红枫水库水-气界面二氧化碳分压及扩散通量的时空变化

红枫水库是我国西南喀斯特地区典型的人工湖泊,具有特殊的水文地质特征。准确估算其CO_2排放通量,对了解该水库碳循环具有重要意义。因此,于2017年7月至2018年4月采用走航式监测对库区(南湖和北湖)水气界面二氧化碳分压(pCO_2)和水质参数的时空变化进行了调查。结果表明,红枫水库pCO_2的分布具有明显的时空差异。库区秋、冬季表层水体pCO_2均超过大气pCO_2,表现为CO_2的净排放;春、夏季则相反,表现为CO_2的净吸收。从空间分布上来看,春、秋季北湖pCO_2要明显高于南湖,特别是秋季更为明显。另外,基于高频的走航监测数据,计算得到红枫水库全年CO_2的排放均值约为613mmol/(m~2·d)。     

筑坝对河流水化学和流域风化速率估算的影响——以乌江支流三岔河、猫跳河为例

利用水化学可以估算所在流域的化学风化速率,但筑坝对此的影响目前还不清楚。本研究以西南喀斯特三岔河和猫跳河河流-水库体系为研究对象,季节性调查了其水化学情况,并对其所在流域的岩石风化速率进行了估算,以评估筑坝对此的影响。调查水体的Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)的平均浓度分别为1 397、429、2 359、832μmol/L,表明其水化学组成主要受碳酸盐岩风化控制;这四种离子之和(MTDS)在水库中相对稳定且具有明显的季节变化,但河流MTDS变化相对复杂且无明显规律,表明筑坝显著影响了原有河流的水化学。河流筑坝后水流变缓,水深增加,生物作用增强,导致MTDS在水库剖面出现化学分层,而水库底层泄水的发电方式使得大坝下游水化学继承了水库底层水的特征,由此利用坝前坝后水化学数据计算出的化学风化速率差异在20%左右。     

引黄对受水河段沉积物微生物群落的影响

人类活动可明显降低地表水体水环境质量,同时对水生态系统产生深刻的影响.本文基于16S rRNA高通量测序技术,研究了引黄调水对汾河受水河段沉积物微生物群落组成、结构和多样性的影响,探讨了引水对沉积物中微生物群落的影响机制.结果表明,黄河水的引入使汇入口处沉积物中微生物群落多样性水平升高,并带来新微生物物种硫杆菌属、厌氧绳菌属和亚硝化单胞菌属,新增菌种不仅在下游逐渐适应环境,而且通过上溯扩张使汇入口上游河段沉积物微生物群落发生改变.引黄间歇期受水河段沉积物微生物群落逐渐恢复,优势菌转化为芽孢杆菌,乳球菌的丰度相应增加,硫杆菌属消失.丛毛单胞菌在汾河受水河段沉积物环境中较为稳定,而硫杆菌、芽孢杆菌和乳球菌容易受到引黄的影响,其主要环境影响因素为水体矿物质含量及沉积物有机质、全氮、碱解氮和全钾.间歇期支流汇入使芽孢杆菌退化,丧失绝对优势地位,而蓝藻大量繁殖成为优势种.引黄期支流汇入后,硫杆菌属和厌氧绳菌属分别成为汇入点下游的优势菌和亚优势菌.     

基于碳氮同位素的澜沧江水库TOC来源差异性分析

水库建设所导致的生态问题正引发前所未有的深度思考,梯级水库在时间和空间尺度上的影响效应更加值得探究.为揭示新老水库有机碳分布特征及其沉积物TOC来源的差异,于2017年11月采集了苗尾、功果桥和大朝山这3个不同时期建设的水库的水样和沉积物样柱.测定了水体的温度(T)、溶解氧(DO)、总有机碳含量(TOC)、沉积物总有机碳(TOC)、氧化还原电位(ORP)、总氮(TN)和总磷(TP)等指标,并利用15N和13C同位素,结合Iso Source软件,解析沉积物中TOC来源及其来源物质对相应水库沉积物中TOC的贡献量,从而探究其内在的碳循环机制和梯级水库演进模式.结果表明,苗尾、功果桥和大朝山水库水体有机碳质量浓度平均值分别为0. 95、1. 97和4. 64 mg·L-1.对应水库沉积物中有机碳含量变化范围分别为4. 41～81. 63、18. 30～28. 42和9. 16～14. 46 g·kg-1.水库的梯级建设,使得新老水库的沉积物来源,周围补给等出现差异,使得新老水库TOC出现巨大差异.对于水体TOC,水体热力学状态和溶解氧的差异从而间接影响了水体中TOC的分布趋势.沉积物中主要考虑生源要素的影响,即沉积环境对有机质的保存能力是造成DCS、MV和GGQ沉积物垂向分布有差异的主要原因.而梯级水库的演进模式中,MV时空尺度上处于第一级段,是以累积上游来流TOC为主; GGQ处于第二级段,是以主要消耗分解上游来流TOC; DCS处于第三级段,是以主要积累水库周边TOC来源.     

