三峽水庫近壩段水面漂浮物對水質(zhì)的影響*

張馨月,高千紅,閆金波,紀道斌,羅玉紅

(1:長江水利委員會長江三峽水文水資源勘測局，宜昌 443000) (2:三峽大學水利與環(huán)境學院，宜昌 443002)

三峽工程自2003年蓄水運行后，受庫區(qū)雨洪影響，每年汛期(5-8月)都會出現(xiàn)大量的水面漂浮物聚集；蓄水期(9-10月)隨著庫區(qū)水位的抬升也會產(chǎn)生大量水面漂浮物. 水面漂浮物的大量聚集，對城市景觀、船舶航行安全、河道防洪、水環(huán)境等均有不同程度的影響[1]，三峽工程漂浮物問題也引起了社會各界的關(guān)注[2-4].

三峽水庫的漂浮物主要分為3類：一是農(nóng)作物秸稈、地表植被、水生生物；二是工業(yè)及生活垃圾；三是意外事故類漂浮物[2]. 漂浮物一般集中在汛期和蓄水期，一般情況下入庫流量為25000～40000 m3/s時，漂浮物開始逐步增多，當流量大于40000 m3/s時，漂浮物驟增[2]. 壩前漂浮物的分布及其運移規(guī)律與壩區(qū)河勢、水流流態(tài)、庫水位、流量及三峽電站的調(diào)度方式等因素有關(guān)，壩區(qū)漂浮滯留量呈“右多左少”的分布態(tài)勢[5]. 漂浮物運移規(guī)律及治理研究已取得了一定的成果[5-6]，漂浮物對水質(zhì)影響的研究卻很少. 鄭雯等在天津市海河漂浮物現(xiàn)狀調(diào)查中指出：如不將生活垃圾及時打撈將會加重海河水體的有機污染[7]，在三峽庫區(qū)尚未見漂浮物對水質(zhì)影響的相關(guān)報道.

本研究以三峽庫區(qū)近壩段(壩前及以上約12.7 km長的河段)水域水體為研究對象，分析了汛期與蓄水期漂浮物對水質(zhì)的影響規(guī)律，并對2014-2018年漂浮物打撈量與近壩段水域水質(zhì)參數(shù)進行相關(guān)性分析和回歸分析，結(jié)合漂浮物浸泡試驗，初步探討了水面漂浮物對水質(zhì)的影響機制.

1 主要研究方法

1.1 研究河段概況

研究河段上起廟河水文斷面(湖北省秭歸縣蘭陵村)，下至三峽大壩，河段全長約12.7 km；河道左右兩岸為山體，河勢穩(wěn)定. 三峽水庫蓄水后，該河段處于三峽水庫常年回水區(qū)，每年汛期和蓄水期有大量漂浮物滯留于壩前、機組和河灣處，對該河段的水環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響.

1.2 樣點設(shè)置

本研究分別在漂浮物常聚地壩前和河灣漂浮物覆蓋水體設(shè)置了3個采樣點，分別為S1(壩前1號機組)、S2(壩前地下電站)和S3(銀杏沱河灣)，在采樣點上游100 m無漂浮物水體處分別設(shè)置壩前對照斷面和河灣對照斷面(圖1).

1.3 樣品采集

樣品采集按汛期和蓄水期分別進行，2018年汛期7月12日、17日、22日以及8月11日(此間長江上游1號、2號洪水通過三峽水庫，入庫流量達60000 m3/s以上，壩前水位在145～160 m左右)在漂浮物覆蓋采樣點S1、S3采樣4次. 蓄水期10月19日、25日、31日分別在漂浮物覆蓋采樣點S1、S2、S3采樣3次. 采樣點垂直線上設(shè)置3個水樣測點(水面下0.5、1.0、2.0 m)；對照斷面分別在左岸、中泓、右岸取水面下0.5 m采集水樣；廟河斷面作為常規(guī)監(jiān)測斷面，每月上旬采樣1次，全年采樣12次. 采樣方法按照《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》(SL219-2013). 每次采樣對現(xiàn)場漂浮物組成進行調(diào)查記錄.

