【摘要】：南四湖是華北地區(qū)最大的淡水湖泊,在流域防洪、灌溉、漁業(yè)生產(chǎn)、航運、維護流域生態(tài)平衡以及南水北調(diào)等方面發(fā)揮著重大作用。南四湖流域人口密集,經(jīng)濟活動頻繁,由此所帶來的環(huán)境污染問題也比較突出。1960年建成使用的二級壩等水利工程,將南四湖分成了性質(zhì)差異巨大的南北兩個湖泊——上、下級湖,極大地改變了南四湖的沉積環(huán)境。因此,探討二級壩建成后污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律、揭示人類活動對流域環(huán)境的影響程度和后果,是當(dāng)前亟需解決的問題。本研究以放射性同位素(137Cs、241Am及210Pb)測年為基礎(chǔ),通過在南四湖二級壩兩側(cè)系統(tǒng)布置采樣點,確定南四湖沉積物的沉積年代。在此基礎(chǔ)上,分析南四湖粒度、營養(yǎng)元素、重金屬污染物等環(huán)境代用指標(biāo)的時空演變規(guī)律。分析人類活動(尤其是修建水利工程)對湖泊沉積的影響程度,為南四湖的合理開發(fā)利用與保護提供理論依據(jù)。本次研究獲得了以下成果:1)南四湖流域內(nèi)侵蝕土壤的延遲輸入帶來的137Cs,是導(dǎo)致南四湖各沉積巖柱的137Cs剖面分布背離全球公認分布模式的主要原因;單獨使用137Cs時標(biāo)法難以確定沉積物的沉積年代,需要與其他斷代方法相結(jié)合來進行;以二級壩水利工程等的建成時間(1960年)作為一個有用時標(biāo),證明將210Pb計年的CRS模式用于南四湖沉積計年具有較高的可靠性。南四湖沉積以1960年為界,劃分為兩大時段:1960年之前,下級湖沉積速率高于上級湖;1960～2010年,上級湖沉積速率高于下級湖。2)南四湖沉積物粒度在分布在上、下級湖間存在差異。上級湖63 um級的細砂及16～63um級的中、粗粉砂所占的平均比例高于下級湖,而4～16um級的細粉砂及4 um級的粘土平均含量則低于下級湖;平均粒徑(Mz)的平均值,上級湖高于下級湖。通過對南四湖上、下級湖多沉積巖柱平均粒徑與年降水量的關(guān)系對比、分析,結(jié)果表明,在百年時間尺度的環(huán)境變化研究中,沉積物顆粒的粗細波動符合長時間尺度、低分辨率下粒度變化指示氣候干濕變化的規(guī)律。但其中粗顆粒的異常增大,則可以指示流域遭遇了異常洪水,甚至指示次暴雨。異常降水量的年份可以作為一個有用時標(biāo),用以驗證210PbexCRS計年結(jié)果的準(zhǔn)確性。3)南四湖各營養(yǎng)鹽指標(biāo)(TOC、TN、C/N、TP)中,TOC、TN、C/N的平均含量是上級湖高于下級湖,TOC、TN的變化具有較好的同步性。TP的含量自80年代以來迅猛增加,與TOC、TN同步增長,主要是由于流域人類活動產(chǎn)生的污染導(dǎo)致的,與流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)廢水的排放有關(guān)。4)分析了南四湖沉積物的元素地球化學(xué)特征,較好地反映了南四湖流域100多年來的風(fēng)化作用歷史。南四湖的CIA平均值為65.7,相當(dāng)于黃土、平均頁巖的CIA值,處于中等化學(xué)風(fēng)化階段。CIA、Rb/Sr、Saf、Ba等元素地球化學(xué)指標(biāo)能相互印證,較好地反映了流域自然演化歷史。5)分析了 5種重金屬(Cr、Cu、Zn、As、Pb)剖面分布規(guī)律,并利用人類活動系數(shù)和地質(zhì)累積指數(shù)法對這5種重金屬的污染情況進行了評價。結(jié)果表明,這5種重金屬元素處于偏中度—中度污染水平;Cr、Cu、Zn污染上級湖下級湖,As、Pb污染下級湖上級湖。6)流域人類活動,尤其是人類修筑的二級壩等水利工程是造成南四湖沉積物各種環(huán)境代用指標(biāo)差異的重要原因。
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X524
【圖文】：

指標(biāo)方面的差異，探討上述諸環(huán)境代用指標(biāo)的時空差異與自然環(huán)境變化及人類活逡逑動的關(guān)系，為今后南四湖的管理及水資源的合理利用提出建議。所采取的技術(shù)路逡逑線如圖１－１所示。逡逑１１逡逑

老運河、不牢河；南四湖湖東為山洪河道，源短流急；湖西為平原河道，集流入逡逑湖緩慢，遇長歷時暴雨，入湖洪水量大、持久；多年平均入湖沙量為４４１．７１ｘｌ0５逡逑ｍ３，年出湖泥沙量為３．８３ｘｌ0５ｍ￥２９］。南四湖流域水系分布見圖２－１。逡逑ｎ、．邋■、、．＇八－１．邐？逡逑ｔ邋＼、．Ｊ：繁／邋＊邋）邐ｋ逡逑妗，Ｈ，；邐＞邋＾逡逑處、栜\d二逡逑邐河籠邋Ｌ＾ｌ＿ｕ邋R嶅巍ⅲ懇誨危掊澹赍義稀渝澹邋宄鞘繡危�、．、铯柘东／辶x

本文編號：2714612