Page 75 - 水利学报2021年第52卷第2期

（a）污水年排放量 （b）出库水体总氮浓度变化
图 4 三峡库区污水年排放量和出库水体总氮浓度变化
期，污水排放总量持续增加，理论上三峡水库出库水体总氮浓度也应该逐渐升高；但是，实际监测
发现，三峡库区污水年排放量确实在逐年升高，但出库水体总氮浓度却基本维持不变（图 4（b）），这
说明三峡水库显著降低了向下游输送的氮污染负荷，但相关削减机制尚需进一步探究。
［3］
此外，世界海洋“死亡地带” 分布也可间接证实中国水库可能会影响我国入海氮负荷。目前海洋
［4］
“死亡地带”已增至 500 余处，总面积达到 450 万 km ，并还在快速蔓延 。虽然在中国部分海域已有
2
“死亡地带”的报道 ［65］ ，但其发生次数和面积较其它海域明显要少，说明中国河流入海营养盐通量可
［1］
能还未达到“死亡地带”频发的水平，这与中国近年来污染排放总量较高的现实并不一致 。中国河
流建有大小不一的水库，总数接近 10 万座；水库因影响了河流水文过程，进而改变流域氮、磷循
环 ［7］ ，图 4 所示的结果与上述推测基本吻合，说明入海口氮、磷污染与水库建设可能存在一定关系，
但水库建设后究竟能降低入海口多少氮通量，尚需进一步研究。
从 理 论 分 析 来 看 ， 对 沉 积 物 及 潜 流 带 而 言 ， 水 库 化 延 长 了 河 流 水 停 留 时 间 ， 促 进 有 机 质 沉
积，且水体中的生物耗氧过程造成溶解氧的降低；水库通过对泥沙的异化沉积作用，将原河流潜
流带的泵吸交换和冲淤交换逐渐转化为湖泊型生物交换和毛细渗透，并将潜流带物质补给模式由
水平输运为主型转化为以垂向沉积和扩散为主型 ［66］ ，如图 5 所示，这些改变都有利于增大沉积物
厌氧区域并促进沉积物的脱氮。对于水体而言，水库造成的水流减缓、水体滞留时间增长、水体
垂向成层、浮游植物增多甚至水华发生等都可能影响水体脱氮过程，进而对流域氮、磷循环的产
生影响 ［7］ 。

图 5 河流型与湖泊型氮循环过程差异示意
因上述有关水库强化水体脱氮机制的理论分析目前尚未有直接证据，为回答“较自然河流，水库
建设究竟是强化了脱氮作用还是降低了环境自净力？”这一问题，建议开展如下方面的研究工作。
（1）出入库氮形态持续观测及氮负荷平衡计算。选择大、中、小等典型水库，在入库、出库及库
内设置关键性控制断面，对水体、沉积物和大气沉降中的总氮、无机氮、有机氮持续跟踪监测；计
算各断面的不同形态氮输出通量和沉积物氮储存量；开展水库氮负荷平衡计算，确定水库氮的输
入、输出和滞留等总量。

— 199 —