典型狹長(zhǎng)河道型水庫(kù)［１２４】。??１４??

沿香溪河庫(kù)灣中泓線每隔３?ｋｍ左右布設(shè)一個(gè)采樣斷面進(jìn)行系統(tǒng)生態(tài)水??文監(jiān)測(cè)，斷面自河口向上游依次命名為ＸＸ００－ＸＸ１０，另在干支流交匯區(qū)干流上增??設(shè)ＣＪＸＸ監(jiān)測(cè)斷面作為參照，共計(jì)１２個(gè)采樣斷面（圖２．２），其中ＸＸ１０處于變動(dòng)??回水區(qū)范圍內(nèi)，當(dāng)水位低于１５６ｍ時(shí)無(wú)法開展監(jiān)測(cè)工作，各采樣點(diǎn)基本信息如表２．??１所示。??１６??

？■？？？．．＜ｕ：ｇ＾－－、，ｇｖ．Ｓ５Ａ３＾、ｗ；為—《ｓａｅＢｇａＢ３ａＢＣＴＢ？＆ｉｇａ３ｓａｇ＾￣Ｌ．ｄ，取■？？￡；．■＾■＾■ａｅｆｌＥＷｇｇｇａｇａ—ｅａａｓａｓＫ－ｔ－ｔａｒｖ如??Ｙ?＝?＾ｆｉ?（式?２．２）??ｎ代表總個(gè)體數(shù)，巧代表第ｉ種的個(gè)體總數(shù)，ｙ；表示物種出現(xiàn)頻率。??混合層是指水體上層垂向摻混充分的水層，水體密度或溫度沿深度變化很小。??采用與表層水溫首次相差０．５?°Ｃ對(duì)應(yīng)的深度計(jì)算１｜３３１。??香溪河庫(kù)灣浮游植物群落結(jié)構(gòu)演替及生境因子變化特征??．１香溪河庫(kù)灣浮游植物群落結(jié)構(gòu)演替特征??１）香溪河庫(kù)灣浮游植物群落構(gòu)成??通過(guò)分析三峽水庫(kù)香溪河庫(kù)灣２０１０－２０１１年監(jiān)測(cè)結(jié)果，借助藻類鏡檢，共鑒??７門１０１屬，其中包括甲藻門、硅藻門、藍(lán)藻門、綠藻門、隱藻門、黃藻門、??門共７門藻種。不同藻門藻屬多樣性差異較大，其中甲藻門５屬，硅藻門２８??綠藻門種屬最多為４７屬，藍(lán)藻門１４屬，隱藻門３屬，黃藻門、裸藻門各２??４５?ｎ??
【參考文獻(xiàn)】

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1 李俊奇;戚海軍;宮永偉;任心欣;李小靜;劉超;;降雨特征和下墊面特征對(duì)徑流污染的影響分析[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2015年09期

2 殷志坤;李哲;王勝;郭勁松;肖艷;劉靜;張萍;;磷限制下光照和溫度對(duì)水華魚腥藻生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)的影響[J];環(huán)境科學(xué);2015年03期

3 梁俐;鄧云;鄭美芳;魏希;;基于CE-QUAL-W2模型的龍川江支庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)[J];長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境;2014年S1期

4 彭成榮;陳磊;畢永紅;夏春香;類詠梅;楊毅;簡(jiǎn)鐵柱;胡征宇;;三峽水庫(kù)洪水調(diào)度對(duì)香溪河藻類群落結(jié)構(gòu)的影響[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2014年07期

5 胡挺;王海;胡興娥;閔要武;馮寶飛;;三峽水庫(kù)近十年調(diào)度方式控制運(yùn)用分析[J];人民長(zhǎng)江;2014年09期

6 席慶;李兆富;羅川;;基于擾動(dòng)分析方法的AnnAGNPS模型水文水質(zhì)參數(shù)敏感性分析[J];環(huán)境科學(xué);2014年05期

7 Dong-xing FAN;Yu-ling HUANG;Lin-xu SONG;De-fu LIU;Ge ZHANG;Biao ZHANG;;Prediction of chlorophyll a concentration using HJ-1 satellite imagery for Xiangxi Bay in Three Gorges Reservoir[J];Water Science and Engineering;2014年01期

8 陳洋;楊正健;黃鈺鈴;張平;劉德富;;混合層深度對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響研究[J];環(huán)境科學(xué);2013年08期

9 紀(jì)道斌;李媛;孔松;楊正健;劉德富;肖尚斌;;典型暴雨洪水對(duì)三峽水庫(kù)香溪河庫(kù)灣水華的影響[J];中國(guó)農(nóng)村水利水電;2013年06期

10 羅永剛;朱偉;李明;代曉炫;肖曼;;群體大小對(duì)微囊藻細(xì)胞晝夜垂向遷移的影響[J];湖泊科學(xué);2013年03期

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3 樸香花;大連灣海域氨氮、磷酸鹽及藻類生長(zhǎng)的數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學(xué);2006年

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6 肖乃堯;河道型水庫(kù)支流庫(kù)灣富營(yíng)養(yǎng)化模型研究及應(yīng)用[D];河海大學(xué);2007年

7 湯宏波;三峽庫(kù)區(qū)及武漢東湖甲藻水華研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（水生生物研究所）;2006年

8 易文利;不同營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的室內(nèi)模擬研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2893741