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黄河上游梯级开发影响下溶解性有机碳的输移特征及通量研究

李琛

黄河上游梯级开发影响下溶解性有机碳的输移特征及通量研究

李琛1
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作者信息

  • 1. 西安理工大学
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摘要

黄河上游有着极具环境特异性与敏感性的脆弱生态系统,梯级开发将会在一定程度上改变河道结构、影响河流物质能量输送和生态系统结构功能。溶解性有机碳(DOC)作为表征水环境中有机质含量和生物活性的主要参数,是研究河水碳循环的重要组成部分。所以,研究黄河上游梯级水库DOC的分布特征、组分来源和输移通量对认识水体碳循环有着重要意义。 本研究选取中国黄河上游中段流域典型梯级水库群作为研究对象,分别于冬(2019年11月)、夏(2020年7月)两季对龙羊峡水库.刘家峡水库河段表层水及坝前分层水进行采样,同时监测水库现场环境数据。运用多元统计的方法,分析研究区水环境指标分布特征;采用三维荧光谱图结合平行因子模型,解析研究区水体中DOC组分及来源;基于输入输出水量平衡原理,采用生源物质箱式模型估算水库DOC输移通量,定量评价梯级开发影响下黄河上游龙.刘河段DOC的输送/拦截效应。 (1)分析了梯级水库群关键水环境指标的分布规律。 水化学类型主要为重碳酸盐.碳酸盐钙组水。DO、T、ORP值夏季高于冬季,EC值冬季高于夏季,pH值无明显差别。COD浓度冬季明显高于夏季(夏季7.44±3.43mg.L-1、冬季14.38±1.72mg.L-1)。TN和NH4+-N浓度无明显差别,水库对氮的滞留效应有限。TP浓度有明显差别,对磷的滞留效应相对强烈。 龙-刘河段DOC表现为夏季高于冬季(夏季6.24±0.87mg.L-1、冬季3.70±0.51mg-L-1),坝后高于坝前。龙羊峡、李家峡、刘家峡水库分层水DOC呈波动下降趋势,拉西瓦、公伯峡水库DOC呈波动上升趋势。温跃层阻碍水库上下层物质能量交换,使DOC浓度发生变化。 (2)明确了河段DOM的组分特征,解析了水库DOM的来源分布。 夏季3种组分及冬季1种组分为类腐殖质物质,冬季2种组分为类蛋白类物质。总荧光强度均值夏季高于冬季(夏季1.66×105a.u、冬季0.56×105a.u)。两季水体中DOM来源为外源主导且内外源兼有的形式,在腐殖质类和类蛋白类上存在差异。夏季陆源贡献大,腐殖化程度高,冬季有少量自生源来源。 (3)估算了河段DOC的输移通量,揭示了水库的输送/拦截效应。 在全年内,DOC的河段输入总量为258.53kt,河段输出总量为192.23kt,总拦截率为25.6%。龙羊峡、公伯峡、刘家峡水库对DOC有拦截滞留效应,是龙刘河段河流-水库体系DOC的“汇”;拉西瓦、李家峡水库对DOC有随流输送效应,是河流-水库体系DOC的“源”。对全河段而言,整体表现为梯级水库是DOC的“汇”。

关键词

梯级水库/溶解性有机碳/输移通量/碳循环

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授予学位

硕士

学科专业

环境科学与工程;环境工程

导师

周孝德

学位年度

2021

学位授予单位

西安理工大学

语种

中文

中图分类号

P3
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