雅砻江梯级水电开发过程中二滩水库甲烷气体排放特征研究

【摘要】： 以雅砻江流域二滩水库为研究对象,采用静态浮箱法对二滩库区(2008年5月-2009-4月)水-气界面CH4气体排放通量进行了观测,并对排放通量的变化特征进行分析研究。研究结果表明: (1)空间上:距离大坝越近的地方,CH4气体排放通量越高,远离大坝呈现降低的趋势,距离大坝1km处CH4排放通量最高为2.37 mg·(m~2·d)~(-1),通量最小值发生在距离大坝5公里处,为1.44 mg·(m~2·d)~(-1)。距离坝址1km处CH4排放通量与5km、10km、15km和20km处CH4通量存在较为显著的差异,而5-20km之间的排放通量没有明显差异;不同水深梯度甲烷通量变化范围在0.81～4.60 mg·(m~2·d)~(-1)之间。水深5 m区域甲烷通量是2.84～4.60 mg·(m~2·d)~(-1),水深5 m区域的甲烷通量是0.81～1.35 mg·(m~2·d)~(-1)。 (2)时间上:11月至来年5月为二滩库区的枯水期,水位基本上处于死水位,上游来水流量较小,CH4排放通量的月变化趋势不太明显。平均排放通量为1.80 mg·(m~2·d)~(-1)。6-10月为水库丰水季,降雨和水库蓄水导致CH4通量排放分布变化较大,月排放最大值发生在10月为3.74mg·(m~2·d)~(-1)。而从6月开始到10月期间,水库蓄水,库区水位不断上上升,水中有机质含量也不断增加,CH4排放通量基本上呈现上升趋势,从10月底开始,水库水位进入到枯水季,库区水位开始下降,CH4排放通量逐渐下降;枯水季和丰水季日变化规律存在相似性和差异性。相似性:从早上8:00到中午12:00,枯水季和丰水季CH4通量都呈现上升的趋势,最大值都是出现在14:00左右,然后随着时间的变化呈现降低趋势,其变化范围分别为0.79-2.4 mg·(m~2·d)~(-1)和0.28-2.50 mg·(m~2·d)~(-1);差异性:位于12:00-16:00时间段内,丰水季时甲烷排放通量变化不明显,而枯水季则较明显,存在显著差异。 (3)时空动态:枯水季距离大坝越近的地方,CH4气体排放通量越高,远离大坝呈现降低的趋势。丰水季CH4气体排放通量最小值发生在距离大坝5公里处,距离之间的排放通量之间差异性不显著;枯水季从靠近岸边的浅水区到远离岸边的深水区CH4通量呈现下降趋势,最大值在0.5m水深区域,最小值在50m水深区域。丰水季则不同,0.5m水深处CH4通量低于1m、5m处的排放通量。(4)二滩库区CH4平均排放通量在1.71～3.13 mg·(m~2·d)~(-1)之间。估算整个库区CH4年排放量在58.62～115.39t CH4之间。 (5)影响因素:库龄、水温、风速和植被是影响CH4气体排放通量的主要因素。其中,CH4排放通量与2m/s的风速之间存在显著差异性;水温、气温是影响CH4日排放通量的主要原因。 【关键词】：CH_4通量 二滩水库 水气-界面 静态浮箱
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：X142
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 引言10-11
• 2. 文献综述11-17
• 2.1 水库中温室气体产生的机制11-12
• 2.1.1 水库中碳的来源11
• 2.1.2 水库中温室气体产生过程11-12
• 2.2 水库温室气体排放12-14
• 2.2.1 水库中的自然排放13
• 2.2.2 水轮机和溢洪道13-14
• 2.2.3 大坝下游河流14
• 2.3 水库温室气体排放影响因素14-17
• 2.3.1 水库特征14-15
• 2.3.2 气候15
• 2.3.3 水库中植被的生长状况15-16
• 2.3.4 其它因素16-17
• 3. 研究内容与方法17-22
• 3.1 研究区概况17-18
• 3.1.1 自然地理概况17
• 3.1.2 地质、地貌17-18
• 3.1.3 气候特征18
• 3.1.4 植被特征18
• 3.1.5 工农业现状18
• 3.2 研究内容及技术路线18-19
• 3.2.1 研究内容18
• 3.2.2 技术路线18-19
• 3.3 实验设计与研究方法19-21
• 3.3.1 实验设计19-20
• 3.3.2 研究方法20-21
• 3.4 数据分析方法21-22
• 4.二滩库区 CH_4 气体排放特征22-37
• 4.1 二滩库区CH_4 空间变化特征22-24
• 4.1.1 距离坝址不同距离22-23
• 4.1.2 不同水深梯度23-24
• 4.2 二滩库区CH_4 排放时空变化动态特征24-26
• 4.3 二滩库区CH_4 时间变化特征26-28
• 4.3.1 月变化特征26-27
• 4.3.2 日变化特征27-28
• 4.4 我国水库甲烷排放的分析和估算28-29
• 4.5 影响库区CH_4 排放因素29-34
• 4.5.1 风速29-30
• 4.5.2 水生生物特征和CH_4 排放通量变化之间的关系30-31
• 4.5.3 库龄31-33
• 4.5.4 温度33-34
• 4.6 讨论34-37
• 4.6.1 本研究中CH_4 通量测量的方法和局限性34
• 4.6.2 水库CH_4 排放的空间和时间异质性34-35
• 4.6.3 CH_4 扩散通量与环境参数之间的相关性35-37
• 5. 结论与展望37-40
• 5.1 结论37-38
• 5.2 研究展望38-40
• 参考文献40-45

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