河道水位变化对地下水受控河岸带径流和营养物输出的影响研究

研究水利工程对近地表土壤水分条件影响下岸边带非点源污染物随径流和泥沙的迁移数量与规律，不仅对非点源污染物输出估算有重要意义，对河岸带建设与管理也具有重要意义。本研究以长江中游地下水位变化受长江水位影响较大洪湖地区为研究区域，由于该区域地下水埋深较浅，地下水对降水反应非常敏感，促使地下水与土壤水、地表水水量交换的频率、强度非常大，地下水位特点及其与三峡水库调度的重要相关关系使得该区域成为研究水利工程对岸边带降雨-径流-土壤水-地下水-营养物截流效应影响的典型区域。通过野外监测和人工控制试验，结合元素示踪法，在分析河道水位变化对地下水位影响的基础上，研究地下水位变化引起土壤水分变化时，河岸带不同植被群落径流及营养物输出的响应，量化研究河道水位变化对河岸带径流、营养物截留变化的贡献率，以期深入认识河道水位变化对河岸带的影响，为合理构建河岸带提供依据。

水库等水利工程的运行剧烈改变了河流水文情势，水库下游的河岸带生态系统受到长期的累积性影响，河岸带生态系统的变化剧烈，与此同时，河岸带土壤水文条件与物质迁移之间的关系也被影响。本研究以水利工程调度对河道水位变化对近地表水分条件（浅层地下水和土壤水）影响下，对洪泛平原陆面水文过程和地下水文过程影响为背景，研究地下水埋深较浅的河岸带的地表径流和以及氮的迁移和转化规律对河道水位变化的响应情况。通过野外人工试验场及半封闭人工控制试验、GMS模型模拟、结合元素示踪法，研究的主要结论有：.(1) 系统对比研究了三峡水库不同调度时期河道水和地下水的水位特征及其相互关系，在距离长江1.5km-3km的范围内，长江月均水位的变化量0.5m时，地下水位变化0.04m-0.09m；变化量1m时，地下水位变化0.08-0.18m；变化量1.5m时，地下水位变化0.12-0.27m；地下水位变化0.15m-0.35m，枯水期地下水位变化幅度比丰水期和平水期大，说明枯水期长江水位的变化对地下水位的影响比较大。.(2) 分析了土壤水分动态变化规律，揭示了地下水浅埋区典型观测点典型植被条件下，土壤水和地下水之间的响应关系。E孔地下水水位与土壤体积含水量的关系如下：.y=0.75x1-0.044x2+0.183x3，相关系数0.98.地下水水位y，土壤体积含水量x1，蒸发量x2；河道水位x3.(3) 不同地下水位埋深时，地下水位增加0.1m，对地表径流的影响程度不同，其中，以地下水水位距离地表（也即埋深）0.1-0.2m时，影响变化率最大为10.89%，地下水埋深为1.0-1.5m时，地下水位升高对于径流的影响率变化不大，范围在5.16%-1.98%左右。.(4) 地下水埋深为0.3m、0.6m 2种不同水位埋深的营养液入渗量相差0.3%。.本研究提出江汉平原浅埋区典型代表性实验点水分变化的关系，可为水利工程影响地下水水资源评价中提供依据，促进水环境改善和河岸带建设。