本文關鍵詞：三峽水庫不同運行狀態(tài)下碳氮分布特征與來源解析研究

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【摘要】：三峽水庫蓄水后,庫區(qū)內干流的水文特性發(fā)生了重大變化。對水體中生源要素輸運的影響主要體現在4個方面:(1)強動力條件下的“河流侵蝕搬運作用”逐漸變成“湖泊沉積作用”。(2)水庫初級生產能力提高,自源有機物的貢獻增加。(3)水體分層等“湖沼學反應”。(4)水庫的調度運行使得庫區(qū)水域呈現一定的周期性時空變化。盡管自2010年達到正常蓄水水位以來三峽水庫已完成了數個完整的周年水位變化過程,但三峽水庫目前仍處于生態(tài)系統重建過程,碳氮遷移轉化規(guī)律仍具有不確定性。為進一步揭示三峽水庫碳氮遷移轉化特征及其對水庫運行的響應,本論文對夏季低水位運行期、冬季高水位運行期三峽水庫水體C、N(顆粒態(tài)和溶解態(tài))賦存形態(tài)與沉降通量開展野外原位研究工作,結合穩(wěn)定同位素源解析技術(Stable Isotopes Analysis in R模型),對不同形態(tài)C、N來源進行分析。論文獲得以下主要結論:(1)三峽水庫水體中懸浮顆粒物濃度及其沉降通量夏季高,冬季低,自入庫斷面向下游呈現出逐漸降低的趨勢。夏季,顆粒態(tài)碳(PC)、顆粒態(tài)氮(PN)平均濃度分別為2.30±0.63 mg/L,0.52±0.39 mg/L,它們的沉降通量分別為102.2±75.6g?m2?d-1,9.8±6.7 g?m2?d-1。冬季,PC、PN濃度分別為0.35±0.35 mg/L,0.04±0.02mg/L,該期間它們的沉降通量分別為2.91±4.50 g?m2?d-1,0.15±0.20 g?m2?d-1。(2)夏季三峽水庫溶解態(tài)碳(DTC)的濃度均值為50.72±2.24 mg/L,低于冬季的61.84±3.09mg/L,各點位并未呈現出顯著差異。溶解態(tài)氮(DTN)以硝態(tài)氮(NO3-)為主要賦存形態(tài),夏季DTN和NO3-的濃度分別為1.75±0.33 mg/L和1.23±0.65mg/L,冬季DTN和NO3-的濃度分別為1.59±0.13 mg/L和1.34±0.15 mg/L。(3)根據水庫縱向分區(qū)特點,湖泊區(qū)(奉節(jié)以下河段)PC、PN以細顆粒(10μm)為主要賦存形態(tài),而庫區(qū)中段(涪陵至萬州段)PC、PN以粗顆粒(50μm)為主要存在形態(tài)。冬季,PC在朱沱和寸灘集中于30μm的粒徑范圍;而在過渡區(qū)和湖泊區(qū)(忠縣以下河段)集中于10μm的粒徑范圍。PN在全河段集中于10μm的粒徑范圍。降雨徑流條件改變是上述變化的主要原因。結合流式細胞術對水體中浮游植物、異養(yǎng)菌的分析結果發(fā)現,夏季外源營養(yǎng)物質充足,有利于異養(yǎng)細菌直接利用大量繁殖。而冬季外源物質輸入較少,需要依靠浮游植物自源產生營養(yǎng)物質,異養(yǎng)細菌的繁殖受到制約。浮游植物、異養(yǎng)細菌相對變化對PC、PN的粒徑分布亦有顯著影響。(4)對顆粒態(tài)有機質(POM)的C、N穩(wěn)定同位素分析發(fā)現,夏季水體δ13CPOM和δ15NPOM的變化范圍分別是-28.22‰~-25.12‰和-0.38‰~9.04‰,冬季則分別為-27.43‰~-20.14‰和0.21‰~10.91‰。源解析分析,對于多數點位,陸源C3植物的土壤是POM的主要來源。不同水庫運行狀態(tài)下并無顯著差異。對于4種不同來源,多數點位呈現了統一變化特征,C3植物藻類大型水生植物C4植物。夏季,上游大流量的來水和干燥陡峭的河岸有利于三峽水庫的岸邊土壤侵蝕發(fā)生。冬季水位上升使得消落帶被淹沒,生源要素以消落帶釋放的溶解態(tài)為主。(5)不同水庫運行期,硝態(tài)氮中的15N穩(wěn)定同位素含量比重(δ15N-NO3-)變化范圍較小,僅為4.82‰~6.61‰;且同其他水體相比,硝態(tài)氮中的18O穩(wěn)定同位素含量比重(δ18O-NO3-),也相對維持在較低的水平(-4.88‰~4.74‰),尤其是冬季。源解析表明,不同水庫運行狀態(tài)下,硝態(tài)氮來源并未呈現出顯著區(qū)別,土壤氮是硝酸鹽氮的主要來源,大氣沉降貢獻最少。對表層水體δ15N-NO3-和底層沉降物δ15NPOM的相關性分析表明,夏季表層水體的δ15N-NO3-直接轉移至底層沉降物的δ15NPOM,這可能是因為水位低、水力停留時間短、流態(tài)復雜等因素。而相關性分析表明,冬季水體的δ15N-NO3-只能轉移至同一水層沉降物的δ15NPOM,在進一步的沉降過程中,氮素特征會發(fā)生轉變,這可能是因為水位高、水力停留時間長和水環(huán)境穩(wěn)定等因素。
【關鍵詞】：三峽水庫 運行狀態(tài) 穩(wěn)定同位素 碳氮 源解析
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X524;TV697.1
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 水庫水體碳氮穩(wěn)定同位素源解析研究進展9-14
• 1.2 研究目的14-16
• 1.3 研究內容和技術路線16-19
• 2 研究區(qū)域與研究方法19-27
• 2.1 研究方案設計19-25
• 2.1.1 采樣點位布設19-22
• 2.1.2 現場采樣方案22
• 2.1.3 測試分析方法22-25
• 2.2 數據處理25-27
• 2.2.1 常規(guī)數據處理25
• 2.2.2 同位素溯源分析方法25-27
• 3 三峽水庫顆粒態(tài)碳、氮分布特征及其來源解析27-61
• 3.1 三峽水庫顆粒態(tài)碳氮分布與沉降通量27-40
• 3.1.1 顆粒態(tài)碳素27-29
• 3.1.2 顆粒態(tài)氮素29-30
• 3.1.3 TSM和POM30-33
• 3.1.4 顆粒態(tài)碳氮的沉降特性33-40
• 3.2 影響三峽水庫顆粒態(tài)碳氮時空分布的主要環(huán)境因素40-45
• 3.2.1 流速40-41
• 3.2.2 懸浮顆粒物粒徑分布41-43
• 3.2.3 葉綠素a43
• 3.2.4 溫度、DO、pH分布43-45
• 3.3 生源要素間及同浮游植物和異養(yǎng)細菌相對關系分析45-54
• 3.3.1 C、N、P相對豐度變化45-47
• 3.3.2 分級浮游植物和異養(yǎng)細菌47-54
• 3.4 三峽水庫顆粒態(tài)碳氮的來源分析與討論54-59
• 3.4.1 顆粒態(tài)有機碳同位素組分54-56
• 3.4.2 溯源解析56-59
• 3.5 小結59-61
• 4 三峽水庫溶解態(tài)碳、氮分布與硝態(tài)氮來源解析61-73
• 4.1 三峽水庫氮的賦存形態(tài)與時空分布61-64
• 4.1.1 溶解態(tài)碳素61-62
• 4.1.2 溶解態(tài)氮素62-64
• 4.2 基于氮氧同位素的硝態(tài)氮來源解析研究64-69
• 4.2.1 硝態(tài)氮的氮、氧穩(wěn)定同位素64-65
• 4.2.2 溯源解析65-67
• 4.2.3 氧素的遷移轉化67-69
• 4.3 水庫宏觀氮收支的初步估計及不確定性69-70
• 4.4 小結70-73
• 5 結論與建議73-75
• 5.1 結論73-74
• 5.2 建議74-75
• 致謝75-77
• 參考文獻77-89
• 附錄89
• A. 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文89
• B. 作者在攻讀碩士學位期間參加的學術交流89