圖1 三峽水庫近壩段采樣點分布Fig.1 Location of sampling sites near the dam section of Three Gorges Reservoir

1.4 漂浮物浸泡試驗設(shè)計

天然狀態(tài)下，漂浮物的組成極其復雜，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，汛期與蓄水期均以植物類漂浮物為主，蓄水期尤為顯著. 為便于研究，將近壩段漂浮物大體分為樹兜、秸稈等植物類天然漂浮物和白色泡沫、塑料等人為垃圾兩大類，為探究天然漂浮物組成情況下和漂浮物主要成分植物類漂浮物對水體水質(zhì)的影響，試驗選用2個400 L 的塑料桶作為反應(yīng)器，一個桶用于隨機打撈銀杏沱河灣處漂浮物，主要為樹枝草渣、秸稈及生活垃圾、塑料、白色泡沫等天然情況下聚集的綜合類漂浮物；另一個桶放入樹枝雜草、秸稈、樹桿、樹兜、竹子、浮萍等植物類漂浮物. 漂浮物浸泡試驗在銀杏沱河灣S3采樣點附近水文躉船進行，浸泡物濕重均為25 kg，取 250 L 未受漂浮物影響的長江水樣浸泡15天(反應(yīng)池漂浮物密度為0.1 t/m3)，浸泡試驗于2018年10月19日開始，與蓄水期漂浮物水質(zhì)監(jiān)測同步進行，并于第0、2、4、6、8、12、15天采集反應(yīng)器中水樣.

1.5 監(jiān)測指標及方法

圖2 現(xiàn)場采樣與監(jiān)測Fig.2 In-site sampling and monitoring

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

以垂線水深為因子，水質(zhì)因子為因變量，采用單因素方差分析識別不同水深水質(zhì)狀況的空間差異；采用Pearson相關(guān)分析，初步分析漂浮物產(chǎn)量與水環(huán)境因子之間變化的相關(guān)程度；在Pearson相關(guān)分析的基礎(chǔ)上挑選出相關(guān)性顯著的水質(zhì)指標與漂浮物產(chǎn)量、水文因子進行逐步多元回歸分析. 為消除自變量量綱不一樣的影響，在回歸分析前對自變量按式(1)進行標準化處理：

標準化數(shù)據(jù)=(原數(shù)據(jù)-均值)/標準差

(1)

為確保樣本得到的回歸方程能更真實地反映總體間的統(tǒng)計關(guān)系，對回歸方程進行殘差分析，采用正態(tài)曲線直方圖和標準化殘差的正態(tài)概率圖(P-P圖)進行殘差的正態(tài)性檢驗；采用DW(Durbin-Watson)檢驗樣本序列是否存在自相關(guān)，排除偽回歸可能；采用方差膨脹因子(VIF)進行自變量間的多重共線性判斷[9]. 一般認為，DW越接近2越好，Durbin-Watson總結(jié)了DW統(tǒng)計量的下臨界值dL和上臨界值dU，如果dU≤ d≤4-dU，說明原序列不存在自相關(guān)[9]，通過樣本容量N和自變量個數(shù)k以及顯著性水平(文中顯著水平設(shè)為α=0.05)，可在DW統(tǒng)計量臨界值表中查得臨界值以確定各回歸模型的無自相關(guān)范圍；VIF越大，多重共線性越強，當VIF≥10時，說明存在嚴重的多重共線性，一般認為VIF<5則自變量間不存在多重共線性. 以上所有檢驗均在SPSS上完成計算. 當DW檢驗不通過時，本文選用差分法對所有因變量和自變量進行一階差分(式(2)和(3))作為新變量再進行回歸分析，重新計算DW值，然后進行檢驗.

Δxij=xij-xi(j-1)

(2)

Δyj=yj-yj-1

(3)

式中，Δxij為第i個自變量在點j的一階差分值，Δyj為因變量在點j的一階差分值，i=1, 2，…，k；j=2, 3，…，n.

隨著清漂工作的日趨完善，漂浮物打撈量可以很直觀的反映進入水體的絕大部分漂浮物，本文把漂浮物打撈量近似于漂浮物產(chǎn)量，選取2014-2018年每年6-11月(2016年為5-11月數(shù)據(jù))近壩段水面漂浮物(秭歸和壩前區(qū)域的總和，濕重以t計)打撈量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析. 漂浮物時期劃分按6-9月為汛期，10-11月為蓄水期，12-次年5月為消落期. 上述所有分析均在IBM SPSS Statistics 19.0和Origin 8.0軟件中進行.

