从地球碳循环探讨水库湿地的温室气体排放

从宏观上看,地球碳循环,湿地系统既不是绝对的碳源,也不是绝对的碳汇;因而人造水库湿地既不可能是碳源,也不可能是碳汇。若能够利用水库水能发电,减少煤炭燃烧,那么它的温室气体减排作用是毋庸置疑的。     

水库排放温室气体情况的最新研究

国际水电协会环境委员会（IHA）会员L．加龙应邀对国际水系机构（International River Network）最近的出版物作了评估，其观点代表了IHA环境委员会的观点，即水库温室气体（GHG）的净排放为零。     

基于生命周期的水库温室气体排放计算

采用简化的生命周期评价(LCA)方法,将水库生命周期划分为建材生产、材料运输、建筑施工、水库蓄水淹没初期和稳定运行期等阶段,构建了适合于各类型水库温室气体(GHG)排放计算的方法;以低丘区浅水型防洪为主的峡江水库为例,计算分析了该水库生命周期GHG排放量和阶段分布特征,并计算对比了水库发电GHG排放系数.结果表明,该水库生命周期GHG排放主要发生在运行期,且绝大部分由水库淹没水体产生:水库发电GHG排放系数比以发电为主的水电站要高,但仍然远低于化石燃料发电.     

加拿大某水库温室气体排放计量

加拿大魁北克水电公司在伊斯特梅恩-1项目中承担了一项观测任务,采用自动化系统和浮箱技术对新建水库温室气体的排放总量进行了计量。经研究得出,水库被水淹没3 a后,其温室气体总排放量恢复到与自然水生生态系统相应的水平,其二氧化碳排放量远远低于火电站。     

水电站水库温室气体排放综合分析

水电站水库温室气体排放是一个具有重大战略意义的研究课题。目前全球许多地区还缺乏对水库温室气体排放的研究。模拟分析了水库蓄水前、后及稳定蓄水期的温室气体排放情况,并将水电与火电排放总量进行了对比。研究得出,水电为超低碳可再生能源,具有显著开发潜力。提出了为精准评估水电站水库温室气体排放应解决的问题及其建议。     

水库水质与温室气体排放的关系

温室气体主要有二氧化碳、甲烷和一氧化氮,这些是由自然水生态系和陆地生态系及人类活动排出的。水力发电的效率很高,其温室气体(GHG)排放系数比火电低1~2个数量级。水库排放的GHG与水质密切相关,用预测水质的模型能可靠地预测缺氧水体范围。目前只有2种模型能预测水库排放的GHG:一种是为法属圭亚那(热带地区)Petit Saul水库建立的模型,另一种是为加拿大(北部地区)RobertBourassa水库建立的模型。     

发展水电，减缓温室气体的排放

我国将出台系列“减缓温室气体的排放，发展水电成为能源结构清洁低碳化”的重要措施。     

国际淡水水库温室气体研究现状——水库温室气体研究国际研讨会后记

2012年6月25日,为期7天的水库温室气体研究国际研讨会在北京落下帷幕。会上,来自国际水电协会(IHA)、加拿大魁北克水电(HydroQuebec)、澳大利亚联邦科工组织(CSIRO)、挪威科技工业研究院(SINTEF)、瑞士联邦水质科学技术研究所(Eawag)、印度技术研究院(IIT)的专家展示了目前国际上开展水库温室气体研究最新的仪器设备,以技术培训的形式在宜昌三峡水库现场向国内中国科学院遥感应用研究所、水生生物研究所、测量与地球物理研究所、长江流域水环境监测中心以及三峡     

遥感在水库温室气体研究中的应用

水库的温室气体排放是水库蓄水后产生的一种自然现象。在全球气候变暖的大背景下,发电水库的温室气体排放已引起人们对水电的广泛关注。水库的温室气体排放主要产生于汇入库区水体中有机物质的分解。目     