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1 李錦秀,廖文根,黃真理;三峽水庫整體一維水質數學模擬研究[J];水利學報;2002年12期

2 張恩仁,張經;三峽水庫對長江N、P營養(yǎng)鹽截留效應的模型分析[J];湖泊科學;2003年01期

3 錢易;論三峽水庫水污染的防治[J];科技導報;2004年03期

4 劉昭偉;陳永燦;付健;毛勁喬;;三峽水庫岸邊排污的特性及數值模擬研究[J];力學與實踐;2006年01期

5 冉祥濱;姚慶禎;鞏瑤;陳洪濤;米鐵柱;劉鵬霞;于志剛;;蓄水前后三峽水庫營養(yǎng)鹽收支計算[J];水生態(tài)學雜志;2009年02期

6 劉昭偉;陳永燦;朱德軍;任華堂;;三峽水庫排污口允許負荷量的計算方法研究[J];水力發(fā)電學報;2009年02期

7 余楊;王雨春;高博;洪宇寧;萬曉紅;周懷東;;三峽水庫175m蓄水運行后魚類汞污染風險研究[J];長江流域資源與環(huán)境;2012年05期

8 蔣昭俠;三峽水庫環(huán)境特性及移民開發(fā)可持續(xù)性評析[J];武漢水利電力大學(宜昌)學報;1999年03期

9 錢易;;當務之急:防治三峽水庫污染[J];科學新聞;2003年15期

10 熊平生,謝世友,謝金寧;初探三峽水庫濕地面臨的問題及其對策[J];國土與自然資源研究;2004年04期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 梁福慶;;基于三峽水庫綜合管理的環(huán)境保護創(chuàng)新研究[A];2011中國環(huán)境科學學會學術年會論文集（第三卷）[C];2011年

