中国众多大中型水库的环境问题越来越突出,将水库沉积记录作为水库环境变化过程信息载体的研究,对揭示水库环境变化的规律具有重要意义。本课题选择具有一定典型性的大型水库- - 江苏石梁河水库为研究对象,从沉积物入手研究水库沉积记录的环境变化过程和空间差异,重点围绕水库淤积(用沉积通量和淤积速率)、重金属污染历史(元素指标)和水环境演变(色素和硅藻指标)开展本课题的研究,配合粒度、生源要素(TOC和TN)和环境磁学指标,系统深入地研究水库高分辨率沉积记录的环境时空变化及其对流域人类活动和气候协同作用的响应特点和规律。为预测未来石梁河水库环境变化趋势和水库流域的可持续管理提供科学依据,对国内同类水库沉积记录的环境变化研究具有一定的借鉴价值。
项目以位于苏鲁交界的石梁河水库沉积作为研究对象,在前人研究和收集水库和流域地理环境资料的基础上,实施了水库野外考察和采样工作,在水库未扰动水域获得4个194-200cm的连续柱状岩芯,并采集了33个水库表层沉积物样品,对表层沉积样品进行了粒度和常量/微量化学元素分析测试,按2cm间隔采集柱状岩芯沉积样品,对样品进行了137Cs测试,获得了国内同类研究测试数据最多、记录信息最丰富的137Cs水库沉积年代记录,辩识出1986年、1974年和1963年三个137Cs蓄积丰值的时标位置,为开展石梁河水库建库以来气候变化与人类活动协同作用下的水库环境变化奠定了基础。岩芯重金属元素、磁化率、TN和TOC以及有机碳同位素的测试显示,70年代末期以来水库污染在加剧,和硅藻记录的信息有一致性;前期水库环境较好。人类活动在沉积记录中有反映,流域强降水事件在岩芯记录中也有体现。根据水库淤泥分布和淤积厚度,估计建库以来水库总的淤积量在约1亿立方米,占设计库容的20%。此外,开展了中国大陆水库水库淤积现状、黄河水利工程拦截泥沙量以及淡水沉积物环境质量基准等相关内容的研究。