李冰. 南水北调中线水源区河南区域水体氮素动态变化及其营养状态评价[D]. 南阳：南阳师范学院硕士论文，2018.
导师:李玉英和胡兰群
摘 要
丹江口水库是南水北调中线工程的水源地，覆盖湖北省丹江口市和河南省淅川县全境，属国家一级水源保护区，是亚洲第一大人工淡水湖。丹江口水库水质目前总体状况良好，满足 GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的Ⅱ类水质要求（总氮未参与评价），但是水体总氮含量较高，库区水体超过了Ⅲ类，部分入库河流水体达到Ⅳ至劣Ⅴ类，对库区水质保护及富营养化构成了潜在威胁。丹江口水库及上游支流的水体氮营养盐浓度和结构，不仅影响库区自身的水环境和水生态系统的演替，还将影响到下游受水区的用水安全。为了全面了解南水北调中线水源区水体氮污染状况，掌握南水北调中线水源区水体氮素动态变化特征，探讨了它们的影响和可能来源，为中线水源区水质保护及防治水源区富营养化提供科学依据。本研究于2016年5月~2018年5月逐月对库区8个监测站及上游支流丹江河和老鹳河12个监测站进行了水质常规监测测定，测定水体中不同形态氮素、总磷、高锰酸盐指数、磷酸盐、叶绿素a含量及微生物学监测指标，进而分析中线水源区水体各形态氮时空分布规律及来源，探讨了各水环境因子的相关性以及对水位变化的响应，并运用综合营养指数法及潜在营养指数法评价水体营养状态。主要研究结果如下：
1. 丹江口水库水体TN变化范围为0.630~2.733 mg/L，NH4+-N浓度变化范围为，NO3--N浓度变化范围为0.350~1.971 mg/L，NO2--N浓度变化范围为0.001~0.050 mg/L，DIN浓度变化范围为0.429~2.066 mg/L，ON浓度变化范围为0.008~0.868 mg/L，DIN是水体氮素的主要稳定形态，NO3--N为DIN的主要形态；丹江口水库水体TN、NO3--N、DIN及ON浓度以秋、夏、春、冬依次上升，NH4+-N及NO2--N季节差异较小，TN、NO3--N和DIN呈现丰水期低于枯水期和平水期的特点；丹江口水库接纳丹江河和老鹳河来水处S8点位，TN及各氮素含量最高，汉库来水S2点位TN及NO3--N含量次之，南水北调中线取水口S1点位TN及NO3--N含量最低。水位在160 m以上的高水位期时，TN、NH4+-N、NO3--N、DIN和ON浓度均高于低水位期，而NO2--N浓度则相反；TN、NO3--N和DIN与水位极显著性正相关，pH、TP、和Chala与水位正相关，而CODMn和NO2--N则与水位极显著性负相关，T、SD和ON与水位负相关。
2. 2016年5月~2018年5月，丹江口水库上游支流丹江河水体TN含量介于0.340~10.500 mg/L之间；NH4+-N含量介于0.035~0.287 mg/L之间；NO3--N含量介于0.159~7.831 mg/L之间；NO2--N含量介于0.002~0.144 mg/L之间；DIN含量介于0.253~8.027 mg/L之间；ON含量介于0.001~2.473 mg/L之间，NO3--N是丹江河水体中的主要氮素构成形态；丹江河水体中TN夏秋季浓度低，冬春季浓度高，水体中TN浓度以秋、夏、春、冬依次上升，TN、NO3--N、及DIN季节变化趋势一致，NH4+-N及NO2--N浓度较低，季节差异小；丹江河枯水期TN、NO3--N、DIN及ON含量高于丰水期和平水期。丹江河TN及各氮素含量表现出源头高于出河口的特点，在丹江口水库入库处TN含量有所降低，但仍高于库区，淇河水质优于丹江河。
3. 2016年5月~2018年5月，丹江口水库上游支流老鹳河河水TN含量变化范围为0.503~10.782 mg/L，NH4+-N含量变化范围为0.032~0.341 mg/L之间，NO3--N含量介于0.207~9.751 mg/L之间，NO2--N含量介于0.001~0.158 mg/L之间，DIN含量介于0.303~10.011 mg/L之间，ON含量介于0.023~3.273 mg/L之间；老鹳河水体中TN夏秋季浓度低，冬春季浓度高，水体中TN浓度以夏、秋、春、冬依次上升。老鹳河丰水期TN含量低，枯水期TN含量高,表明表明老鹳河氮营养盐主要受上游来水及点源污染的影响。老鹳河河水体TN以及各形态氮的最大值均出现在S16位点；老鹳河各点位TN、NO3--N及DIN含量表现出源头高于出河口的特点。
4. 2016年5月~2018年5月丹江口水库水库平均Chla含量为2.27 mg/m3，Chla含量从冬季、春季、夏季到秋季逐渐增加，冬季丹江口水库Chla含量为1.94 mg/m3，春季为Chla含量2.05 mg/m3，夏季Chla含量为2.24 mg/m3，Chla含量秋季最高为2.87 mg/m3。Carlson营养状态指数（TSI）介于45.12~54.23之间，丹库S8点位的平均TSI指数最高为54.23，水质处于富营养状态，其他点位平均TSI较低，介于37＜TSI≤53之间，水库水质处于中营养状态。
5. 综合营养状态指数法评价显示，丹江口水库处于中营养状态；潜在富营养状态评价显示，丹江口水库DIN含量较高，丹江口水库水体表现为磷限制潜在性富营养。
关键词：丹江口水库；氮素；时间变化；空间变化；相关性；富营养化评价
