新安江水库温室气体排放的空间异质性及其碳源分析

The studies in the last 2 decades indicated that a large amount of greenhouse gas (GHG) was emitted from reservoir surfaces, which denied the traditional idea that hydroelectricity was green energy. However, there was remarkable spatial heterogeneity in GHG emissions from reservoirs, which resulted in difficulty of estimating the total GHG emissions from reservoirs accurately. This study would measure GHG emissions from the upstream rivers, open waters, drawdown areas, turbines, and the downstream river from Xin'anjiang Reservoir, the largest reservoir in eastern China, with the methods of floating chambers, the thin boundary layer equation, inverted funnels, and head space, which would provide systematic data to estimate the total GHG emissions from Xin'anjiang Reservoir. The results in the study would provide the scientific data to assess the ecological effect on the development of Xin'anjiang hydroelectricity, and make suggestions to reduce GHG emissions from reservoirs.

近20年的研究表明，水库排放大量的温室气体否定了水电是绿色能源的传统观点，但是由于水库温室气体排放的空间差异性很大，所以准确估算水库温室气体排放总量存在很大难度。本项目以我国华东地区最大的新安江水库为研究对象，拟采用静态浮箱法、边界层模型法、倒置漏斗法和顶空法，系统测量上游入库河流、开阔水域、消落带、涡轮机以及大坝下游河流中温室气体的排放，为准确估算新安江水库温室气体排放总量提供系统的数据。本项研究为评价新安江水电开发的生态效应提供基础数据，为水库温室气体的减排提供科学的建议。

水电站水库系统中排放的CH4、CO2、N2O等温室气体否定了水电是清洁能源的观点，本项目采用静态浮箱和倒置漏斗法研究了新安江水库上游入库河流（街口断面）、库区主要湖区3个代表性断面（进贤溪、茅头尖和富溪）以及坝下河流距离大坝不同距离的4个样点处CH4、CO2、N2O排放通量的时空变化特征，结果表明：街口断面CH4平均排放通量最大（23.5 mg CH4·m-2·h-1），其中气泡贡献达到85%，受下泄水体干扰的坝下河流CH4平均排放通量次之（0.46 mg CH4·m-2·h-1），主库区3个断面处CH4平均排放通量小且差异不显著（0.08~0.13 mg CH4·m-2·h-1）；坝下河流N2O平均排放通量（239.74 μg N2O·m-2·h-1）和CO2平均排放通量（1533 mg CO2·m-2·h-1），比坝前4个断面处的N2O和CO2平均排放通量高1~2个数量级。新安江水库温室气体排放也具有明显的季节变化，秋、冬季CH4排放通量显著高于春、夏季，可能是水文条件导致这一变化；街口和坝下河流中的N2O通量12月最大，库区3个断面的N2O通量则在4月达到最大值；水库主湖区3个断面CO2排放通量则呈现源汇交替现象，秋、冬季是CO2的排放源，而春、夏季是CO2的吸收汇，可能与春、夏季水体中藻类繁殖有关，但是坝下河流中全年都是CO2排放源，可能是下泄水体强烈的扰动阻碍了藻类的繁殖；新安江水库温室气体排放总量为0.5~0.7 Tg CO2当量，每发1度电所排放的温室气体约为火电的三分之一。