岩溶深水水库干流及支流夏季二氧化碳分压及扩散通量

以云贵高原岩溶深水水库——万峰湖为例,于2016年9月对该水库水体进行连续走航观测及分层采样,测定水体温度(T)、酸碱度(pH)、电导率(Cond)、总溶解固体物(TDS)、氧化还原电位(ORP)及碱度(ALK),通过水化学平衡原理及亨利定律计算水体二氧化碳分压(pCO_2).结果表明:干流表层pCO_2为128.84~222.51 Pa,均值为184.03 Pa;支流表层pCO_2为140.32~285.00 Pa,均值为216.78 Pa.剖面上,干流pCO_2为128.84~1076.81 Pa;支流pCO_2为140.32~657.23 Pa,干、支流剖面pCO_2随水深度增加而升高.TDS浓度为203.0~286.7 mg·L-1,溶解无机碳(DIC)浓度为2.56~3.37 mmol·L-1.相关分析表明:水体pCO_2与ORP呈显著正相关,分析认为受水生生物作用影响,水生生物消耗表层溶解CO2使表层水体pCO_2较低.同时,pCO_2与TDS、DIC呈正相关,说明万峰湖流域内溶蚀作用控制的河流碳酸盐体系是影响水体pCO_2的主要原因.干、支流水体pCO_2处于过饱和状态,成为大气CO2的源.根据Wanninkhof提出的淡水水-气界面交换系数的通量模式,估算干、支流水-气界面CO2交换速率分别为0.16、0.19μmol·m-2·s-1,其扩散通量干流为9.77~20.84 mmol·m-2·d-1,均通量为15.30 mmol·m-2·d-1;支流为11.55~27.88 mmol·m-2·d-1,均通量为19.72 mmol·m-2·d-1.与世界其它河流、水库相比较,水库干、支流二氧化碳扩散通量比热带地区河流Amazon、Curua-Una、Tucurui小;与温带地区黄河相比,扩散通量要大;与亚热带岩溶区水库相比差异不明显.     

光照水库夏季分层期间二氧化碳分压分布特征

为了解新建水库二氧化碳分压(pCO_2)的空间分布规律,在光照水库夏季分层期间(2016年9月)进行分层采样,获取水体主要的理化参数及测定水体主要营养盐(NH_4~+-N、NO_3~--N、PO_4~(3-)-P)浓度,根据水化学平衡原理及亨利定律计算水体二氧化碳分压。结果表明:光照水库夏季水温出现热分层且可分为3层,0~10 m为表水层;10~30 m为温跃层;30 m以下为底温层。表层水体pCO_2变化范围为125.30~179.35 Pa,均值147.11 Pa,低于世界河流平均水平,表现为大气CO_2的源。pCO_2垂直空间分布随着水深度的增加而升高,库底达到最大值。相关分析表明:光照水库pCO_2与温度(t)、pH、NH_4~+-N之间呈极显著负相关,与总溶解固体物(total dissolved solids,TDS)、碱度(alkalinity,ALK)之间呈极显著正相关。水生生物光合作用和呼吸作用、岩溶库区碳酸盐体系是控制光照水库pCO_2的主要机制。     

基于GIS的百花湖流域土地利用变化与水质响应

利用ArcGIS和ENVI软件并结合Spearman分析法,探究百花湖流域1997年、2007年和2017年土地利用类型变化对5种水质指标年均值的响应。结果表明:1997—2017年流域内林地和建筑用地面积递增,耕地面积递减,林地占整个流域面积的50%以上;在土地转移中林地、建筑用地和耕地之间的转移最大,林地和建筑用地的增加主要来自耕地;1997年水质最好,2007年水质最差,2017年对流域实施水污染治理工程后水质有所改善;相关分析得出建筑用地、耕地与TN、TP、NH_3-N呈显著正相关,对TN、TP、NH_3-N有"源"的作用,林地与TN、TP呈显著负相关,对TN、TP有"汇"的作用。     

枯季乌江河流“呼吸”作用及其性质探讨

发源于云贵高原上的乌江是长江流域的重要支流之一。乌江流域喀斯特地貌广泛发育,是中国南方典型的喀斯特河流。以枯水季节乌江流域水体中的实测温度、溶解氧、碱度和pH值等理化参数为依据,探讨了乌江流域河道水体的CO2分压(〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2)与河流“呼吸”通量的变化规律。乌江流域枯水季节河道水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2介于2913~1 530 μatm之间,平均值为9493 μatm,约为大气的3倍,各支流样点的平均值为9924 μatm,大于干流平均值9026 μatm,由此推断乌江流域干支流河道在枯季是大气CO2的“源”。受各游段流域特征以及人类活动的影响,干支流河道水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2表现出明显的空间差异。水体〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2与溶解氧的相关关系不显著,说明河道内有机质的异养呼吸不是喀斯特乌江流域枯季水体中溶解无机碳的主要来源,其河道水体中高〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2成因复杂。〖WTBX〗P〖WTBZ〗CO2的上述分布规律是流域支流汇入、地下水以及河道水体有机质氧化分解等共同作用的结果。     