2 結(jié)果與分析

2.1 近壩段水面漂浮物總量及其分布特征

圖3 2018年不同時期近壩段水面漂浮物總量分布Fig.3 Distribution of total floating debris near the dam section in different periods of 2018

2018年近壩段水面漂浮物總量為49303 t，其中壩前42251 t，秭歸7052 t. 汛期漂浮物產(chǎn)量41041 t，占總量的83.24%，蓄水期為7547 t，占總量的15.31%，消落期為715 t，占總量的1.45%(圖3).

汛期漂浮物以農(nóng)作物莖桿、樹木根莖、雜草為主，白色泡沫、塑料等生活垃圾次之；蓄水期漂浮物中樹枝渣草、農(nóng)作物等自然垃圾占絕對優(yōu)勢，有少量水生植物，白色泡沫、塑料等生活垃圾占比遠小于汛期. 汛期與蓄水期均以植物類等自然漂浮物為主，據(jù)三峽水庫清漂監(jiān)理部人員多年調(diào)查估算汛期植物類漂浮物占比約為65%，蓄水期占比約為85%. 汛期漂浮物主要集中在壩前，河灣處較少，而蓄水期漂浮物主要集中在壩前右岸電站和河灣及港區(qū)船舶內(nèi)檔.

2.2 水面漂浮物影響下近壩段水質(zhì)特征

2.2.1 不同時期漂浮物影響下水質(zhì)特征 2018年汛期與蓄水期，近壩段漂浮物影響下樣點水質(zhì)特征如表1所示. 可以看出汛期水體的營養(yǎng)鹽指標中壩前S1樣點TN和NH3-N濃度較對照斷面都出現(xiàn)了增長，TN濃度較對照斷面增長率為3.5%，NH3-N濃度增長率為9.5%. S3樣點河灣處TN濃度變化不大，但NH3-N濃度較對照斷面出現(xiàn)升高，其增長率高達20.3%. 樣點S1的TP濃度略高于對照斷面，S3樣點處未表現(xiàn)明顯變化差異. 漂浮物覆蓋下水體壩前氮類營養(yǎng)鹽濃度高于河灣；壩前S1樣點TOC、CODMn濃度比對照斷面高，TOC濃度增長率為9.5%，CODMn增長率為6.8%，S1樣點漂浮物覆蓋水體的CODMn/TOC比值小于對照斷面. S3樣點河灣處TOC濃度較對照斷面升高，增長率不如S1樣點明顯，僅為1.2%，而CODMn濃度卻出現(xiàn)下降，CODMn/TOC比值小于對照斷面.

蓄水期TN濃度在S1、S2樣點均高于對照斷面，較對照斷面增長率均為5.62%，而S3樣點TN濃度卻比對照斷面有所下降，下降率為7.2%. NH3-N濃度壩前點與對照斷面差別不大，但在S3樣點河灣處NH3-N濃度相比對照斷面明顯升高，增長率為25.0%. TP濃度總體變化不大，S2樣點略高于對照，S3樣點與對照無明顯差異；壩前TOC濃度較對照斷面增大，S1樣點增長率為13.3%，S2樣點增長率為6.2%. 相比對照斷面，S3樣點處TOC濃度卻出現(xiàn)下降，下降率為7.2%. 壩前和河灣樣點CODMn均略有所升高，但不明顯，壩前樣點CODMn/TOC比值小于對照斷面，而河灣CODMn/TOC比值大于對照斷面.

綜合來看，除NH3-N濃度外，壩前(S1、S2樣點)漂浮物覆蓋水體各項指標較對照斷面變化率要高于河灣漂浮物覆蓋水體(S3樣點)，而河灣處水質(zhì)指標的變化以NH3-N濃度的升高最為明顯，TN濃度在河灣處卻出現(xiàn)較明顯的下降，且相比對照斷面，河灣處蓄水期漂浮物覆蓋水體水質(zhì)指標較汛期變化率大. 壩前與河灣處均未監(jiān)測到明顯的TP濃度變化.

