水電開發(fā)對河流CH4、N2O產(chǎn)生與釋放的影響分析——以貓?zhí)铀畨翁菁墧r截為例.pdf

1、大氣中不斷增加的溫室氣體濃度以及引發(fā)的全球變暖現(xiàn)象等一系列問題引起人們對溫室氣體“源-匯”效應(yīng)的廣泛關(guān)注，近幾十年，隨著全球氣候逐漸變暖，眾多學(xué)者把興趣轉(zhuǎn)移到湖泊在陸地和大氣之間碳交換過程中所起的作用，由于人類活動引起大氣化學(xué)組分的濃度發(fā)生了重要變化，尤其是溫室氣體的增加很快。隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，流域（河流）正受到人類活動的強烈影響，水庫化已經(jīng)是我國河流的普遍特征。河流上筑壩攔截以后，水庫成為流域（河流）中重要的組成部分。而水庫的建

2、立改變了周圍環(huán)境的C、N循環(huán)及溫室氣體的釋放，然而對水庫溫室氣體的研究相對較晚，雖已有學(xué)者對此進行了研究，但是大多數(shù)研究只針對單個水庫或幾個不同流域的獨立水庫，而對同一流域上經(jīng)過梯級開發(fā)后的幾個水庫缺乏了解。
　　本論文選擇中國西南喀斯特山區(qū)的典型梯級水庫為研究對象，溫室氣體的釋放為主線，于2007年7月到2008年6月對烏江流域上最大的支流貓?zhí)由系耐瓿商菁夐_發(fā)的4個主要水庫進行了一個水文年的采樣研究，對河流水化學(xué)的一般特征、溫

3、室氣體（CH4和N2O）的分布與釋放進行了監(jiān)測分析，探討了水庫梯級攔截后對溫室氣體釋放的影響，得到了以下幾點認識：
　　1.河流水化學(xué)的水庫效應(yīng)：河流梯級筑壩攔截后使得水體基本水化學(xué)特征發(fā)生了變化。河流經(jīng)水壩攔截后，庫區(qū)水位抬高，水庫水化學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)出隨季節(jié)變化的特征。在垂直剖面進行采樣的4個水庫中，紅楓湖和百花湖從春季開始出現(xiàn)水溫分層現(xiàn)象，這種狀況持續(xù)到夏季，有效的限制了上下層水體的垂直交換；而修文和紅巖水庫基本沒有出現(xiàn)水溫分層現(xiàn)

4、象。河流經(jīng)水庫作用后在垂直剖面上水溫、pH值、溶解氧均降低。在研究區(qū)內(nèi)，表層水體中水溫、pH值、溶解氧含量總體上表現(xiàn)為庫區(qū)表層水大于下泄水，說明水庫攔截作用使得下泄水中水溫、pH值、溶解氧含量降低。
　　2.水庫的溫室氣體釋放：河流經(jīng)水庫作用后水體CH4濃度發(fā)生變化，總體上，水庫庫區(qū)表層水體中CH4濃度低于下泄水。天然水體經(jīng)水庫截留后，向大氣釋放的CH4增加。在垂直剖面上水體中，夏季，靜水層中CH4濃度隨水深增加而增加，在水庫底層

5、達到最大值，且百花湖底層CH4濃度大于其他3個水庫，而熱分層和缺氧環(huán)境使CH4得到積累。而到了秋冬季節(jié)，在水體混合作用下這部分CH4在水體中重新分布，并由于氧化作用而被損耗。
　　河流梯級筑壩攔截后水體N2O濃度發(fā)生變化。天然水體經(jīng)水庫作用后，由于硝化作用和反硝化作用等生物地球化學(xué)過程的影響，水庫水體N2O不斷累積，尤其是水體底部。水庫底層水成為下泄水后向大氣釋放的N2O顯著增加，且?guī)靺^(qū)表層水體和下泄水體均為大氣N2O的“源”。在

6、垂直剖面上水體中，N2O濃度最大值并不是都出現(xiàn)在水庫底層，有些月份會出現(xiàn)在水庫水體中部，這可能是由于硝化作用和發(fā)硝化作用不同作用程度引起的。
　　3由于水庫為底層泄水，使得出庫水體中CH4和N2O濃度比較高，由于和大氣中相應(yīng)氣體濃度的差異，導(dǎo)致下泄水向大氣釋放大量溫室氣體，而我們的研究表明水庫高密度的梯級開發(fā)，極大地增加了水體中溫室氣體的含量，盡管其分布受各種營養(yǎng)鹽和生物地球化學(xué)過程的影響，但向大氣中不斷地釋放溫室氣體是不爭的事實