梯级水库建设对澜沧江水体典型氮素来源影响研究

来源 :三峡大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lingqinhui47
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
澜沧江流域蕴含着丰富的水能和生物资源。随着流域内水电建设以及人为活动的影响,改变了流域内原有的水文及水生态条件,进而改变了流域内生源物质(氮、磷、碳、硅)的循环过程。因此研究澜沧江流域内各形态氮素的分布及影响因素,水库建设对各形态氮素循环的影响机制,对流域内梯级水库生态系统维护具有重要的意义。本文以澜沧江流域云南段为研究对象,分别于2017夏季以及2018年冬季,对流域进行了全方位的野外采样及监测分析:分析了流域内环境因子及各形态氮素浓度的分布规律;分析了不同样品稳定同位素值的分布规律;通过质量守恒原理对澜沧江流域不同断面氮污染来源进行了定量计算;利用同位素分馏机制分析了大坝建设对流域内氮素迁移转化的影响。本文对于缓解流域内环境污染,及从源头上缩减污染源的输入具有重要的意义。本文的具体工作及成果如下:(1)流域内上、下游断面各环境因子指标变化较大,从水温上来看,上游段水温在3.75~15.63℃之间,下游段水温在10.31~31.68℃之间,下游段水温较高,且冬夏水温差异较小,水温的变化主要受气温变化,及梯级水库带来的滞温及水温均化效应的影响;流速分布较广,在0.07~0.62m·s-1之间,上游自然河道段内流速较大,平均流速为0.36 m·s-1,下游河面宽度增大,且水库建设拦截水体降低流速,导致下游水库段内流速明显降低,平均流速为0.15m·s-1;从浊度分布上看,上游自然河道段内浊度较高,在8.55~28.70NTU之间,下游段由于水体总量变大,同时水库建设导致悬浮物沉降,浊度在0.23~6.74NTU间,较上游段面明显降低;叶绿素a无明显变化规律,上游自然河道段内叶绿素a值在0.41~2.30μg·L-1之间,下游水库段内大坝的建设使得水体滞留时间增大且大坝滞留的有机质有利于藻类的繁衍,导致下游段叶绿素a浓度上升,值在0.85~10.21μg·L-1间。水库的建设改变了下游断面原有的水文及水动力条件,从而影响下游段水生态活动,打破了流域内生态系统原有的连续性,使得上下游各环境指标产生较大变化。(2)澜沧江流域1月份水体总氮在0.33~1.76mg·L-1之间变化,其中硝氮浓度在0.11~1.12mg·L-1之间,6月份总氮在0.22~0.95mg·L-1之间,其中硝酸盐浓度在0.11~0.50mg·L-1。流域内各溶解氮素浓度在两个季度内均呈现沿程增加的趋势,流域内沿程氮污染逐渐加重。(3)流域内悬浮颗粒物氮同位素值在2.3‰~15.6‰之间,夏季同位素丰度明显重于冬季,两个季节内氮同位素值均延程增大;悬浮颗粒物的碳同位素值在-28.61‰~-23.21‰之间,两个季度碳同位素值呈现变轻的趋势。来源计算结果表明,自然河道段内上游断面悬浮颗粒物的输入以及岸边土壤有机质为水体中悬浮颗粒物的主要来源,分别占到总来源的33.7%与34.3%;下游水库段内影响悬浮颗粒物的主要因素为生活污水和上游断面输入,二者分别占总来源的28.0%、25.2%,同时沿程存在生活污水排放增加的趋势。(4)硝酸盐中氮同位素值在2.1‰~6.2‰之间,沿程呈增大趋势,硝酸盐中氧同位素值在4.0‰~8.4‰间波动,沿程呈现变轻的趋势。来源计算结果表明:上、下游两个断面内硝酸盐构成存在差异,上游自然河道段内上游断面输入的硝酸盐和土壤是影响硝酸盐的主要因素,二者的平均贡献率分别文35.5%、30.4%,影响下游水库段硝酸盐组成的主要来源为生活污水和上游断面输入的硝酸盐,二者占到下游段总贡献率的25.5%、26.9%。(5)通过计算硝酸盐中氮氧同位素的△δ15N∶△δ18O值发现上游自然河道段内水中硝酸盐的△δ15N∶△δ18O值在-0.244~0.394之间,表明上游段受到同化、硝化反硝化的作用较小;下游水库段△δ15N∶△δ18O值在-1.98~3.33之间,且其值均与0值相差较大,其中苗尾、糯扎渡、大朝山、景洪这四个水库△δ15N∶△δ18O大于0,存在较明显反硝化作用,起到氮“汇”的作用;功果桥、小湾、漫湾这三个水库△δ15N∶△δ18O小于0,存在明显的硝化及固氮的过程,呈现出氮“源”的作用。(6)反硝化作用在苗尾、糯扎渡、大朝山、景洪这四个水库中对氮同位素的分馏作用在1.91‰~3.33‰对氧同位素的分馏作用在-4.5‰~-1.49‰,在祛除分馏作用影响的条件下利用多元混合模型对坝前水体各来源进行分析,结果表明不同水库中反硝化作用的影响不同,在苗尾、糯扎渡、大朝山、景洪这四个水库中硝酸盐主要受到反硝化作用及生活污水的影响,二者所占平均的比率分别为36.9%与21.9%,其中不同水库间反硝化作用的影响差别较大,其值在19.1%~65.4%之间。