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作为水库生态的一部分的沉积物,在水动力条件与地球生物化学的作用下,沉积物的属性,包括粒度、矿物成分以及沉积物内的各类营养物质会发生许多的变化。 三峡大坝蓄水后,水库内水流流速减缓,水动力环境等发生了较大的变化,河流中携带的大颗粒物在缓慢流速下开始沉降。据《长江泥沙公报》报告,三峡大坝建成后,有2/3~3/4的泥沙被拦截在水库内,与所淹没的富含有机质的土壤一起形成了水库内新的沉积物,沉积物属性发生了较大的变化。 其中粒度能够作为沉积物重要的物理参数和水动力学指标;碳元素为重要的生源要素之一,碳中有机碳的含量,不同碳组成成分比,会使微生物对沉积物进行降解时向水体释放氮、磷等营养盐。另一种生源要素氮,也是水环境中动植物新陈代谢不可缺少的元素之一,它在沉积物中的迁移、转化以及释放也会伴随着巨大的水体水环境问题。因此,有必要了解水库目前沉积物的基本属性,为整个水库的水环境保护和后续水资源调查提供科学依据。 本文以三峡水库主要干流断面和主要支流断面的沉积物作为研究对象,对沉积物基本属性中的粒度、矿物组分、总有机碳(TOC)、总氮(TN)进行垂直剖面和水平变化分析,利用SPSS统计分析软件进一步分析了中值粒径与TN和TOC之间的相关关系,并对沉积物的来源进行了分析,得出了以下的结论: 1三峡水库干流寸滩断面至茅坪断面,沉积物在垂向分布上和水平分布上,都以4~63μm的粉砂居多,平均约占61%;<4μm粘土次之,平均约占38%;而>63μm砂含量极低,平均约占1%。支流与干流粒度组分相差不大。干流中值粒径平均值为7μm;支流中值粒径平均值为6.48μm。 2三峡水库干流和支流沉积物矿物主要为绿泥石、伊利石、闪石、石英、长石、方解石、白云石、黄铁矿等。干流主要矿物为绿泥石,占27.7%;其次为石英和伊利石,平均分别约24.8%、20.9%;再次为长石>方解石>白云石,分别为9.1%、7.8%、7.0%;闪石和黄铁矿极少,分别占1.5%和1.2%。支流与干流矿物组分相似,只改变了一点。 3垂向上,水库干流多数断面TOC变化幅度不大;水平分布上,干流沉积物TOC在沿程分布上呈先减小后增大,再减小后递增的趋势,干流沉积物 TOC平均含量9.89g/kg。水库支流TOC垂向分布变化幅度均不大;水平分布上,四大支流小江、大宁河、磨刀溪、香溪河的上游TOC含量均比下游含量高;TOC含量最小值出现在乌江,较大值出现在龙河、壤溪河、九畹溪。支流TOC含量大部分高于干流TOC含量。 4干流TN垂向剖面上变化不明显,变化范围为2.6~4.5g/kg;沿程分布上从长江寸滩断面至奉节断面表层沉积物 TN含量逐渐递增,范围为3.2~3.9g/kg,变化幅度18%,从奉节断面到茅坪断面,有减小的趋势,茅坪断面 TN含量为3.5g/kg。支流垂向变化除香溪河口、大宁河口、草塘河的波动较大外,其余支流断面比较稳定,其中小江、大宁河、香溪河、磨刀溪TN平均含量分别为4.1g/kg、3.8g/kg、3.9g/kg、3.8g/kg,壤渡河TN含量最高,为5.4g/kg;龙马溪含量最低,为2.5g/kg。 5对沉积物近年的物源进行分析发现,干流所有点沉积物 C/N值在垂向上,均值介于4~12之间;忠县表层0~2cm处值较大;长江磨刀在垂向上变化稳定;奉节断面波动较大;巴东、郭家坝、茅坪断面沉积物在0~2cm处均大于较深的部分,可能受水库封闭的、水动力减弱的影响,与水库内自生的藻类有机质供应渐渐增多相关;水平分布上,干流寸滩处C/N值最大。支流C/N在垂向上值有增有减,磨刀溪以及香溪河回水区域波动较大,可能受蓄水以来异重流所影响。水平上,大宁河和香溪河C/N值较大,受频繁水华影响,藻类所产生有机质大量沉积导致的值较大。 6、碳与氮为正相关关系,碳和氮与中值粒径为负相关关系,中值粒径与粘土矿物为负相关,与非粘土矿物为正相关。