三峡水库夏季干流、支流(草堂河)水体的二氧化碳分压及扩散通量

2013年5-7月对三峡水库库区干流及支流草堂河水体CO_2分压(pco_2)进行走航观测.结果表明:夏季草堂河表层pco_2为15.8~226.4 Pa,三峡水库库区干流表层pco_2为198.8~261.1 Pa.对支流草堂河剖面监测发现,表层pco_2最低为15.8 Pa,随着深度增加,pco_2快速增加,在水深5 m后逐渐稳定,最大值为294.2 Pa.通过计算,支流草堂河在5,6,7月的CO_2通量分别为16.46,-4.91和30.85 mmol·m^(-2)·d^(-1),库区干流CO_2通量为45.83 mmol·m^(-2)·d^(-1).因此,三峡库区干流表现为CO_2的"源",支流草堂河CO_2释放远小于库区干流,6月份表现为"汇".

水坝拦截对新安江沉积物中磷、氮形态的影响

以新安江水库及其相关河段为研究对象,对沿程上游河段、库区河段、中心库区及坝后河段沉积物中的磷、氮地球化学形态、含量及分布特征进行了研究.结果表明:受上游颗粒物的沉积作用和水产养殖的影响,库区河段的总磷(total phosphorus,TP)、总氮(total nitrogen,TN)分别比上游河段增加了37.3%,34.2%.受到大坝的拦截作用,库区和坝后河段中的磷、氮含量明显降低,坝后沉积物中的TP,TN分别比坝前降低了39.5%,74.1%.在磷的各形态中,钙结合磷(Ca-P)(13.8%～31.9%)和铁结合磷(Fe-P)(11.5%～26.2%)在TP中所占比例仅次于有机磷(organic phosphorus,OP)(48%～69%).受水库蓄水顶托的作用,大量沉积的有机磷逐渐矿化降解,并向铁结合磷转化,导致坝前、坝后沉积物中的磷形态组成发生了明显改变.有机氮(organic nitrogen,ON)为TN的主要形态,在上游河段中ON含量较低,但在库区河段迅速升高,而在下游河段迅速降低,而氨氮(NH+4-N)含量变化较小.研究结果表明,水库对磷、氮具有明显的拦截效应,并改变了营养元素之间的化学计量比.

三峡库区干流及库湾支流(朱衣河)夏季CO_2分压及扩散通量

以三峡库区中长江干流及其支流朱衣河作为主要研究对象,于2013年5—7月对该研究区域干支流的CO_2分压进行了研究,并计算出CO_2的扩散通量.研究结果表明,在水体剖面上表层水体CO_2分压最小;随着水深增加,CO_2分压急剧增大,到达10m后才保持稳定.干支流表层水体CO_2分压的分布和扩散通量差异显著.5—7月,干流水体表层CO_2分压为220.8~268.0 Pa,CO_2扩散通量为51.05 mmol·m^(-2)·d^(-1);支流水体表层CO_2分压为14.9~190.3 Pa,3个月的CO_2扩散通量分别为0.42,-0.12和20.83 mmol·m^(-2)·d^(-1).研究结果表明,支流释放的CO_2远小于干流.

三峡库区库中干流及支流水体夏季二氧化碳分压及扩散通量

以三峡库区库中干流以及主要支流——梅溪河为研究区，于2013年5月对该区域水体中溶解二氧化碳分压（pCO2）进行了走航观测．结果表明，夏季梅溪河表层pCO，为6．8-7．5Pa，三峡库区库中长江干流表层pCO，为201．4-210．2Pa．在库区干、支流交汇的过渡区水体剖面上，表层水休pCO：最低为53．5Pa，随着水深增加，pCO：急剧增大，在3m处达到约210Pa后基本保持不变．通过计算，库区支流梅溪河和库区干流表层水体的CO，释放通量分别为-7．48mmol·（m2·d）-1和39．58mmol·（m2·d）-1．结果表明，库区支流梅溪河表现为大气中CO，的“汇”，而库区干流表现为CO2的“源”，库区于、支流水体在CO，的释放上有显著差异．

三峡库区典型干-支流相互作用过程中的营养盐交换:以梅溪河为例

三峡水库建成以后,梅溪河库湾多次发生水华现象,为研究干流水体倒灌对库湾营养盐的影响,于2012年8月至2013年7月对受干流回水影响的梅溪河进行了详细的现场监测.结果表明,三峡水库在不同的水位调度时期,梅溪河库湾水体均表现为分层异向流动;受长江干流倒灌影响,梅溪河库湾营养盐分布季节变化显著,DIN的年倒灌净通量约为5 478.02 t,DIP的年倒灌净通量约为234.04 t,DSi的年倒灌净通量约为5 935.22 t,长江干流每年对梅溪河DIN、DIP、DSi的补给量分别约为源头输入量的2.37倍、4.32倍和1.33倍;干流倒灌对库湾营养盐分布的影响不仅局限在河口区域,对梅溪河中上游的营养盐分布也将造成影响,干流倒灌对库湾P的补给将对库湾P限制起到缓解作用,为藻类的暴发提供必要条件.

库湾营养盐循环对三峡库区营养盐输运的影响:以草堂河为例

三峡水库蓄水后,库区众多支流下游形成库湾回水区,这些库湾回水区是库区水环境调整最为活跃的地区.为了探究支流库湾对于库区生源要素循环及物质通量的作用和意义,于2012年8月~2013年7月对草堂河库湾、相邻干流、支流上游水体中溶解态无机氮（DIN）、溶解态无机磷（DIP）、溶解态硅酸盐（DSi）的时空分布进行逐月现场观测.结果表明,草堂河库湾回水区营养盐的浓度与库区干流相近,二者的月变化趋势也高度一致.干流输入是库湾DIN、DIP、DSi的主要来源.草堂河库湾与干流连通性很好,干支流水体交换迅速且充分,其影响可到达库湾回水区的末端.春、夏季,干流输入的营养盐通过表层生产力在库湾截留,秋、冬季库湾中的营养盐释放并输送到干流.营养盐在库湾的这种循环过程,在一定程度上改变了库区干流不同季节营养盐输送的节律.库区支流库湾众多,其对干流物质通量的季节调配作用不容忽视.

三峡库区高水位运行期典型干支流水体CO_2分压及其水面通量特征

本文以三峡库区典型干支流作为研究对象,重点研究高水位运行期库湾水体及库区干流CO2分压(p CO2)的分布规律,计算CO2的扩散通量和释放总量。本研究于2013年9月至11月利用走航式观测系统对库区奉节段干支流表层水体及定点剖面水体中p CO2和相关水质参数进行了逐月观测。研究结果表明,干支流表层水体p CO2的分布和扩散通量差异显著。干流CO2扩散通量(F-CO2)9月至11月变化不大,为28.19±0.80mmol/(m2·d);支流在观测期内,扩散通量由负变正,其中朱衣河F-CO2从-6.86增至32.05mmol/(m2·d);梅溪河从-6.94增至37.85mmol/(m2·d),草堂河从-6.97增至31.05mmol/(m2·d)。由10至11月的数据推广到全年的高水位运行阶段(10月至次年1月),全库区CO2排放量可达166 450t,其中支流占30.17%。