2 梁福慶;;基于綜合管理的三峽水庫生態(tài)安全創(chuàng)新研究[A];首屆中國湖泊論壇論文集[C];2011年

3 梁福慶;劉福松;;基于三峽水庫綜合管理的環(huán)境保護創(chuàng)新研究[A];第十三屆中國科協年會第6分會場-綠色經濟與沿海城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略研討會論文集[C];2011年

4 梁福慶;;淺談長江三峽水庫管理工作設想[A];水庫經濟論文集（二○○三年）[C];2003年

5 梁福慶;;基于三峽水庫綜合管理的環(huán)境保護創(chuàng)新研究[A];發(fā)揮資源科技優(yōu)勢 保障西部創(chuàng)新發(fā)展——中國自然資源學會2011年學術年會論文集（上冊）[C];2011年

6 韓其為;;有關三峽水庫下游沖刷對長江中游影響的幾點看法[A];2007中國科協年會院士專家座談會論文集[C];2007年

7 鐘成華;;三峽水庫對重慶水環(huán)境影響及對策[A];面向21世紀的科技進步與社會經濟發(fā)展（上冊）[C];1999年

8 梁福慶;;基于綜合管理的三峽水庫生態(tài)安全創(chuàng)新研究[A];河湖水生態(tài)水環(huán)境專題論壇論文集[C];2011年

9 梁福慶;;基于綜合管理的三峽水庫生態(tài)安全創(chuàng)新研究[A];科技引領產業(yè)、支撐跨越發(fā)展——第六屆湖北科技論壇論文集萃[C];2011年

10 李崇明;;三峽水庫的富營養(yǎng)化發(fā)生條件研究[A];西部大開發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國科協2000年學術年會文集[C];2000年

中國重要報紙全文數據庫 前10條

1 趙永平;加強三峽工程建設期三峽水庫管理[N];人民日報;2004年

2 張濤;三峽水庫啟動汛末蓄水計劃[N];中國水運報;2007年

3 記者 小明;國務院發(fā)展研究中心在三峽水庫調研[N];湖北日報;2007年

4 記者 甘勇邋通訊員 常偉軒 實習生 涂淦;三峽水庫調整下泄流量[N];湖北日報;2007年

5 特約記者 張偉革;三峽水庫清漂工作通過驗收[N];人民長江報;2007年

6 江時強邋徐燁;三峽水庫正式開始騰庫防汛[N];人民日報;2008年

7 記者 鄭瑤;盡快制定《重慶市三峽水庫管理條例》[N];重慶日報;2009年

8 記者 商宇　張雪峰;吁請制定《長江三峽水庫管理法》[N];重慶日報;2009年

9 記者 黎昌政　魏夢佳;三峽水庫最終蓄水目標為何選擇175米？[N];新華每日電訊;2009年

10 記者 李真;三峽水庫新增抗旱功能[N];中國水利報;2010年

中國博士學位論文全文數據庫 前6條

1 冉祥濱;三峽水庫營養(yǎng)鹽分布特征與滯留效應研究[D];中國海洋大學;2009年

2 劉昭偉;三峽水庫岸邊水域水環(huán)境特性及承載能力研究[D];清華大學;2005年

3 褚忠信;三峽水庫一期蓄水對長江泥沙的影響[D];中國海洋大學;2006年

4 曹慧群;三峽水庫挖粗沙減淤方式研究[D];清華大學;2010年

5 謝更新;水環(huán)境中的不確定性理論與方法研究——以三峽水庫為例[D];湖南大學;2005年

6 余楊;三峽水庫蓄水初期魚類中重金屬污染研究[D];中國水利水電科學研究院;2013年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 李楚嫻;三峽水庫消落區(qū)土壤、植物汞釋放及其在斑馬魚體的富集特征[D];西南大學;2015年

2 何芳嬌;三峽水庫細顆粒泥沙沉降特性及絮凝機理研究[D];中央民族大學;2016年

3 張曾宇;三峽水庫不同運行狀態(tài)下碳氮分布特征與來源解析研究[D];重慶大學;2016年

4 吳運龍;三峽水庫對沿岸地區(qū)室外熱濕環(huán)境的影響研究[D];重慶大學;2016年

5 郭鴻博;三峽水庫硅的分布特征及其收支與循環(huán)[D];中國海洋大學;2008年

6 許其功;三峽水庫水質預測及水污染控制對策研究[D];中國環(huán)境科學研究院;2004年

7 劉景紅;三峽水庫成庫初期重慶段水體氮、磷的時空異質性[D];西南大學;2005年

8 陳棟;三峽水庫非汛期水動力及水質模擬研究[D];山東大學;2008年

9 張可;三峽水庫成庫后對典型污染物遷移與時空分布的影響[D];重慶大學;2008年

10 王漢斌;三峽水庫（重慶段）對沿岸熱濕環(huán)境分布影響的研究[D];重慶大學;2014年

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本文編號：528819