表1 不同時期近壩段樣點水質(zhì)因子特征(均值±標準差)

2.2.2 漂浮物覆蓋下水體水質(zhì)因子垂向特征 分別對汛期與蓄水期壩前和銀杏沱河灣處0.5、1.0、2.0 m垂直方向上各采樣點水質(zhì)因子進行單因素方差檢驗，結(jié)果顯示壩前和銀杏沱河灣處0.5、1.0、2.0 m垂直方向上各水質(zhì)因子均不存在統(tǒng)計學意義的差異(P>0.05)，說明漂浮物覆蓋水體垂直方向上2 m內(nèi)水質(zhì)因子并未出現(xiàn)明顯分層的現(xiàn)象，垂向擴散均勻.

圖4 漂浮物浸泡過程中水體TP、TN、NH3-N、CODMn和TOC濃度的動態(tài)變化Fig.4 Dynamics of TP, TN, NH3-N, CODMn and TOC concentrations in water during the immersion period of floating debris

2.3 漂浮物浸泡試驗主要水質(zhì)指標變化特征

2.3.1 漂浮物浸泡過程中水體TP、TN、NH3-N濃度的變化 漂浮物浸泡過程中水體TP濃度均呈現(xiàn)上升的變化趨勢，其中植物類反應(yīng)器中水體前2天迅速上升，隨后緩慢上升，在試驗結(jié)束時，TP濃度約為初始值的37倍，綜合類反應(yīng)器中水體TP濃度增長較植物類緩慢，試驗結(jié)束時約為初始值的12倍(圖4).

綜合類和植物類反應(yīng)器中水體的TN濃度變化趨勢類似，短時間內(nèi)下降后再波動抬升，第8天達到較高值后下降，至試驗結(jié)束時有所回升. 兩個反應(yīng)器水體TN濃度差別不大，植物類反應(yīng)器水體略高于綜合類反應(yīng)器水體，但在實驗結(jié)束時，兩者差別增大.

水體NH3-N濃度均呈現(xiàn)緩慢上升的趨勢，植物類反應(yīng)器水體中NH3-N濃度高于綜合類反應(yīng)器水體. 試驗結(jié)束時，植物類反應(yīng)器水體NH3-N濃度約為初始值的8倍，綜合類反應(yīng)器水體NH3-N濃度約為初始值的6倍.

植物類反應(yīng)器水體的CODMn高于綜合類反應(yīng)器水體(圖4)，且植物類前期增長率遠高于綜合類反應(yīng)器水體，試驗結(jié)束時達到最高，綜合類反應(yīng)器水體CODMn在第12天達到最高值后開始下降.

植物類和綜合類反應(yīng)器水體的TOC濃度變化趨勢接近，均在第12天達到最大值，植物類反應(yīng)器水體中TOC濃度在中后期遠高于綜合類反應(yīng)器水體，隨后陡降.

2.4 漂浮物產(chǎn)量與水環(huán)境因子的關(guān)系

2.4.1 漂浮物產(chǎn)量與水環(huán)境因子的相關(guān)性分析 近壩段水面漂浮物打撈量與廟河斷面常規(guī)監(jiān)測的19項水環(huán)境因子的Pearson相關(guān)系數(shù)矩陣如表2所示，其中漂浮物產(chǎn)量與流量、流速、懸浮物、CODMn均呈極顯著正相關(guān)，與石油類呈顯著正相關(guān)，與pH、總硬度均呈負相關(guān). 漂浮物產(chǎn)量與氮、磷等營養(yǎng)鹽濃度并未表現(xiàn)出直接的相關(guān)性.

2.4.2 漂浮物產(chǎn)量與水質(zhì)因子的多元回歸分析 為進一步揭示在水文因子(流量、流速等)的影響下，漂浮物產(chǎn)量對水質(zhì)因子的影響是否顯著，在相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，挑選出與漂浮物產(chǎn)量呈極顯著相關(guān)(P<0.01)的水質(zhì)因子，與漂浮物產(chǎn)量、水文因子建立多元回歸方程，其中水質(zhì)因子作為因變量，漂浮物產(chǎn)量、水文因子(流量和流速)作為自變量.

漂浮物產(chǎn)量、流量、流速與水質(zhì)因子的逐步多元回歸分析結(jié)果如表3所示，通過自變量標準化的回歸系數(shù)可以看出，相比水文因素(流量和流速)，漂浮物產(chǎn)量與CODMn呈極顯著正相關(guān)性. 懸浮物(SS)受流量和漂浮物產(chǎn)量影響顯著，且流量對懸浮物的影響略大于漂浮物對其的影響.

