三峡水库蓄水运行初期(2003—2012年)水环境演变特征的“四大效应”
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ＺＨＥＮＧ Ｂｉｎｇｈｕｉ ２∗
１.Ｅｃｏ￣Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｂｅｌｔꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００１２ꎬ Ｃｈｉｎａ
第 ３３ 卷 第 ５ 期
环 境 科 学 研 究
２０２０ 年 ５ 月
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖｏｌ.３３ꎬＮｏ.５
Ｍａｙꎬ２０２０
三峡水库蓄水运行初期(２００３—２０１２ 年) 水环境
演变特征的“ 四大效应”
王丽婧１ ꎬ 李 虹１ ꎬ 杨正健３ ꎬ 张佳磊４ ꎬ 邓春光５ ꎬ 杨 凡１ꎬ３ ꎬ 郑丙辉２∗
位变幅达 ３０ ｍ.
２００３ 年三峡水库蓄水运行后ꎬ大坝拦截使坝址
基于笔者所在团队连续 １０ 余年的工作基础ꎬ系
术手段ꎬ从三峡水库蓄水运行初期产生的水动力条件
变化过程入手ꎬ探索特大型、高水位变幅运行背景下
物输移 等 规 律ꎬ 形 成 了 以 “ 分 化” ￣“ 同 步” ￣“ 胁 迫” ￣
“ 迭加” 这“ 四大效应” 为代表的理论科学认识ꎬ旨在
ｏｆ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｃａｓｃａｄｅ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔꎬ ｉｔ ｉｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｔｈｅ
ｆｏｌｌｏｗ￣ｕｐ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ＴＧＲ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎꎬ ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｏｓｔ
蓄水位时水域面积为 １ ０８４ ｋｍ ２ ꎬ总库容 ３９３ × １０ ８ ｍ ３ .
验、数理统计、模型模拟、同位素及保守离子示踪等技
县及湖北省 ４ 个区县ꎬ其中库区重庆段占库区面积的
所伴生的水动力特性、水质演化、水华暴发和水污染
有防洪、航运和发电等综合效益. 三峡水库是国家战
库区流域面积 ５ ７ × １０ ｋｍ ꎬ范围涉及重庆市 ２２ 个区
人ꎬ城镇化率达 ６８ ０％
[３￣７]
. 三峡工程采用一次建成、
分期蓄水的建设方案ꎬ２００３ 年水库首次蓄水ꎬ坝前水
位为 １３５ ｍꎬ２００６ 年蓄水至 １５６ ｍꎬ２００８ 年启动 １７５ ｍ
试验性蓄水. 根据水库调度及水位变化情况ꎬ水库年
内可分为 ４ 个时期ꎬ分别是泄水期、低水位运行期、蓄
水期和高水位运行期ꎬ１７５ ｍ 正常蓄水位条件下ꎬ水
水质、水生态、污染物输移角度ꎬ提出了三峡水库水环境演变过程中的“ 四大效应” ꎬ主要包括干支流水动力特性的“ 分化” 效应、
上游￣干流￣支流水质演变“ 同步” 效应、水动力变化对藻类水华暴发的“ 胁迫” 效应、水动力变化对同等负荷条件下污染源危害的
“迭加” 效应等. 考虑到大型水库生态系统的演替和稳定是一个长期过程ꎬ建议继续强化长江上游梯级水电开发影响下的三峡水
５.Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１１４７ꎬ Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ( ＴＧＲ) ｉｎ ２００３ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ２０１２ꎬ
进一步丰富特大型、高水位变幅水库蓄水运行初期水
动力变异及其伴生水环境演变理论ꎬ期望为我国河道
型水库水环境保护与科学调度管理提供参考.
