三峡工程举世瞩目,是跨世纪的特大型水利枢纽工程,具有航运、防洪和发电等三大功能,在给我国带来巨大经济效益的同时,也将极大改变长江流域三峡库区的生态环境,并将对长江流域的生态环境产生深远影响。在蓄水前,长江流域的,尤其是一些主要次级河流的总磷总氮浓度就一直偏高。水库蓄水后,水文条件将发生变化,是否会在整个库区发生富营养化污染,就成为三峡水库水环境安全保护中亟需开展预测研究的重要课题。本文简要分析了富营养化污染发生的成因和调控要素,研究了水体发生富营养化和水华暴发的微观机制和化学机理,为进一步深入研究和预测库区富营养化污染提供了参考意见。藻类疯长而导致的水华暴发是一种涉及光合作用的生物化学动力学过程,叶绿体作为藻类生长必不可少的能量转换系统,在外部条件如光照充足时,无机磷酸和ADP(二磷酸腺苷)将转化为ATP(三磷酸腺苷)以储备能量(光合磷酸化)和促进藻类生长;外部条件改变时,将出现ATP 转换为ADP 以释放能量的可逆反应过程,从而有利于藻类分解。这就从微观层面上反映出水华暴发过程中生化反应方向和能量转换的内在机制。本文基于这种理论框架利用三峡库区典型流域水华暴发时的实测数据研究了绿藻光合磷酸化的活化能ΔE,计算了库区流域中若干水系在不同水文条件下提供的有效能量Δe 和综合营养指数TLI(∑),并在此基础上构建了判断不同水环境中水华是否暴发的无量纲水华暴发评价函数F,计算和实测数据表明F 比单纯的TLI(∑)作为水华暴发或者水体富营养化的判据更合理,更有说服力和更具普适性。同时,本文根据三峡库区流域的实测数据和描述富营养污染流域中水华暴发强非线性耦合动力学模型中的控制函数,研究了缓流态水体环境中藻类生长的内在机制,并以长江三峡流域优势藻类,即绿藻的生长为例,系统研究了N、P 的吸收与水体中N、P 浓度之间存在的强相互作用;藻类对营养物的吸收率ωi与水体中营养物浓度cx的比值(ωi/cx)等对藻类吸收营养物程度的影响因素, 揭示了在藻类生长与吸收各种营养成分之间存在的明显关联性。