表2 漂浮物產(chǎn)量與水環(huán)境因子的Pearson相關(guān)系數(shù)矩陣(n=31)1)

1)僅列舉與漂浮物產(chǎn)量顯著相關(guān)的因子；**表示極顯著相關(guān)(P<0.01, 雙尾檢驗)*表示顯著相關(guān)(P<0.05, 雙尾檢驗)；數(shù)值加粗表示相關(guān)系數(shù)絕對值≥0.600的因子.

表3 逐步多元回歸分析結(jié)果1)

1)CODMn分析結(jié)果為對因變量CODMn和自變量漂浮物產(chǎn)量、流量和流速分別進行一階差分后再回歸的結(jié)果；**表示極顯著相關(guān)(P<0.01, 雙尾檢驗)，*表示顯著相關(guān)(P<0.05, 雙尾檢驗).

3 討論

3.1 汛期及蓄水期漂浮物對水質(zhì)的影響

2018年7月上旬，長江流域上游持續(xù)強降水，“長江1號洪峰”、“長江2號洪峰”接踵而至，大量的漂浮物隨洪水而來，導致2018年汛期近壩段水面漂浮物驟增，且長時間滯留. 監(jiān)測結(jié)果表明，漂浮物對壩前覆蓋水體的影響主要表現(xiàn)為氮類營養(yǎng)鹽和有機污染物濃度的升高，漂浮物對河灣處水體的影響主要表現(xiàn)在NH3-N 濃度升高而TN濃度變化不大或下降的氮類營養(yǎng)鹽組成的變化，以及有機污染指標CODMn/TOC比值差異. 漂浮物對近壩段水質(zhì)的時空影響主要表現(xiàn)為壩前大于河灣，壩前水域汛期與蓄水期均受到不同程度的影響，河灣蓄水期受漂浮物的影響要大于汛期. 漂浮物覆蓋水體水質(zhì)的時空變化規(guī)律與漂浮物的產(chǎn)量時空分布有著相同的趨勢，壩前為漂浮物主要聚集的地方，雖然汛期漂浮物產(chǎn)量要大于蓄水期，但是2018年由于連續(xù)洪水致使漂浮物驟增，部分來不及清理的漂浮物最長滯留時間高達80多天，加大了對蓄水期壩前水域水質(zhì)的影響，因此汛期和蓄水期壩前受漂浮物的影響均較明顯，而在蓄水期河灣處漂浮物要多過汛期，對河灣處水質(zhì)的影響也增大.

監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，在漂浮物大量聚集的壩前TN濃度兩個時期均出現(xiàn)了增長，汛期NH3-N濃度也出現(xiàn)了增長，而在聚集量相對小于壩前的河灣營養(yǎng)鹽水平提高主要表現(xiàn)為NH3-N濃度的增長，在蓄水期TN濃度卻出現(xiàn)下降. 三峽水庫水體TN以無機氮為主[11]，而長江水體無機氮化合物常以硝態(tài)氮為主[12]，在河灣處NH3-N濃度大幅增長的情況下，汛期TN濃度變化不大，蓄水期TN濃度卻出現(xiàn)下降，推測是由于漂浮物覆蓋水體從而硝態(tài)氮濃度存在下降現(xiàn)象所致. 硝態(tài)氮在水體可以通過自養(yǎng)和細菌轉(zhuǎn)化為有機物，反硝化作用使得硝態(tài)氮濃度降低[13]，由于河灣處水流速度較壩前緩慢，推測在漂浮物覆蓋的影響下水體出現(xiàn)了反硝化現(xiàn)象，有研究表明溶解氧濃度會影響水體氨氮與硝態(tài)氮之間的轉(zhuǎn)化[14]，實際監(jiān)測數(shù)據(jù)也顯示河灣處溶解氧濃度較壩前低，加之蓄水期高水位的河灣水體可能處于相對強的還原環(huán)境，進一步促使了河灣水體反硝化現(xiàn)象的發(fā)生，以致河灣處NH3-N濃度的增長較壩前更明顯，且蓄水期河灣TN濃度明顯降低. 同時水生植物的分解過程中，硝態(tài)氮通過微生物異化作用均可轉(zhuǎn)化為NH3-N[15]，漂浮物中植物類的分解以及微生物的異化作用使得水體出現(xiàn)TN濃度變化不大或下降，但NH3-N濃度卻明顯上升的現(xiàn)象. 另外浸泡試驗結(jié)果表明，漂浮物在水體的浸泡過程，其滯留時長也會導致水體TN濃度的波動. 有學者認為在氮素的各種形態(tài)中，還原態(tài)氨氮的相對增加直接反映了水體營養(yǎng)水平的提高[16]，NH3-N濃度的升高表明水體近期受到污染[17]，說明在漂浮物聚集時期，其覆蓋區(qū)域水體受到了營養(yǎng)鹽類的污染.

