第七届青年地学论坛

作为人类治黄史上的创举，调水调沙极大地改变了黄河入海物质的输送格局，使该时期成为黄河物质入海的主要时段，并且会对下游河道、河口和三角洲生态和沉积环境产生重要影响（Bi et al., 2014；Liu et al., 2019；Wang et al., 2010）。本文基于2018年调水调沙黄河利津水文站的调查和水体、悬浮沉积物的物质组份（粒度、矿物组成、有机碳含量）、重金属含量及同位素的测试分析，结合小浪底水库和同时期黄河口表层沉积物的测试分析，查明了该段时期黄河入海重金属的主要来源、搬运形式、入海通量、环境效应等的变化及其对调水调沙进程的响应关系，分析了重金属输运的主要影响因素，探讨并揭示了调水调沙这一事件性过程对黄河重金属搬运源汇过程的影响。取得如下主要成果：
（1）根据入海水沙和入海沉积物粒径的相对变化，将2018年调水调沙划分为两个阶段，第一阶段表现为高径流量和低悬沙浓度，入海悬浮沉积物因下游河道强烈冲刷导致迅速粗化；Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb 六种入海重金属含量出现明显升高，为下游河道和水库沉积物的混合来源；在第二阶段高水沙通量时期，入海悬浮沉积物粒径保持较细，重金属含量始终较高，其主要来源于小浪底等中游水库沉积物的释放，此时段搬运了调水调沙期间超过90%的重金属通量。
（2）2018年调水调沙期间黄河向海输送的重金属通量占到全年的44%-54%左右，重金属主要以颗粒态形式搬运入海，其含量和通量变化明显受控于水沙过程，对调水调沙有良好的阶段性响应关系。在物质来源上以自然风化来源为主，但Cr、As、Pb等元素也一定程度上受到人类活动的影响。沉积物粒径、悬沙浓度、POC以及黏土矿物等都是影响重金属输运的重要因素。受此事件下大量水沙突发性入海，黄河口表层沉积物的粒度、矿物组成发生了显著变化，重金属含量普遍升高，污染程度有所上升。
（3）经计算此次调水调沙期间小浪底等中游水库所释放的重金属通量至少约有71%~77%滞留淤积在下游地区，只有约不到三分之一被搬运入海。在调水调沙期间，下游河道地区作为次级来源通过河道冲刷侵蚀贡献入海重金属，同时也成为了重金属输运中重要的汇，在此事件性过程中对重金属源汇转换起到了一定的缓冲过滤作用。
 

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