快速城市化背景下的思雅河流域水环境分析

通过对思雅河流域连续3年的水环境质量监测,结合遥感影像获得其土地利用类型变化,据此研究城市化对水环境的影响。结果表明:2012—2014年间思雅河流域自然、农业景观面积占比减少,而建设用地面积持续增加;研究期间除TDS年均值略微下降外,其余水质指标的年均值几乎均呈递增趋势,尤以TSS和COD增加最显著;TSS、COD、NH 3-N和TP的相对标准偏差均>0.1,显著高于其余参数,说明其波动程度较大。主成分分析表明水环境变化最主要的影响因子为第一主成分(TSS、COD、NH 3-N和TP)。贵安新区大学城建设活动加重了思雅河流域水体污染趋势。     

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。     

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。     

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.     

万峰湖水库回水区二氧化碳分压及扩散通量特征时空变化

为了解喀斯特高原水库回水区丰枯水期水体二氧化碳分压变化规律及二氧化碳扩散通量特征,本文以云贵高原喀斯特水库——万峰湖为例,于2016年9月和2017年2月对该水库回水区水体表层进行走航监测和采样,利用水质参数仪现场测定水体参数,其余水体参数于实验室做进一步测定分析,pCO_2通过水化学平衡原理和亨利定律计算得到.结果表明,丰水期回水区表层pCO_2变化范围为124.84—374.06 Pa,均值为219.580 Pa;枯水期回水区表层pCO_2变化范围为210.19—371.53 Pa,均值为290.607 Pa,丰水期pCO_2值小于枯水期.相关性分析得出,枯水期pCO_2与T(温度)呈负相关,且pCO_2与Cond(电导率)和TDS(总溶解固体物含量)呈正相关.而丰枯水期pH与pCO_2都呈显著负相关.丰水期和枯水期pCO_2均为过饱和状态,表现为大气CO_2的源(大气pCO_2值为40.63 Pa).通过计算得出该研究区CO_2扩散通量(F)丰枯水期分别为49.27—193.82 mmol·m~(-2)·d~(-1)、54.02—102.83 mmol·m~(-2)·d~(-1),平均通量为104.998 mmol·m~(-2)·d~(-1)和76.822 mmol·m~(-2)·d~(-1).与世界其他水库相比,库区水体丰枯水期CO_2扩散通量低于热带地区,普遍高于亚热带、温带地区.     

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。