１ 三峡水库运行初期水动力变化特征———
水动力特性“ 分化” 效应
１ １ 三峡水库水体流速特征
三峡水库蓄水后ꎬ坝前的干流水位因蓄水而被动
２.Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｌａｋｅ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１２ꎬ Ｃｈｉｎａ
１.中国环境科学研究院长江经济带生态环境研究中心ꎬ 北京 １０００１２
２.中国环境科学研究院ꎬ 湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室ꎬ 北京 １０００１２
３.三峡大学水利与环境学院ꎬ 湖北 宜昌 ４４３００２
４.湖北工业大学土木建筑与环境学院ꎬ 湖北 武汉 ４３００６８
５.重庆市生态环境科学研究院ꎬ 重庆 ４０１１４７
Ｗａｔｅｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ Ｃｈｉｎａ ( Ｎｏ.２０１２ＺＸ０７５０３￣００２)
１ １１ ０
环 境 科 学 研 究
第 ３３ 卷
ｔｒｉｂｕｔａｒｉｅｓꎬ ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ￣ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ￣ｔｒｉｂｕｔａｒｙ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ
摘要: 自 ２００３ 年三峡水库首次蓄水至 ２０１２ 年工程竣工验收启动ꎬ针对三峡水库蓄水运行初期的水环境演变研究较多ꎬ但整体
性、综合性科学认识仍然缺乏. 基于水环境多要素跟踪观测研究ꎬ综合采用现场观测、室内试验、数理统计、模型模拟、同位素及保
守离子示踪等技术手段ꎬ系统剖析了特大型、高变幅水位水库运行背景下水动力变异及其所伴生的水环境演变特征ꎬ从水动力、
ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒꎻ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎꎻ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓꎻ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙꎻ ａｌｇａｅ ｂｌｏｏｍꎻ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
基金项目: 国家重点研发计划项目( Ｎｏ.２０１７ＹＦＣ０４０４７０２) ꎻ 国家水体污染控制与治理科技重大专项( Ｎｏ.２０１２ＺＸ０７５０３￣００２)
Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｋｅｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ( Ｎｏ. ２０１７ＹＦＣ０４０４７０２) ꎻ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｊｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ
ｃｈａｎｇｅｓ ｏｎ ａｌｇａｅ ｂｌｏｏｍｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｎ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｈａｚａｒｄｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ.
Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｌｏｎｇ￣ｔｅｒｍ ｐｒｏｃｅｓｓꎬ ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｕｎｐｒｅｄｉｃｔａｂｌｅ ｉｍｐａｃｔ
三峡工程目前是世界上最大的水利枢纽工程ꎬ具
性认识仍然缺乏.
略性淡水资源库ꎬ也是长江上游重要的生态屏障. 水
统掌握了三峡水库蓄水初期运行(２００３—２０１２ 年) 水
库位于长江中上游川、渝、鄂三地结合部ꎬ工程坝址位
环境多要素性观测资料. 综合采用现场. 水库正常
库水环境演变跟踪调查研究ꎬ适时开展三峡工程对库区水环境影响的后评估.
关键词: 三峡水库ꎻ 水环境演变ꎻ 水动力ꎻ 水质ꎻ 水华ꎻ 污染物输移
中图分类号: Ｘ５２ 文章编号: １００１￣６９２９(２０２０)０５￣１１０９￣１０
文献标志码: Ａ
ＤＯＩ: １０ １３１９８∕ｊ ｉｓｓｎ １００１￣６９２９ ２０２０ ０３ ２３
４
８５％
２
ꎬ湖北段占 １５％. 库区以山地丘陵为主ꎬ气候
湿润ꎬ水系发达. ２０１７ 年ꎬ库区生产总值为 ７ ７９２ ６ ×
[１￣２]
１０ 元ꎬ以第二、三产业值占主导地位ꎬ其中ꎬ第二产业
８
占 ３７％ꎬ工业占第二产业的 ９３％. 库区 ２０１７ 年常驻
人口 ２ ０８４ ６５ × １０ ４ 人ꎬ 其中城镇人口 １ ４１９ ４６ × １０ ４
Ｆｏｕｒ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｅａｒｌｙ Ｐｅｒｉｏｄ ( ２００３￣２０１２) ａｆｔｅｒ
Ｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
ＷＡＮＧ Ｌｉｊｉｎｇ １ ꎬ ＬＩ Ｈｏｎｇ １ ꎬ ＹＡＮＧ Ｚｈｅｎｇｊｉａｎ ３ ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｌｅｉ ４ ꎬ ＤＥＮＧ Ｃｈｕｎｇｕａｎｇ ５ ꎬ ＹＡＮＧ Ｆａｎ １ꎬ３ ꎬ
ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ＴＧＲ ｓｔｉｌｌ ｌａｃｋｓ ｏｖｅｒａｌｌ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ
ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｔｕｄｉｅｓ. Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｕｌｔｉ￣ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬ ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｉｅｌｄ
ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓꎬ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓꎬ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓꎬ ｍｏｄｅｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎬ ｉｓｏｔｏｐｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ ｉｏｎ ｔｒａｃｉｎｇꎬ ｔｈｅ
ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｃｏｍｐａｎｙｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ( ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ)
ｗｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓꎬ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙꎬ ｗａｔｅｒ ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔꎬ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｍａｊｏｒ
ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄꎬ ｎａｍｅｌｙ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ ａｎｄ
收稿日期: ２０２０￣０２￣０４ 修订日期: ２０２０￣０３￣０９
作者简介: 王丽婧(１９８１￣) ꎬ女ꎬ湖北荆门人ꎬ研究员ꎬ博士ꎬ主要从事流域水环境安全评估、预警与保障技术研究ꎬｗａｎｇｌｊ＠ ｃｒａｅｓ.ｏｒｇ.ｃｎ.