清江流域水布垭水库温室气体交换通量监测与分析研究

为了研究水库温室气体源汇变化,选择清江流域水布垭水库作为研究案例,在 2010 年 5 月和 10 月开展了2次原位观测试验,获取了水布垭水库水气界面二氧化碳和甲烷交换通量、水体上空大气温室气体浓度垂直变化规律及水环境因子。结果表明：水布垭水库 2010 年 5 月份水体上空大气二氧化碳浓度在 0.5 m 高度以下最高,其中表层水温对水库水体二氧化碳源汇地位具有重要的影响; 2010年 10 月份水布垭水库水气界面二氧化碳和甲烷交换通量呈排放状态,平均通量分别为3 740.92 ±1 872.56mg·m -2·d -1和1.22±0.57mg·m -2·d -1,但比世界温带和热带主要水库要低得多,接近于中国太湖和东湖等自然水体排放水平;二氧化碳通量的空间分布从上游到坝前呈现升高的趋势,而甲烷的空间分布趋势则呈现相反的趋势。研究将为我国水库温室气体科学研究提供了宝贵的示范案例,为开展水电清洁能源开发提供科学支撑。     

First assessment of methane and carbon dioxide emissions from shallow and deep zones of boreal reservoirs upon ice break-up

Most studies dealing with greenhouse gas (GHG) emissions from large boreal reservoirs were conducted during the ice‐free period. In this paper, the potential methane (CH₄) and carbon dioxide emissions are estimated for two hydroelectric reservoirs, as well as for a small experimental reservoir from boreal latitudes (northern Quebec, Canada) at the ice break‐up event through diffusion (diffusive fluxes) and release of bubbles (bubbling fluxes). The results of this preliminary study suggest that the winter diffusive fluxes at the air–water interface of the sampled reservoirs represent < 7% of their cumulative carbon emissions during the ice‐free period. Furthermore, the release upon ice‐break of CH₄ bubbles accumulated under the ice cover during the winter could represent  2% of the summer carbon emissions from hydroelectric reservoirs in northern Quebec. The results presented herein suggest that the GHG emissions upon ice break‐up from the boreal reservoirs investigated are a small, but non‐negligible, component of their annual GHG emissions.     

Sediment greenhouse gases (methane and carbon dioxide) in the Lobo-Broa Reservoir, São Paulo State, Brazil: Concentrations and diffuse emission fluxes for carbon budget considerations

Carbon gases (methane, CH₄, and carbon dioxide, CO₂) were measured for the first time in sediments of the Lobo‐Broa Reservoir, near São Carlos in São Paulo State, Brazil. It is believed these are the first measurements of this kind in any of the many reservoirs located in Brazil. Even though the Lobo‐Broa Reservoir is classified as oligotrophic, the sediment gas concentrations were exceedingly high, ranging from 0.4–3 mmol L^?1 for CH₄ and 1–9 mmol L^?1 for CO₂. Both gases exceeded their in situ gas saturation values at these shallow water depths (7 m in central basin; 11 m at dam), resulting in numerous sediment bubbles. Organic matter was highly concentrated in the reservoir sediments, averaging 25.5% loss on ignition (LOI) (dam) to 26.9% LOI (central basin) for the 0–12 cm depth interval, with values as high as 29–30% LOI (12% organic carbon) in the surface 0–5 mm layer. The theoretical flux of dissolved pore water carbon gases to the sediment–water interface (SWI) averaged 3.4 mmol L^?1 m^?2 day^?1 CH₄ and 7.3 mmol L^?1 m^?2 day^?1 CO₂ for the surface 0–10 mm. From gas emission measurements at the water surface, it was calculated that 90% of CH₄ is consumed either at the SWI or in the water column, resulting in a loss of 0.31 mmol L^?1 m^?2 day^?1 of CH₄ to the atmosphere. However, only 20% of the total CO₂ gas transported across the water–atmosphere interface (36.3 mmol L^?1 m^?2 day^?1, or 1600 mg CO₂ m^?2 day^?1) was produced in the sediments. The remaining 80% of CO₂ probably comes from other carbon sources. With CH₄ oxidation in the aerobic water column, close to 30% of the carbon gas flux to the atmosphere could be accounted for by gas production of CO₂ and CH₄ in the sediments and their diffuse transport to the water column.     