(7)不同断面水体中气泡氮气含量在0.41~3.21mmol·L-1之间,表层水体中气泡氮气的浓度在均高于底层气泡中氮气的浓度;水体气泡中氮气的氮同位素值在10.64‰~20.28‰之间,表层气泡中氮气的氮同位素值均低于底层氮气同位素值。(8)苗尾、黑惠河与大朝山这几个点位中,中层及表层水体存在明显的反硝化作用,反硝化对表层氮气的贡献量分别为41.7%、41.7%、35.5%;功果桥水库中反硝化作用贡献量为9.8%,该点表层氮气主要来源为沉积物反硝化的氮气,其贡献率为78.0%;小湾的反硝化作用较弱,空气中沉降的氮气是该点表层氮气的主要来源占到总来源的48.3%。(9)上游游自然河道段内,水体中硝酸盐及有机氮的主要去路为输出和沉降,断面内的脱氮反应主要发生在潜流带中,同时水体流速较大,滞留时间较短,同时水温较低,溶解氧含量较高,水体中脱氮作用较小。水库建成后,大量有机氮沉积、潜流交换减弱,加之水深增大、水体分层凸显、浮游植物颗粒增多,理论上脱氮将重点在沉积物-水界面、水体中浮游植物颗粒甚至水体好氧/厌氧微生物上发生,且脱氮机制也将发生本质改变。
其他文献
由富营养化引发的蓝藻水华是全球湖泊水质的主要威胁之一,其动态变化成为国内外专家学者关注的热点问题。主流观点认为,水体中氮含量是影响蓝藻增殖的关键因素之一。有研究表明,氮可获得性会影响水体中蓝藻生物量和胞内碳水化合物含量,并进一步通过影响细胞比重而改变其沉降性能,促进水华消失。然而对于氮可获得性调控细胞碳水化合物积累的机制尚不明确。本文调查了水华爆发期太湖微囊藻碳水化合物含量变化情况,研究了不同氮可
我国是一个以煤炭为主的能源大国,煤炭等化石燃料的燃烧产生大量的工业废气,其中SO2和NOX大量排放导致的酸雨和雾霾等问题日趋严重,对人类健康、自然生态、工业生产、建筑物
由于稀土元素具有独特的4f-5d空轨结构,易与高分子结构中的O、N元素形成配位键,进而改善高分子的性能。热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是分子链上含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)的聚合物,
大数据时代使得现实中的网络结构更复杂信息更丰富,作为数据挖掘领域的重要研究方向,链路预测问题的研究对象开始从同质信息网络转向异质信息网络。面向合作关系的异质信息网
在众多类别的动物源食品中,肉类产品占有重要的地位。鉴于混合污染物会在肉类产品的生产、贮存以及运输过程中不断累积,并经由食物链富集作用威胁人类健康,发展快速可靠的混
现代机械设备都有旋转机械部件,它在工程领域中拥有重要的影响,旋转机械的运行状态将直接影响机械设备的性能,因此对旋转机械故障诊断研究符合生产发展的需要。在诊断研究工作前,需要对机械振动信号处理,并进行特征提取。传统的信号处理及特征提取方法有傅里叶变换、全息谱、分形维数等,但这些方法的主要功能为分析信号,信息特征提取量往往无法达到要求。传统的故障识别方法有经验模态分解、固有时间尺度分解近似熵、支持向量
本论文运用泰勒展开,将动力系统离散化,对该离散系统进行数值模拟,得到伪周期解,再用最速下降法对结果进行优化,得到系统的周期解,其中我们发现了周期加倍现象等有趣的数值结
本文研究了风险厌恶的内部交易者在有市场监管者参与下的多期交易模型,在模型中,比较了市场监管者的存在对内部交易者的交易行为以及市场均衡性质的影响,同时还考虑了风险厌恶的内部交易者数量的变化对交易过程产生的影响.在此模型中有风险厌恶的内部交易者们、一个风险中性的做市商、噪声交易者们以及市场监管者四种类型的交易主体,通过对模型的计算得到相关参数的递推公式并对参数的经济意义进行分析,我们得到的主要结论是,
40多年的改革开放在彻底改变中国的同时,对世界也有着十分深刻的影响。改革开放取得显著成就的原因是诸多的,但最重要最根本的还是始终坚持党的领导。党的全面领导作为我国的根本领导制度,对于我国社会发展的方方面面起着至关重要的作用。中国共产党在开启改革开放大门之时,也开凿了一条中国人民走向富裕之路。无论路途中会出现多少挑战和困难,中国共产党领导的改革开放总是能凭借其自身的优势破浪前行。习近平在庆祝改革开放
时代在不断的发展与变革,国际市场经济环境发生巨大变化,国内市场竞争日益激烈,国内绝大多数企业立足新时代发展背景,纷纷对企业的生产经营与管理进行优化以及升级,结合风城油田作业区在跨越式发展中的生产管理与文化建设现状,对企业文化建设课题进行深入的分析及研究。企业文化建设,正常情况下分成三个步骤予以实施,包括企业文化问诊、文化设计、文化落地。首先,通过对企业文化建设所存在的内外环境进行分析、调查问卷或者