红水河龙滩水库夏季CO_2分压分布特征及影响因素

为研究红水河龙滩水库的CO_2浓度分布及影响因素,于2016年7月对红水河河段龙滩水库进行定点采样,测定水体理化参数并计算水体表层CO_2分压(pCO_2)。结果表明:坝前到红水河入库水体表层pCO_2值分3个区间,坝前至库中在64.28~152.56 Pa之间,库中过渡带在161.57~257.57 Pa之间,入库水体在126.45~264.29 Pa之间,入库水体和过渡区的pCO_2均高于坝前。相关分析表明:表层水体pCO_2与电导率、总溶解固体物(TDS)、氧化还原电位(ORP)呈显著正相关,与pH值呈显著负相关,说明水生生物光合-呼吸作用、碳酸盐岩溶体系是影响水库pCO_2变化的重要因素。水库CO_2释放通量范围为9.06~78.80 mmol·m~(-2)·d~(-1),均值为45.96 mmol·m~(-2)·d~(-1),库区表层水体表现为大气CO_2的源,呈现坝前CO_2排放弱源过度到上游碳排放强源的空间变化特征,说明河流水体流经水库作用减缓了CO_2释放。     

小关水库夏季浮游植物功能群对富营养化特征的响应

为了解贵州高原小型水库的浮游植物功能群分布、富营养化状况以及浮游植物功能群如何响应富营养化特征,于2014年7月25日至9月27日对小关水库浮游植物与水样进行每周一次的采样分析.结果表明,浮游植物可分为22个功能群,S1、D、J、B、G、MP、LO、SN、X1、Y、Xph、F、T、W1为水库常见功能群,其中S1、D、J为优势功能群.优势功能类群周动态变化为:S1→S1→S1→S1→S1→S1→S1→J/D/S1→S1→S1/D.功能群S1表现出绝对的优势地位,其丰度于第5周与第7周出现两次峰值,然而在第8周采样中丰度急速下降,其后又有所回升,但与两次峰值相比已经由108cells·L~(-1)下降至107cells·L~(-1),人工放闸导致的短期剧烈冲刷作用是主要原因.通过浮游植物功能群、藻类生物学评价以及综合营养指数三者综合评价发现,小关水库正处于中度富营养-富营养化状态.经RDA分析得出,透明度为影响浮游植物功能群分布的主要因子之一,营养盐不再成为限制因子.研究结果表明,功能群能够对富营养化特征做出良好响应:优势功能群S1、J常共生于浑浊的富营养化水体中,功能群D适应生境为浅的浑浊水体,对营养耗尽敏感,G、X1、W1、F等常见功能群也大都适于富营养化水体中生长.     

粤东花岗岩流域覆盖型风化壳风化特征比较

为了对比在同种基岩与气候背景下,相邻花岗岩流域风化壳的风化程度,借助粒度组成、pH值和磁化率等实验方法,测定了粤东榕江和漯河流域阶地上发育的冲积物覆盖型风化壳.数据结果说明,螺河流域发育的该类型风化壳的风化程度强于榕江流域阶地上发育的该类型风化壳.粒度组成还表明,两流域该类型风化壳具有在<2μm粒级含量上冲积层大于基座风化壳的特征.两个流域风化壳粒度组成差别的原因是两个流域不同的剥蚀速率,榕江流域剥蚀速率较快.pH值在冲积物覆盖型风化壳剖面上呈现三低两高间隔出现的规律.螺河流域风化壳磁化率低于榕江流域是由局部的地貌条件决定,磁化率在粤东地区该类型风化壳的指示意义不准确.     

花溪区思雅河水质分析与评价

在花溪区思雅河大学城段布设10个采样点,监测pH值、温度(T)、悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_3-N)、总磷(TP)和细菌总数(TPC)等指标,并采用单因子指数法、综合指数法和模糊综合法3种方法对水质进行评价。结果表明:河流主要污染指标为COD,且增势最明显,TPC和NH_3-N测定值的RSD均超过1,比其他指标变异程度更大;COD和TPC春冬季测定值高于夏秋季,NH_3-N测定值秋季最低,TP季节变化不明显,而冬季测定值较其他季节更稳定;思雅河大学城段水质较差,上游水质等级为Ⅳ类,中下游为劣Ⅴ类,主要污染源自农业和高校生活用水;3种方法中,模糊综合法更适用于小流域河流水质的定性定量评价,评价结果更加科学合理。