TOC濃度常用于評價水體中有機污染物程度，CODMn反映了有機污染物和還原性無機物質(zhì)污染程度[18]. 此次監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，壩前樣點TOC與CODMn漂浮物水下樣點濃度高于對照斷面，表明漂浮物對水體造成了一定有機污染和還原性無機物質(zhì)污染. 河灣處CODMn/TOC比值在汛期低于對照斷面，蓄水期大于對照斷面，表明汛期漂浮物釋放了更多難于被高錳酸鹽氧化的有機污染物，而在蓄水期漂浮物覆蓋水體有機物更易被氧化劑氧化且含有較多的無機還原性物質(zhì)，這也進一步驗證了蓄水期的河灣還原環(huán)境增強，水體反硝化作用增強致使TN濃度下降的推論.

3.2 漂浮物對水質(zhì)的影響機制分析

通過分析植物類和綜合類兩種水面漂浮物浸泡過程對水質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn)，在15天的監(jiān)測期內(nèi)，綜合類與植物類反應(yīng)器中水體水質(zhì)指標有著較一致的變化趨勢，隨著浸泡時間的增加，水體無機和有機污染都會加重，有機污染物在達到一定值后會有所下降，其中純植物類漂浮物對水質(zhì)的危害更迅速和明顯. 數(shù)據(jù)顯示，TN濃度在兩個反應(yīng)器中均表現(xiàn)為短期先下降再上升，在第12天TOC濃度達到了最大值，而TN濃度卻又降到一個較低值. 推測在浸泡之初，植物類漂浮物對水體TN的吸收作用，以及生活垃圾等其他漂浮物的物理吸附作用大于植物腐爛分解作用，導致了TN濃度的第一次下降，隨著腐爛分解作用的加快，TN又逐步釋放出來，在第12天，反應(yīng)器中溶解氧都處于一個極低值，水體在缺氧的狀態(tài)下出現(xiàn)了反硝化作用，TN濃度再次下降，但NH3-N作為有機物分解從有機氮轉(zhuǎn)換成無機氮的第一產(chǎn)物而積累[19]，以致NH3-N濃度持續(xù)上升. 大多學者認為，水生植物腐爛分解包括可溶性有機物的浸出、微生物對有機物的降解、難溶性物質(zhì)的緩慢分解3個過程[20-21]，TOC濃度在第12天后急劇下降，但水中CODMn濃度仍維持在較高的水平，其原因可能是反應(yīng)池中植物的腐爛分解已進入第2過程，有機物被微生物降解為無機物的過程，厭氧微生物對有機物的降解作用[22-23]，使得TOC下降，而水體仍含有較多的無機還原性污染物質(zhì). 有研究表明植物殘體腐爛分解會影響營養(yǎng)物質(zhì)的循環(huán)、積累以及重新釋放過程[24]，天然情況下，水體漂浮物浸泡過程對水體的影響極其復雜，由于天然河流是流動的，水體不斷循環(huán)自凈，而試驗水體環(huán)境是靜止的，污染濃度會明顯擴大，但以現(xiàn)場實際漂浮物組成情況為原型的綜合類漂浮物試驗結(jié)果仍可作為水體漂浮物對水質(zhì)影響因素的定性參考，對植物類漂浮物(漂浮物的主要組成部分)對水質(zhì)的影響規(guī)律也有了初步的探索. 研究表明，水生植物生長過程中對水體氮、磷以及有機物有較強的富集和去除作用[25-26]，而植物殘體腐爛分解亦會形成二次污染[27]，在短期內(nèi)植物類漂浮物比白色泡沫、塑料等生活垃圾對水質(zhì)影響更大，因此建議在短期內(nèi)優(yōu)先打撈植物類漂浮物，以減少植物類漂浮物浸泡時長，避免植物殘體腐爛造成的二次污染.

