Page 6 - 2021年第52卷第8期

［5］
间的统计关系，结合水文长序列数据，分析磷输移的时空变化。例如：Zhou 等 采用 2002—2004 年
的实测数据，建立磷负荷与输沙率间的统计关系，结合 1950—2011 年的水沙数据，分析上游水库对
长江中下游磷负荷的影响；结果表明，2003—2011 年进入长江中下游的多年平均沙量比 1950—1990
年减少 91%，TP 减少 77%。值得注意的是，所建立的统计关系的适用性和普遍性，对于该方法的应
［6］
用至关重要 ［17］ 。③建立磷输移数学模型，模拟研究磷在河流中的输移特性 ［18-19］ 。比如：Huang 等 建
立水动力-泥沙-磷迁移的分相模型，并将模型应用于三峡水库；计算表明，2003—2011 年，三峡水
库排沙比为 27.4%，约 51.4%的 TP 在库区沉积。Liu 等 ［20］ 采用 Integrated Model to Assess the Global Envi⁃
ronment - Global Nutrient Model（IMAGE-GNM），发现约 10%的入库 TP 在三峡水库中滞留。数学模型
研究需要重点考虑其对泥沙作用概化的合理性，以及模型参数的不确定性和敏感性等 ［21］ 。
实测数据分析基本可靠，但长序列数据获取较难；统计分析和数学模型可进行预测，但预测精
度受模型、数据完整性等的影响。现有的三峡水库磷输移研究，覆盖的时间范围通常较窄，无法准
确反映建库前后的变化；且受数据可获取性等限制，不同研究者的研究结果差别较大，关于三峡水
库运行对磷输移的影响仍缺少共识。本文将定量分析 1997—2017 年三峡水库的流量、含沙量和磷浓
度数据，旨在解析三峡水库的磷输移规律，为揭示三峡水库泥沙变化对生态环境的影响提供参考。

2 数据和方法

本文以三峡水库为研究对象，分析其磷输移规律；涉及干流的朱沱、铜罐驿、寸滩、清溪场、
万县、官渡口、南津关，以及嘉陵江的北碚、乌江的武隆等监测断面，见图 1。2003—2017 年，朱
3［22］ ［23］
沱、北碚和武隆的多年平均径流量分别为 2530、632.6 和 439.4 亿 m ；刘尚武等 的分析结果表
3
明，2003—2016 年，三峡水库区间入库的年径流量变化在 175-620 亿 m 之间（年均 346 亿 m ），占总
3
入库径流量的 8.2%，即超过 90%的三峡入库径流量来自上游干流、嘉陵江和乌江。

图 1 监测断面分布
所用数据来自长江三峡工程生态与环境监测系统、长江水文局的原始测量数据。时间范围为
1997—2017 年（部分站点缺少部分年份的数据：朱沱、铜罐驿、北碚断面在 1997—2001 年的 TP 和 DP
数据；南津关断面在 1997、2016—2017 年的 TP 数据和 2016—2017 年的 DP 数据），主要包括逐日的
流量、含沙量，以及逐月的 TP 和 DP 浓度。对于每一个监测断面，按照断面宽度设置 1-3 条采样垂
线，在采样垂线上结合水深设置 1-3 个采样点。其中，TP 和 DP 的监测方法参照《水环境监测规范》
［24］
（SL 219-2013） ，即：国家重点水质站每月采样 1 次，全年不少于 12 次（为保证水质监测资料的可
比性，采样时间统一规定在当月 20 日前完成，同一河段或水域的采样时间宜安排在同一时间段进
行）；TP 为浑水样对应的磷浓度，DP 为 0.45 μm 滤膜过滤后上清液中的磷浓度 ［25］ ，定义 PP 为 TP 与 DP

— 886 —