∗责任作者ꎬ郑丙辉(１９６３￣) ꎬ男ꎬ浙江天台人ꎬ研究员ꎬ博士ꎬ主要从事流域水环境保护研究ꎬｚｈｅｎｇｂｈ＠ ｃｒａｅｓ.ｏｒｇ.ｃｎ
３.Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｃｈｉｎａ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３００２ꎬ Ｃｈｉｎａ
４.Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌꎬ Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｗｕｈａｎ ４３００６８ꎬ Ｃｈｉｎａ
１.Ｅｃｏ￣Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｅｃｏｎｏｍｉｃ Ｂｅｌｔꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００１２ꎬ Ｃｈｉｎａ
第 ３３ 卷 第 ５ 期
环 境 科 学 研 究
２０２０ 年 ５ 月
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
Ｖｏｌ.３３ꎬＮｏ.５
Ｍａｙꎬ２０２０
三峡水库蓄水运行初期(２００３—２０１２ 年) 水环境
演变特征的“ 四大效应”
王丽婧１ ꎬ 李 虹１ ꎬ 杨正健３ ꎬ 张佳磊４ ꎬ 邓春光５ ꎬ 杨 凡１ꎬ３ ꎬ 郑丙辉２∗
位变幅达 ３０ ｍ.
２００３ 年三峡水库蓄水运行后ꎬ大坝拦截使坝址
基于笔者所在团队连续 １０ 余年的工作基础ꎬ系
术手段ꎬ从三峡水库蓄水运行初期产生的水动力条件
变化过程入手ꎬ探索特大型、高水位变幅运行背景下
物输移 等 规 律ꎬ 形 成 了 以 “ 分 化” ￣“ 同 步” ￣“ 胁 迫” ￣
“ 迭加” 这“ 四大效应” 为代表的理论科学认识ꎬ旨在
ｏｆ ｕｐｓｔｒｅａｍ ｃａｓｃａｄｅ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｕｐｐｅｒ ｒｅａｃｈｅｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ ｉｎｔｏ ａｃｃｏｕｎｔꎬ ｉｔ ｉｓ ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｉｎｕｅ ｔｈｅ
ｆｏｌｌｏｗ￣ｕｐ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｔｈｅ ＴＧＲ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ. Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎꎬ ｉｔ ｉｓ ａｌｓｏ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｔｈｅ ｐｏｓｔ
蓄水位时水域面积为 １ ０８４ ｋｍ ２ ꎬ总库容 ３９３ × １０ ８ ｍ ３ .