通過分析漂浮物產(chǎn)量與近壩段水環(huán)境因子的相互關(guān)系發(fā)現(xiàn)，近壩段水域漂浮物產(chǎn)量與DO、電導率(EC)等理化指標以及氮、磷等營養(yǎng)鹽指標并未表現(xiàn)出直接的相關(guān)性，而在漂浮物覆蓋水體的跟蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示水體受到營養(yǎng)鹽類的污染，且漂浮物浸泡試驗也驗證了這一結(jié)果，說明漂浮物僅在其覆蓋的小范圍水體內(nèi)對氮類等營養(yǎng)鹽指標造成影響，然而對于整個近壩段區(qū)域來說，水質(zhì)狀況可能受到很多因素的影響，漂浮物產(chǎn)量與營養(yǎng)鹽之間的關(guān)系并不明確, 這也需要在下一步研究中優(yōu)化監(jiān)測樣點和監(jiān)測頻次. 但對近壩段區(qū)域近5年數(shù)據(jù)的回歸分析顯示水面漂浮物聚集增加會加大水體SS、CODMn濃度，與近壩段水體已經(jīng)形成了一定的規(guī)律性影響.

4 結(jié)論與展望

1)2018年近壩段水面漂浮物總量為49303 t，其中壩前42251 t，秭歸7052 t. 汛期漂浮物產(chǎn)量為41041 t，占總量的83.24%，蓄水期為7547 t，占總量的15.31%. 汛期與蓄水期均以植物類等自然漂浮物為主，蓄水期自然垃圾占絕對優(yōu)勢，白色泡沫、塑料等生活垃圾占比少于汛期.

2)漂浮物對壩前覆蓋水域的影響主要表現(xiàn)為氮類營養(yǎng)鹽和有機污染物濃度的提高，對河灣覆蓋水域的影響表現(xiàn)為NH3-N濃度升高、氮類營養(yǎng)鹽組成的變化和有機物污染指標CODMn/TOC比值的差異. 且除NH3-N外，壩前水域受漂浮物影響程度要大于河灣區(qū)域，漂浮物對河灣水質(zhì)的影響在蓄水期更為明顯；漂浮物覆蓋水體垂直方向上2 m內(nèi)水質(zhì)因子無明顯分層的現(xiàn)象.

3)漂浮物浸泡試驗發(fā)現(xiàn)，在15天的監(jiān)測期內(nèi)，純植物類漂浮物對水質(zhì)的影響更迅速和明顯，綜合類和植物類漂浮物隨著浸泡時間的增加，水體營養(yǎng)鹽和有機污染均會加重，且影響氮類營養(yǎng)鹽的積累與釋放過程，有機污染物在達到一定值后會有所下降.

4)相關(guān)性分析與回歸分析表明，漂浮物僅在其覆蓋的水體小范圍內(nèi)對氮類營養(yǎng)鹽指標造成影響，對于整個近壩段區(qū)域漂浮物產(chǎn)量與營養(yǎng)鹽之間的關(guān)系尚不明確，但漂浮物產(chǎn)量的增加會增大水體懸浮物以及有機污染物和還原性無機物質(zhì)污染(CODMn)濃度，形成了一定規(guī)律性影響.

因此，我們建議在漂浮物形成聚集過程中，及時開展漂浮物打撈工作，合理布置清漂作業(yè)點, 減小漂浮物聚集量與滯留時長，避免植物殘體腐爛造成的二次污染，加強漂浮物影響水體水質(zhì)跟蹤監(jiān)測. 此外，由于流量、流速等水文因子對漂浮物產(chǎn)量及運移、水質(zhì)因子有著重要的影響，如何結(jié)合水庫調(diào)度減輕或緩解漂浮物驟增與長時間聚集造成的水質(zhì)影響，如何進一步有針對地進行水質(zhì)監(jiān)測，量化漂浮物對水質(zhì)的影響對近壩段水質(zhì)保護意義重大，值得進一步思考與研究.

致謝：對三峽水庫清漂監(jiān)理部工作人員在現(xiàn)場采樣以及資料收集過程中給予的幫助表示感謝！