从水库温室气体研究到水电碳足迹评价：方法及进展

当前，围绕水库温室气体净排放量评估、水电碳足迹评价等方面，仍存在一些不确定或模糊的地方，制约了水电行业开展温室气体核算与管理。对此，本文首先梳理了水库修建及运行在“淹没、阻隔、重建、消纳”等四个方面对温室气体通量产生的影响。结合政府间气候变化委员会提出的概念性框架，探讨了水库温室气体净排放量评估的科学内涵与尚待解决的关键问题，提出了对水库蓄水前后温室气体通量变化评估的技术路径。之后，本文提出了水电碳足迹是指工程项目生命周期内各种人类活动所产生的二氧化碳当量(CO_2eq)排放总量。综述了全球范围内水电碳足迹评价案例，认为水利水电工程项目的生命周期涵盖项目前期准备、施工建设、运营维护与拆除恢复等四个阶段，但当前在碳足迹评价方法、系统边界划定、评价结果的解读与使用等方面仍尚未有更明晰、规范化的答案。未来，建议进一步加快水库温室气体源汇变化监测评估与水电碳足迹评价的标准体系建设；深化水库碳循环与温室气体通量的基础研究，支撑水库温室气体净排放量评估；完善水电生态环境综合绩效管理体系，创新水电企业温室气体管理制度；积极推动水电在应对气候变化与“双碳目标”实现路径中找准定位、突...     

气候变化对大海波水库来水及用水影响

为分析在未来气候变化情景下大海波水库来水及用水的变化情况,选取楚雄站蒸发(1953年-2001年)、降水(1953年-2009年)、气温等气象资料,以及大海波水库(1990年-2009年)来水量资料,采用线性回归法、Mann-Kendall及Spearman趋势检测法对楚雄站点的气象要素进行趋势检测,并计算了水库下游参考作物需水量。结果表明:大海波水库的来水量呈减少趋势,下游参考作物需水量呈下降趋势;在未来气候情景下,楚雄年平均气温将升高2.56℃,年降水变化率为5.9%,气温升高时,下游参考作物需水量增加,对大海波水库的供水带来一定的不利影响。     

基于RS和GIS的土地利用变化碳排放现状及预测分析

根据2000年和2010年2期拉萨地区的遥感数据,在erdas平台上将该区域分为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地6类土地,利用ArcGIS的空间分析技术,得出这2期的土地利用现状分布和土地利用转移矩阵,并利用马尔科夫模型对2020年、2030年、2040年土地利用变化进行预测。以此为基础,计算出该地区标准年中每1 a的碳排放量,及预测每10 a碳排放量。结果显示:生态用地结构改变、林地面积增加是碳吸收的主要原因;过度放牧、畜牧业消费需求的增加、旅游业的开发是土地利用变化碳排放的主要原因。最后提出建议:注重保护生态环境、限制过度放牧、低碳旅游, 可以有效抑制生态用地的减少和控制碳排放总量。     

1960-2013年新丰江水库流域持续性暴雨的气候变化趋势

选择和平、连平、新丰、龙门和坝址下游附近的河源气象站作为代表站,统计1960—2013年共54 a逐日降水资料得出：1期间共出现35个全流域性持续暴雨时段,35个持续性暴雨时段大部分集中在汛期（4~9月）内,其中23个在前汛期（4~6月）内,占65.7%;26月份是新丰江水库流域持续性暴雨时段个数最多的月份,占总个数的37.1%,其持续性暴雨时段的日最大雨量基本在130 mm以上;3最大日雨量与持续性暴雨时段内各站的平均累积雨量存在显著的相关关系（N=35,R=0.85,P=0.01）,平均累积雨量较大的持续性暴雨时段也主要集中在6月;4持续性暴雨的持续天数以2~3 d为主,最长为8 d。     

三峡水库蓄水前后气候变化分析

利用1962年 ～2017年三峡水库及其周边区域24个站点的气温和降水数据,结合Mann-Kendall非参数检验法和累积距平法分析三峡水库蓄水前后局地气候变化趋势与突变情况.结果表明,气温和降水均受影响,且影响程度具有明显的地理分布规律.蓄水对气温趋势具有稳定作用.蓄水后,气温增长幅度增大的站点主要分布在四川盆地,幅...     

计及温室气体排放限制政策不确定性的发电投资决策

温室气体,尤其是CO2的排放对气候变化的影响,乃至全球气温变暖已成为很多国家,尤其是发达国家所关注的重要问题。在国际上,限制CO2等温室气体排放的具体措施仍处于发展之中,这会导致未来CO2排放成本具有不确定性。在此背景下,研究了电力市场环境下计及温室气体排放限制政策不确定性的发电投资决策问题。根据发电公司在投资过程中面临的各种不确定性因素的变化特征,分别建立了燃料价格、市场电价和CO2排放价格的随机变化模型。基于实物期权理论,发展了能够处理多种不确定性因素的发电投资决策的方法框架和求解方法。用仿真算例对所提出的模型和方法进行了说明,并分析比较了不同场景下的投资决策结果。