验、数理统计、模型模拟、同位素及保守离子示踪等技
县及湖北省 ４ 个区县ꎬ其中库区重庆段占库区面积的
所伴生的水动力特性、水质演化、水华暴发和水污染
有防洪、航运和发电等综合效益. 三峡水库是国家战
库区流域面积 ５ ７ × １０ ｋｍ ꎬ范围涉及重庆市 ２２ 个区
人ꎬ城镇化率达 ６８ ０％
[３￣７]
. 三峡工程采用一次建成、
分期蓄水的建设方案ꎬ２００３ 年水库首次蓄水ꎬ坝前水
位为 １３５ ｍꎬ２００６ 年蓄水至 １５６ ｍꎬ２００８ 年启动 １７５ ｍ
试验性蓄水. 根据水库调度及水位变化情况ꎬ水库年
内可分为 ４ 个时期ꎬ分别是泄水期、低水位运行期、蓄
水期和高水位运行期ꎬ１７５ ｍ 正常蓄水位条件下ꎬ水
水质、水生态、污染物输移角度ꎬ提出了三峡水库水环境演变过程中的“ 四大效应” ꎬ主要包括干支流水动力特性的“ 分化” 效应、
上游￣干流￣支流水质演变“ 同步” 效应、水动力变化对藻类水华暴发的“ 胁迫” 效应、水动力变化对同等负荷条件下污染源危害的
“迭加” 效应等. 考虑到大型水库生态系统的演替和稳定是一个长期过程ꎬ建议继续强化长江上游梯级水电开发影响下的三峡水
５.Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１１４７ꎬ Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｆｉｒｓｔ ｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ( ＴＧＲ) ｉｎ ２００３ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｍｐｌｅｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ２０１２ꎬ
进一步丰富特大型、高水位变幅水库蓄水运行初期水
动力变异及其伴生水环境演变理论ꎬ期望为我国河道
型水库水环境保护与科学调度管理提供参考.
１ 三峡水库运行初期水动力变化特征———
水动力特性“ 分化” 效应
１ １ 三峡水库水体流速特征
三峡水库蓄水后ꎬ坝前的干流水位因蓄水而被动
２.Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｌａｋｅ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎꎬ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００１２ꎬ Ｃｈｉｎａ
１.中国环境科学研究院长江经济带生态环境研究中心ꎬ 北京 １０００１２
２.中国环境科学研究院ꎬ 湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室ꎬ 北京 １０００１２
３.三峡大学水利与环境学院ꎬ 湖北 宜昌 ４４３００２
４.湖北工业大学土木建筑与环境学院ꎬ 湖北 武汉 ４３００６８
５.重庆市生态环境科学研究院ꎬ 重庆 ４０１１４７
Ｗａｔｅｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ Ｃｈｉｎａ ( Ｎｏ.２０１２ＺＸ０７５０３￣００２)
１ １１ ０
环 境 科 学 研 究
第 ３３ 卷
ｔｒｉｂｕｔａｒｉｅｓꎬ ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｕｐｓｔｒｅａｍ￣ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ￣ｔｒｉｂｕｔａｒｙ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ
摘要: 自 ２００３ 年三峡水库首次蓄水至 ２０１２ 年工程竣工验收启动ꎬ针对三峡水库蓄水运行初期的水环境演变研究较多ꎬ但整体
性、综合性科学认识仍然缺乏. 基于水环境多要素跟踪观测研究ꎬ综合采用现场观测、室内试验、数理统计、模型模拟、同位素及保
守离子示踪等技术手段ꎬ系统剖析了特大型、高变幅水位水库运行背景下水动力变异及其所伴生的水环境演变特征ꎬ从水动力、
ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ: Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒꎻ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎꎻ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓꎻ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙꎻ ａｌｇａｅ ｂｌｏｏｍꎻ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
基金项目: 国家重点研发计划项目( Ｎｏ.２０１７ＹＦＣ０４０４７０２) ꎻ 国家水体污染控制与治理科技重大专项( Ｎｏ.２０１２ＺＸ０７５０３￣００２)
Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｋｅｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ( Ｎｏ. ２０１７ＹＦＣ０４０４７０２) ꎻ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｍａｊｏｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｇｒａｍ ｆｏｒ
ｃｈａｎｇｅｓ ｏｎ ａｌｇａｅ ｂｌｏｏｍｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｎ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｈａｚａｒｄｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｌｏａｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ.
Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｌｏｎｇ￣ｔｅｒｍ ｐｒｏｃｅｓｓꎬ ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｕｎｐｒｅｄｉｃｔａｂｌｅ ｉｍｐａｃｔ
三峡工程目前是世界上最大的水利枢纽工程ꎬ具
性认识仍然缺乏.