水源水库暴雨径流过程水体锰的迁移及其影响

针对西安金盆水库2017年汛期出现的锰浓度超标问题,对水库上游至主库区沿程多个监测点垂向锰浓度及其赋存形态进行监测,研究暴雨径流对水中锰含量的影响以及径流中锰的形态,估算单次典型暴雨径流过程水库水体锰的汇入、输出与沉积量,根据实测数据与计算结果,从运行调度角度提出了暴雨时期高浊、高负荷径流入库的规避方案.结果表明,强降雨过程引起的高浊径流汇入显著增加了西安金盆水库水体总锰浓度,导致水库水质严重恶化,2017年10月12日至2017年10月14日单次降雨径流总锰的输入负荷为9. 11 t,泄洪和出水输出的总锰为6. 22 t,净沉积量(锰)为1. 47 t.水库上游沿程水体锰含量及形态变化表明,连续降雨过程对土壤的冲刷和侵蚀作用导致大量颗粒态污染物随径流汇入水体,占水体中总锰的质量分数大于70%,铁锰氧化物结合态为其主要形态.通过与不同粒径范围的颗粒进行相关性分析,颗粒态锰粒径约为2～20μm.暴雨径流入库时期采取泄洪排浊的措施可以有效减小锰的污染负荷,降低供水安全风险.     

我国东南地区饮用水源地多种农药的赋存特征及健康风险评估

为阐明我国东南地区典型饮用水源地农药类微污染物的污染特征及生态风险,检测评估了某省7个水库的苯并咪唑类、酰胺类、三唑类和有机磷类等19类共55种常用农药的检出频率、检出浓度以及每种农药对于绿藻、水蚤和鱼类这3种不同营养级生物的风险商.在分析的55种农药中,多菌灵和乙草胺的检出频率为100%,12种农药的检出频率在80%以上.多菌灵的检出浓度最高(77.7 ng·L^-1),其次是乙草胺(51.6 ng·L^-1).风险评估结果显示,大部分农药在目标区域都处于低风险状态.对于3种生物来说,乙草胺是绿藻的风险主导型农药,而多菌灵是鱼类和水蚤的风险主导型农药.     

MANGANESE OXIDATION RELATED TO THE RELEASES FROM RESERVOIRS1

ABSTRACT: Stratified reservoir waters frequently contain objectionable quantities of dissolved manganese. The oxidation and removal of dissolved manganese during transport below Normandy Dam, Tennessee, was shown to be much more rapid than expected from chemical oxidation. Oxidation took place in only a day of travel time rather than months or years. Laboratory studies showed that removal was associated with a slime found on rock surfaces below the dam and led to the development of column technology as a possible method of treating natural waters containing manganese. Hydraulic loadings on the columns in the range of 390–780 m³/hr.ha accomplished a 90 percent removal rate of soluble manganese over an influent concentration range of 2 to 15 mg/l.     

THE EFFECTS OF RISK AND RELIABILITY ON OPTIMAL RESERVOIR DESIGN1

A chance-constrained linear programming model, which utilizes multiple linear decision rules and is useful for river basin planning, is used to evaluate the effects of risk and reliability on optimal reservoir design. Streamflow forecasts or predictions can be explicitly included in the linear program. The risk associated with the predictions is included in the model through the use of cumulative distribution functions (CDF) of streamflows which are conditioned on the predictions. A multiple-purpose reservoir on the Gunpowder River in Maryland is used to illustrate the effectiveness of the model. In order to provide the decision makers with complete and useful information, trade-off curves relating minimum reservoir capacity (a surrogate for dam costs), water supply and flood control targets, and the reliability of achieving the targets are developed. The trade-off curves may enhance the decision maker's ability to select the best dam capacity, considering technological and financial constraints as well as the trade-offs between targets, risks, and costs.     

入世后三峡库区的可持续发展研究

随着三峡工程的兴建，三峡库区的发展基础发生变化，库区的产业结构必然地要有所调整。百万移民促进新的城镇体系的建立。加入WTO对三峡库区的发展产生新的冲击，库区产业结构必须进一步调整。以大力发展林业为主，其次加强牧业的发展，再次大力发展水产养殖业，加强旅游业的发展，最后合理调整农业产业结构，同时要合理调整城镇体系。根据三峡工程和入世对库区的影响，提出三峡库区可持续发展的措施，建议：（1）以市场为导向，立体开发，提高资源利用率和商品率，确可经济的发展；（2）提高人才素质；（3）培养人们的生态价值观；（4）引进先进的科学技术，加强管理、环境保护和生态修复。     

三峡工程湖北库区经济发展战略研究

库区经济发展是三峡工程移民能否长治久安的核心问题。三峡湖北库区地处三峡工程坝区库首的特殊位置，其经济发展战略必须立足于服务三峡工程，抓住四大机遇，开发当好资源，妥善安置移民，促进协调发展，战略目标分三阶段实施，提出了实现战略目标的基本对策。