调水调沙对黄河铀同位素输运的影响
受到气候和人类活动的影响，黄河下游河床淤积、枯水季断流现象日益严重，调水调沙作为黄河干流重要的水利工程项目，有效地解决了这一系列问题。同时，黄河上中游水利工程的建设和调水调沙的运行改变了黄河水、沙的输运规律，对下游河道的冲刷、改造及陆源物质向海排放通量产生了重要影响。本文以黄河干流和河口为研究对象，系统地研究了黄河干流铀同位素的分布、季节变化和入海通量，并结合实验室模拟实验，对黄河口溶解铀的混合行为进行了研究。调水调沙期间，通过在小浪底和利津站进行铀同位素的连续观测，并结合水文、化学等要素和实验室模拟实验，研究了调水调沙期间人造洪水对黄河下游铀同位素输运行为的影响。得到的主要结论如下: 1.黄河干流溶解铀浓度和234U/238U放射性活度比沿程差异较大，溶解铀浓度变化范围为0.84±0.08μg/L至5.58±0.38μg/L，234U/238U放射性活度比介于1.32±0.18和2.31±0.21之间。溶解铀浓度从上游至下游总体呈现出增加的趋势，234U/238U放射性活度比在上游源头附近比较高（2.31±0.21），其余河段234U/238U放射性活度比维持在较稳定的水平(1.3-1.7)。 2.2010-2014年黄河下游利津站水体中溶解铀浓度的平均值为5.49±0.28μg/L，234U/238U放射性活度比的平均值为1.44±0.05，均显著高于世界河流的平均水平。利津站溶解铀浓度呈现出小幅的季节变化，夏、秋季稍低于春、冬季。黄河下游溶解铀的月入海通量主要集中在丰水期特别是调水调沙时期，流量是影响溶解铀入海通量的主要因素。虽然黄河溶解铀浓度较高，但较低的径流量导致溶解铀的人海通量较低，2010年、2013和2014年黄河利津站溶解铀的入海通量分别为1.04×105 kg/y、1.31×105 kg/y和6.41×104 kg/y，仅占世界河流溶解铀人海通量的0.64％-1.31％。 3.溶解铀在黄河口混合区呈现出迁入性非保守行为，在盐度小于15的区域内有大量的新的溶解铀迁入水体中。通过估算，黄河口混合区新迁入的溶解铀的通量为3.13×104 kg/y，约占利津站溶解铀入海通量的24％。与之不同，长江口混合区表层水体中溶解铀呈现出保守性混合行为。 4.水库和调水调沙的运行对黄河溶解铀的输运产生了重要影响。调水调沙第一阶段（调水），洪水下泄冲刷下游河道，导致河床沉积物间隙水中的铀释放。调水调沙第二阶段（排沙）小浪底库区高含沙量的异重流排放，大量细颗粒物中的铀解吸导致了河水中溶解铀浓度的显著升高。由于小浪底库区底部处于缺氧环境，调水调沙的运行不仅使得小浪底库区泥沙不断更新，而且使得原本在水库内被颗粒物吸附并清除的还原态的铀在向下游运输过程中逐渐氧化，U(Ⅳ)变为溶解态的U(Ⅵ)而重新释放至河水中。通过在小浪底至利津站河段建立箱式质量模型研究河水中溶解铀的收支平衡，结果表明，除了上游的输入，小浪底至利津段河水中溶解铀主要来自于颗粒物的溶解/解吸、河床沉积物间隙水的释放;溶解铀的输出则主要是利津站向下游的输送以及河水消耗（引水和补给地下水）引起的溶解铀的损失。 5.调水调沙期间溶解铀入海通量的变化主要受到径流量的控制，2010年、2012年和2014年调水调沙期间溶解铀的入海通量分别为2.65×107 g、2.40×107g和0.97×107 g，分别占黄河全年入海通量的25％（2010年）和15％（2014年）。调水调沙对黄河向海输送溶解铀具有重要影响。
江河水文实验;铀同位素;输运行为;调水调沙工程
中国海洋大学
博士
海洋化学
于志刚;江雪艳
2015
中文
P334.4
146
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）