略性淡水资源库ꎬ也是长江上游重要的生态屏障. 水
统掌握了三峡水库蓄水初期运行(２００３—２０１２ 年) 水
库位于长江中上游川、渝、鄂三地结合部ꎬ工程坝址位
环境多要素性观测资料. 综合采用现场. 水库正常
库水环境演变跟踪调查研究ꎬ适时开展三峡工程对库区水环境影响的后评估.
关键词: 三峡水库ꎻ 水环境演变ꎻ 水动力ꎻ 水质ꎻ 水华ꎻ 污染物输移
中图分类号: Ｘ５２ 文章编号: １００１￣６９２９(２０２０)０５￣１１０９￣１０
文献标志码: Ａ
ＤＯＩ: １０ １３１９８∕ｊ ｉｓｓｎ １００１￣６９２９ ２０２０ ０３ ２３
４
８５％
２
ꎬ湖北段占 １５％. 库区以山地丘陵为主ꎬ气候
湿润ꎬ水系发达. ２０１７ 年ꎬ库区生产总值为 ７ ７９２ ６ ×
[１￣２]
１０ 元ꎬ以第二、三产业值占主导地位ꎬ其中ꎬ第二产业
８
占 ３７％ꎬ工业占第二产业的 ９３％. 库区 ２０１７ 年常驻
人口 ２ ０８４ ６５ × １０ ４ 人ꎬ 其中城镇人口 １ ４１９ ４６ × １０ ４
Ｆｏｕｒ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ Ｅａｒｌｙ Ｐｅｒｉｏｄ ( ２００３￣２０１２) ａｆｔｅｒ
Ｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ
ＷＡＮＧ Ｌｉｊｉｎｇ １ ꎬ ＬＩ Ｈｏｎｇ １ ꎬ ＹＡＮＧ Ｚｈｅｎｇｊｉａｎ ３ ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｌｅｉ ４ ꎬ ＤＥＮＧ Ｃｈｕｎｇｕａｎｇ ５ ꎬ ＹＡＮＧ Ｆａｎ １ꎬ３ ꎬ
ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｔｈｅ ＴＧＲ ｓｔｉｌｌ ｌａｃｋｓ ｏｖｅｒａｌｌ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ
ａｌｔｈｏｕｇｈ ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍａｎｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｓｔｕｄｉｅｓ. Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｕｌｔｉ￣ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬ ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｆｉｅｌｄ
ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓꎬ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓꎬ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓꎬ ｍｏｄｅｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎬ ｉｓｏｔｏｐｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｖｅ ｉｏｎ ｔｒａｃｉｎｇꎬ ｔｈｅ
ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｃｏｍｐａｎｙｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ( ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｗａｔｅｒ ｌｅｖｅｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ)
ｗｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ. Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓꎬ ｗａｔｅｒ ｑｕａｌｉｔｙꎬ ｗａｔｅｒ ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｐｏｌｌｕｔａｎｔ ｔｒａｎｓｐｏｒｔꎬ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｍａｊｏｒ
ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄꎬ ｎａｍｅｌｙ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍａｉｎｓｔｒｅａｍ ａｎｄ
收稿日期: ２０２０￣０２￣０４ 修订日期: ２０２０￣０３￣０９
作者简介: 王丽婧(１９８１￣) ꎬ女ꎬ湖北荆门人ꎬ研究员ꎬ博士ꎬ主要从事流域水环境安全评估、预警与保障技术研究ꎬｗａｎｇｌｊ＠ ｃｒａｅｓ.ｏｒｇ.ｃｎ.
∗责任作者ꎬ郑丙辉(１９６３￣) ꎬ男ꎬ浙江天台人ꎬ研究员ꎬ博士ꎬ主要从事流域水环境保护研究ꎬｚｈｅｎｇｂｈ＠ ｃｒａｅｓ.ｏｒｇ.ｃｎ
３.Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ Ｃｈｉｎａ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｙｉｃｈａｎｇ ４４３００２ꎬ Ｃｈｉｎａ
４.Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌꎬ Ｈｕｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ Ｗｕｈａｎ ４３００６８ꎬ Ｃｈｉｎａ