水气界面温室气体通量原位监测系统设计与应用

传统的水气界面温室气体静态箱-气相色谱测量法只能获得点上数据,且存在劳动强度大、分析成本高、人为误差可能性大等缺点,为此新近开发了一种新型的水气界面温室气体测量系统。该系统利用集成静态箱与在线气体监测设备实现了水气界面二氧化碳、甲烷等气体浓度的自动、连续监测,缩短了分析周期,提高了监测精度,节省了人力物力,为水体温室气体释放通量的大区域、长期原位监测提供了技术支撑。     

水库温室气体排放的监测方法研究

分析总结了水库排放的二氧化碳与甲烷两种主要温室气体的测量方法。通过文献与具体的实际测量,着重分析了应用于水库温室气体排放测量的一些主要方法。目前水库温室气体的测量方法主要包括:水化学法、薄边界层法、浮箱法、红外激光法、涡度相关通量法、遥感卫星空间监测法。通过对测量方法的分析比较,指出各类方法之间的优缺点。介绍了在实际测量研究工作中对已用测量方法进行的改进。通过对水库温室气体的不同监测方法的分析,得出了较恰当的水库温室气体监测方法。     

某富营养化池塘夏季温室气体通量的昼夜变化

为揭示富营养化浅水池塘昼夜性的温室气体通量特征,利用DLT-100温室气体分析仪高采样频率的优势,通过48 h的在线观测,获得了宜昌野猪林池塘夏季CH4和CO2扩散和冒泡释放的昼夜性通量数据。观测点F点水气界面总CH4和CO2通量分别约为595.2,1 450.8 mg/(m2·d),CH4和CO2气泡排放量分别占到总排放量的99.7%和3.0%。观测期内冒泡存在高度时间变异性,最大的一次CH4冒泡释放速率为424.28 mg/(m2·h),占2 d内总气泡释放量的35.75%,而大多数时段的CH4冒泡速率低于20.0 mg/(m2·h)。监测期内CH4和CO2扩散通量的最高值分别为各自最低值的6.0和6.5倍。监测表明,富营养化浅水池塘夏季CH4通量非常高,且主要以冒泡方式释放;而CO2通量明显响应于浮游植物光合作用和呼吸作用交替的新陈代谢作用,存在昼夜性的变化规律。     

涡度相关技术在测量水库温室气体排放量中的应用

涡度相关技术有助于评估水库蓄水对温室气体排放量的影响,为此,首次在大型项目,即在詹姆斯湾的伊斯特梅恩(Eastmain)一级水库温室气体排放量的测量中使用了该技术。介绍了使用该技术的原因、水库研究点的选择及示踪气体的测量情况。     

东平湖酶活性与温室气体通量及其影响因素

为研究东平湖沉积物酶活性与水体温室气体排放通量特征及其影响因素,2018年9月布设23个采样点,采集表层沉积物和表层水样品,分析沉积物中脲酶、蔗糖酶和碱性磷酸酶活性,采用顶空法和双层扩散模型估算水气界面N2O、CO2排放通量;采用相关分析、多元线性回归法探讨影响酶活性与温室气体排放通量的主要因子.结果表明:沉积物脲酶、...     

宜昌求索溪冬季温室气体通量昼夜变化特征

为探索小型水域温室气体的排放规律,采用温室气体快速分析仪-密闭式静态通量箱法对湖北宜昌市三峡大学求索溪冬季水-气界面温室气体通量(CH4和CO2)进行了24 h连续观测。观测结果显示,CH4和CO2的变化呈正相关,CH4和CO2全天均处于释放状态;CO2通量与气压、水温呈正相关,与气温、p H值、溶解氧、叶绿素a呈负相关;CH4仅与气压呈正相关而与其他环境因子均呈现负相关;CH4和CO2在10:00和21:00左右同时接近全天的平均值,该时段可作为单次采样时间参考。     

三峡水库减排温室气体效应的初步分析

三峡水库的温室气体排放问题十分复杂,从地貌与气候特征、水文特性、植被状况等方面对三峡水库释放温室气体的特性做了简要分析。三峡水库现阶段不可能释放大量的甲烷,但会有一定的二氧化碳释放。初步定性分析了三峡水库综合效益对温室气体的减排效应。与水库产生的温室气体相比,三峡工程在清洁能源生产中的温室气体减排效应以及减少防洪物资生产产生的温室气体的环境效益十分明显。     

中国长江三峡集团公司科技与环境保护部李翀教授:三峡水库不是CH4威胁源

中国长江三峡集团公司科技与环境保护部李翀教授24日在"气候变化"专题讨论会上作了题为《三峡水库温室气体监测与减排效益》的发言。李翀介绍了对三峡水库水体温室气体排放监测的范围、方法、过程与结果。李翀介绍说,通过对三峡水库温室气体的原位监测研究发现,三峡水库不是CH4威胁源,三峡水库温室气体排放水平低,三峡水电是低碳能源。三峡工程作为我国水电开发的典型,其拥有的巨大的低碳、减排效益,体现了水电这一能源形式     

水库温室气体排放问题初探

水库温室气体排放问题不仅引起社会各界广泛的关注,也影响到水电站及水库建设的未来发展趋势。根据国内外研究成果,从水电站的能量密度和单位发电量的水库面积等方面比较世界主要地区水库特性;通过分析水库特性、水库运行方式和所处地理环境,探讨水库温室气体排放的影响;最后,讨论三峡水库的温室气体问题。分析认为,与火力发电比较,水力发电具有明显减排的优势,包括三峡在内的绝大多数水库温室气体排放是很小的,对气候变化影响更是微乎其微。     

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。     

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...     

