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长寿湖水库位于长江流域三峡库区，其所在流域为龙溪河流域是三峡库区的一个重要组成部分，龙溪河流域对长寿湖水库库区的生态环境健康和水库水质安全起着重要作用。应用泥沙来源的多种示踪技术，判定长寿湖水库沉积泥沙来源，对科学合理地制定水库泥沙调控策略和龙溪河流域水土保持措施具有重要的现实意义和科学价值，并且对三峡水库的泥沙来源研究具有重要的借鉴意义。本论文通过野外调查采样和室内试验分析，阐述沉积泥沙及泥沙养分和重金属垂直变化特征及成因解析，对水库沉积泥沙剖面进行定年和泥沙沉积动态过程解析，应用多种示踪技术探讨长寿湖水库沉积泥沙来源。主要研究结论如下: (1)沉积泥沙剖面定年及泥沙沉积动态分析 分别利用容重和颗粒组成、人类活动特殊事件对TOC和TN的影响、137Cs和210Pbex放射性核素、降雨侵蚀力与颗粒粒径的密切关系，对水库沉积泥沙剖面进行断代定年，判定沉积泥沙剖面的年代分别是1956、1963、1982、1989、1998和2005。具体是根据沉积泥沙容重和颗粒组成，在1956年水库建设前后沉积泥沙与原有的河滩、土壤之间的显著差异，判定泥沙淤积的起始时间;137Cs比活度的1963年峰值，是可靠的断代标志，利用137Cs比活度在沉积泥沙剖面的峰值标志为1963;根据流域降雨侵蚀力极大峰值与沉积泥沙颗粒变粗呈现粘粒的极低谷值之间相对应的关系，龙溪河流域在1982、1989和1998年，降雨量出现峰值对应着降雨侵蚀力出现极大峰值，与沉积泥沙细颗粒的极低谷值之间一一对应;由2005年全面禁止肥水网箱养鱼实施后，使泥沙TOC和TN含量在2005年出现峰值，可判定沉积泥沙剖面年代。 水库从建成的1956年到2013年，多年年均泥沙沉积速率（剖面A）为1.586cm/a，但因气候与人为活动影响水库泥沙沉积速率呈波动变化。在1956-1981年期间，水库年均泥沙沉积速率较小为1.308 cm/a。1982-1988年期间，水库泥沙沉积速率达到最大值2.286 cm/a，且泥沙颗粒变粗，原因可能是我国开始实施家庭联产承包责任制对耕地扰动强烈和流域降雨量偏多致使土壤侵蚀强烈，水库泥沙沉积速率显著增加;1989-2004，水库泥沙沉积速率为1.750 cm/a，主要受到实施植树造林、退耕还林还草等影响，泥沙颗粒粒径变粗，土壤侵蚀和水库泥沙沉积速率逐渐减小。2005-2013，改善的流域环境具有良好的减蚀作用，沉积泥沙颗粒变细，水库泥沙沉积速率减小到1.556 cm/a。 (2)水库沉积泥沙养分和重金属垂直变化及成因分析 在水库建成之初，沉积泥沙TOC、TN和TP含量由大变小，富含NCP的库岸表层泥沙和低水位表层土壤，在长期水的浸泡冲刷下，CNP随着表层泥沙和表层土壤，进入水库，沉淀淤积。在1980年代中后期，TOC、TN和TP均呈现逐渐增加的趋势，并逐渐达到峰值，可能是开始肥水网箱养殖，残饵、粪便等养殖废物在养殖区逐渐积累，导致水体和沉积泥沙中CNP含量增加，在2005年，长寿湖水库全面禁止肥水养鱼，禁止投放动物粪便和化肥到水库中，TOC、TN和TP出现峰值;在2005-2013年，沉积泥沙中TOC、TN和TP逐渐减少，由于沉积于底泥的氮、磷等各种营养物质，逐渐释放到水体中，使泥沙中CNP含量逐渐减少。 沉积泥沙中重金属含量由大到小为Zn＞Cr＞Ni＞Pb＞Cu＞Co＞Cd。在1956年长寿湖建设之初，受到水库泥沙淤积的影响，泥沙重金属含量受到一定的影响;在1989-1998年期间，随着我国经济的发展使城镇、工厂废水的排放量逐渐增加，沉积泥沙中重金属元素有逐渐增加的趋势;从2005-2013年期间，除Cd含量逐渐减小外，其余重金属含量增加显著。Pearson相关性分析显示Cd、Co、Cr、Cu和Ni，具有显著或极显著相关性，主成分分析发现Cd、Co、Cr、Cu和Ni可解释变量的55％以上，说明自然来源是影响泥沙重金属含量的主要因素;Zn和Pb相关性较弱且二者之间的相关性较差，且二者之间受不同来源或受控因素有差异，主成分分析表明Zn和Pb主要受到龙溪河流域人类的生活污水和工业排放的影响;而泥沙Cd受到自然和人类活动的综合影响。 (3)沉积泥沙来源分析 将泥沙来源示踪因子技术的方法运用到长寿湖水库沉积泥沙物源示踪研究中，采样方法为典型的森林小流域和农田小流域代替传统样点采样方法，增加了泥沙来源样本的代表性，从流域空间位置上将沉积泥沙来源划分为龙溪河上游、中游、下游，从土地利用类型上把流域泥沙来源分为林地（森林小流域）和耕地（农田小流域）。长寿湖水库泥沙来源，森林小流域和农田小流域泥沙来源分别为31％和69％，单位面积的耕地产沙量时单位面积的林地产沙量的1.43倍，说明龙溪河流域农田小流域（耕地）仍然是本区域土壤侵蚀产沙的主要区域，耕地特别是坡耕地频繁翻松、耕作，加之较多的山地丘陵区较陡的坡度，地块完整性较差，是土壤侵蚀的主要发生区域，因此，仍需要进一步加强对耕地水土流失的预防和治理。按照泥沙流域空间来源，龙溪河流域上游、中游和下游的泥沙来源所占比例分别为13％、71％和16％，中游（垫江）的主要土壤类型是耕地，因此，垫江县耕地是土壤侵蚀和水土流失的严重区域，也是治理和预防土壤侵蚀和水土流失的关键区域;下游的区域距离长寿湖水库最近，特别是水库库区周边，轻微的土壤侵蚀亦能使泥沙进入水库，需要加强水库周围区域的水土保持措施。