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水 利 学 报

2021 年 8 月 SHUILI XUEBAO 第 52 卷 第 8 期

文章编号：0559-9350（2021）08-0885-11

三峡水库磷输移规律研究

王殿常，吴兴华
（中国长江三峡集团有限公司，北京 100038）

摘要：三峡水库在发挥防洪、发电、航运等综合效益的同时，也带来了一定的生态环境问题。营养盐磷是水生生
态系统的重要生源物质，水库运行拦截泥沙的同时也拦截了部分泥沙所承载的磷。本文利用 1997—2017 年期间
三峡水库的实测流量、含沙量和磷浓度资料，定量分析了三峡水库的磷输移特征，包括时空分布、负荷变化、水
库磷拦截率等，旨在明晰三峡水库运行对磷输移的影响。考虑三峡、向家坝和溪洛渡水库开始蓄水时间，将其划
分为 1997—2002 年、2003—2012 年和 2013—2017 年 3 个时段，分别代表水库蓄水前、三峡水库蓄水、以及上游
水库群蓄水。结果表明，库区磷拦截率主要受汛期的磷输移规律的影响；忽略库区区间汇入的影响，基于逐月磷
浓度数据可知，2003—2012 年，三峡水库的总磷（TP）拦截率为 59.8%，溶解磷（DP）拦截率为 14.6%；2013—2017
年，受三峡入库含沙量大幅减小及点源污染排放增强的影响，DP/TP 比值升高，入库磷被更多地输运至下游河
道，库区 TP 和 DP 拦截率分别减小为 14.4%和—18.5%。泥沙对磷输移具有重要的“源”和“汇（缓冲）”作用，但 TP
与含沙量的关系曲线在汛期与非汛期、不同断面和不同时段存在差异。
关键词：三峡水库；磷输移；质量平衡计算
中图分类号：TV697.2 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20201005

1 研究背景

三峡工程位于湖北省宜昌市三斗坪镇，是当今世界上最大的水利枢纽工程。三峡工程建成以
来，发挥了巨大的防洪、发电、航运、水资源利用和生态保护等综合效益。水库修建后通常会出现
［1］
一系列复杂的问题，如泥沙淤积、生态环境和地质灾害等 。在三峡水库的论证阶段，社会主要关注
的是水库泥沙淤积问题 ［2-4］ 。从目前三峡水库运行的实践来看，库区泥沙淤积小于论证阶段，确保了
泥沙淤积的工程安全。相反，与三峡水库运行相关的泥沙变化带来的生态环境效应，成为大家日益
关注的重点 ［5-8］ 。
河流是生物地球化学循环的重要通道，通过人类活动输入陆地系统的营养盐有很大一部分通过
河流输送至海洋 ［9-10］ 。泥沙颗粒是河流输送营养盐的重要载体 ［11］ ，水沙过程的变化会导致营养盐输移
发生改变。磷是水生生物初级生产力的基础元素，是水生植物生长所必须的营养盐，也是引起水体
富营养化的关键因子；水库运行拦截泥沙的同时也拦截了部分泥沙所承载的磷 ［12-14］ 。定量分析水库运
行过程中磷的输移规律，对于明晰水库泥沙的生态环境效应十分重要。
关于河流中磷输移规律的研究，主要有以下几种方法：①根据控制断面的实测磷浓度及水文数
据，分析磷输移特征。以三峡水库为例，Ran 等 ［15］ 分析 2007 年 4—5 月的实测数据指出，44%的总磷
（TP）和 86%的颗粒态磷（PP）在三峡库区滞留；Ding 等 ［16］ 利用 2009 年 8—10 月的巡测数据发现，库区
沉积的 TP、PP 和溶解磷（DP）分别占入库的 24.2%、30.8%和 22.2%；但这些研究多为某一时段或某次
巡测结果，缺少长系列资料，难以涵盖建库前后、汛期和非汛期等重要时段。②建立磷与水沙输移

收稿日期：2020-11-17；网络首发时间：2021-04-19
网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20210416.005.html
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基金项目：中国长江三峡集团有限公司科研项目（201903145）
作者简介：王殿常（1973-），博士，主要从事长江流域与水利工程相关生态环保研究。E-mail：wang_dianchang@ctg.com.cn
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