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。     

污水系统温室气体排放研究

介绍了国内外对污水处理厂温室气体减排方面的研究现状,指出了存在的问题。将污水处理厂温室气体的排放分为间接排放、其他间接排放和直接排放3个方面,对每部分的排放分别提出计算因子,并构建评价体系对温室气体的排放进行了量化,最后提出了污水处理厂节能减排的技术措施。     

城市污水系统温室气体排放与对策研究

污水系统是完成城市减排目标的主体,但在其建设和运行过程中需要消耗大量能源并排放温室气体,存在广阔的节能减排空间。对污水输送、污水处理和污泥处理等过程的温室气体排放途径进行了调研分析,在此基础上提出相应的减排对策,并提出应在规划理念、工艺选择和运行管理的方案比选中,引入碳尺概念,就排放的温室气体量进行分析研究,推动低碳排水系统的发展。     

灌区农田温室气体减排潜力研究 ——以江苏省濉汴河灌区为例

农业生产活动具有碳源和碳汇的双重效应,为研究濉汴河灌区温室气体减排潜力,对灌区采取适当的减排固碳措施提供依据和建议,分别从稻田 CH4 排放、农用地 N2O 排放、农用柴油 CO2 排放、排灌电力生产造成的 CO2 排放以及作物生长季碳通量等方面,估算灌区2021 年温室气体排放量和吸收量,并针对相关指标进行敏感性分析,研究分析其对灌区温室气体排放量的影响程度。结果表明：濉汴河灌区 2021 年温室气体净排放量约为 7.21 万 t CO2 当量,且主要的排放组成是农田释放的 CH4 和 N2O。     

中国水库温室气体研究(2009-2019):回顾与展望

筑坝蓄水将显著改变陆地水系统碳循环,衍生的水库CO_2、CH_4等温室气体源汇变化问题近年来备受国际关注。近30年来,该领域研究已从早期的质疑、争议逐渐拓展深化,并在一定范围内取得学术共识。2009年,Nature引用中国学者的研究成果表达了对三峡水库温室气体源汇变化的担忧。该事件成为具有标志意义的重要起点,开启了此后10年中国在该领域研究的重要发展期。以三峡水库为代表的中国大中型水库多具有典型的河道型特征,淹没面积少,能量密度普遍较高,但相关研究成果仍十分有限。本文报道了近10年来三峡水库CO_2、CH_4源汇变化监测评估结果。以2010年为参考年,在不考虑防洪、航运等其他效益的情形下,扣减蓄水前水库淹没区与自然河道的CO_2、CH_4释放通量后,三峡水库2010年因发电产生的碳排放量约为13.2 g(CO_2eq)·(kW·h)~(-1),低碳属性明显。2019年,在中国学者参与努力下,政府间气候变化专门委员会(IPCC)通过并正式颁布了水淹地国家温室气体清单精细化修编。这对客观、公正地衡量水库温室气体源汇变化具有重要的学术意义。未来该领域将更聚焦河流-水库系统碳氮生态水文过程与地球化学机制,也将在更宏观的视角下考察水电能源全生命周期碳足迹。建议我国进一步强化该领域基础研究,推进水电碳足迹评价的标准化,引导水电行业重视碳资产管理,探索减源增汇方法与途径。     

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。     

气候变化对水安全影响的评价

<正>气候变化是不争的科学事实。根据观测资料,主要有十个方面的变化。第一,全球温室气体浓度变化。温室气体如CO2、CH4,自工业革命以来有明显的增长趋势,温室气体浓度的增加改变了热量的平衡,温室气体浓度增加是全球变暖的重要     

基于生命周期的猴子岩水电站温室气体排放分析

以猴子岩水电站为工程实例,采用生命周期评价方法,分析混凝土面板堆石坝水电枢纽工程在全生命周期内的温室气体排放,并重点考虑建设阶段、运营及维护阶段和拆除阶段.结果表明,猴子岩水电站生命周期温室气体排放系数为10.02kgCO2/MW·h,其中建设阶段温室气体排放约占67％,运营及维护阶段及拆除阶段仅约33％.与传统的火力...     

溪洛渡水电站生命周期环境影响分析

本文采用基于生命周期的评价方法,开展了溪洛渡水电站建设的环境影响初步分析与探讨,研究范围包含从原材料的生产至水电站废弃处置的整个生命周期过程。通过对溪洛渡水电站生命周期内污染物排放及能源消耗的分析计算表明：每1 MW·h发电量,在原材料生产阶段,其水泥及钢材对全球变暖潜值、酸化潜值、富营养化潜值、光化学臭氧合成潜值及烟尘及灰尘潜值的贡献率均超过了60%,系温室气体产生最多的一个环节。此外,溪洛渡水电站生命周期内每发电1 MW·h会消耗标准煤约0.99 kg,排放温室气体约3.83 kg CO₂-eq,远远低于传统火电CO₂的1 212 kg排放量,也低于核电、风电和光伏发电等的温室气体排放量。