地表水-地下水相互作用始终是陆地水文循环研究中的重要内容。在河水入渗过程中,尤其是傍河开采激发河水入渗的情况下,河床沉积物作为地表水与地下水交互作用的重要地带和关键界面,具有明显的物理梯度、化学梯度和生物梯度,发生强烈的生物地球化学作用,形成河床沉积物垂向上的氧化还原分带。由于河水水动力条件的季节性变化,河床在不同时期将发生不同程度的淤积作用,河床沉积物的结构和岩性也随之发生变化,通过影响河水的入渗速率,进而影响河水在河床沉积物中的滞留时间,造成河床沉积物中氧化还原分带发生改变。在河水入渗过程中河床沉积物的氧化还原分带对地下水水质有很大影响。目前对于河流淤积影响河床沉积物的氧化还原分带变化规律的机制尚不清楚,对于河床沉积物中的氧化还原分带的特征有待进一步研究。基于此,本文选择沈阳市黄家傍河地下水水源地附近辽河河床作为研究对象,采集典型断面上不同点位处的河床沉积物和孔隙水样品,分析不同点位河床沉积物结构和岩性变化特征;结合河水水动力条件,划分淤积分带,运用热示踪法计算河水在淤积形成的粉土层中入渗的水动力特征,揭示河床沉积物淤积影响下河水入渗带氧化还原分带变化规律;分析淤积影响下河床沉积物微生物组成和功能差异,揭示微生物组成对于氧化还原分带的响应特征,为保证河流和饮用地下水供水水质安全提供科学依据。通过本次研究,得到以下结论:(1)在沿着傍河开采地下水降落漏斗方向,垂直于辽河河水流向的河床断面上,受水沙动力条件所控制,河床沉积物存在明显的淤积分带。距离辽河南岸0~40m范围水沙动力条件较弱地段为河床沉积物强淤积带,沉积物表层粉土层的厚度大于50cm;距离辽河南岸40~125m范围水沙动力条件中等地段为中等淤积带,沉积物粉土层厚度小于50cm;距离辽河南岸125m以外水沙动力条件强烈范围为弱淤积带,河水流速较大,沉积物表层几乎不存在粉土层。(2)在监测期(2019年9月~11月期间),受到河水含沙量随时间逐渐降低的影响,河水中细颗粒物质沉降开始减少,河床沉积物渗透性随时间推移逐渐增强,指示河床沉积物的淤积作用逐渐减弱。(3)沉积物氧化还原分带结果表明,河床沉积物表层50cm范围内从上到下依次存在O2/NO3-还原带、Mn(Ⅳ)还原带、Fe(Ⅲ)还原带和SO42-还原带。受淤积程度影响,不同淤积带河床沉积物氧化还原分带延伸程度具有明显差异。强淤积带分带序列较为完整,形成了O2/NO3-还原带、Mn(Ⅳ)还原带、Fe(Ⅲ)还原带、SO42-还原带,而在中等淤积带和弱淤积带仅出现O2/NO3-还原带和Mn(Ⅳ)还原带。(4)河床沉积物分子生物学测试结果表明,不同氧化还原分带内微生物组成和结构存在明显的差异,表现为控制氧化还原作用的专属还原菌在各分带中相对丰度较高。河床沉积物微生物种群中,氨基酸转运和代谢、碳水化合物的运输和代谢功能微生物丰度较高,指示了沉积物中碳、氮元素地球化学作用十分活跃,沉积物不同氧化还原分带中,河床沉积物微生物功能差异较为显著,对生物地球化学作用类型具有很好的响应。