岩溶水库热结构变化对水体溶解无机碳及其同位素的影响过程
李大帅1
吴少景2
李建鸿3
张陶3
1.西南大学地理科学学院,重庆400715;中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西桂林5410042.上林县大龙洞水利工程管理所,广西南宁5305003.中国地质科学院岩溶地质研究所/自然资源部、广西岩溶动力学重点实验室,广西桂林541004
摘要：以中国南方亚热带地区典型的地下水补给型水库——大龙洞水库为对象,于2018年1月、4月、7月、10月、12月分别在上、中、下游三个监测点进行采样,探究水库热结构变化对于水体无机碳及其同位素的影响过程及机理.结果表明:(1)大龙洞水库水体在一个水文年中呈现周期性的混合期—分层期—混合期的热结构变化,4月热分层开始显现,7月逐渐显著呈现完整的热分层,10月以后热分层逐渐消失,水体逐渐实现混合;(2)水体热分层是溶解无机碳(DIC)浓度与碳稳定同位素(δ13CDIC)值变化的主要驱动力.表水层中DIC主要受水—气界面二氧化碳脱气、水生生物光合作用控制,其DIC浓度与δ13CDIC值分别为3.22mmol·L-1和-9.15‰;温跃层中DIC主要受有机质降解过程影响,其DIC浓度与δ13CDIC值分别为3.43 mmol·L-1和-9.70‰;底水层中DIC主要受碳酸盐沉淀过程影响,其DIC浓度与δ13CDIC值分别为4.32mmol·L-1和-11.89‰;(3)三种过程伴随水库热结构的变化而变化,驱动DIC浓度及其同位素的变化梯度G(DIC)与G(δ13CDIC)的变化,表现为底水层＜表水层＜温跃层.热分层结束进入混合期后,DIC浓度与δ13CDIC值的时空差异均逐渐消失,最终表现出DIC浓度与δ13CDIC值的均一化.
关键词：溶解无机碳稳定碳同位素热分层二氧化碳脱气
分类号：P641(水文地质学与工程地质学)TV697.2(水利枢纽、水工建筑物)
资助基金：中国地质科学院基本科研业务费项目(2017006)中国地质科学院基本科研业务费项目(2020004)国家自然科学基金(41977166)国家自然科学基金(41907172)国家自然科学基金(41572234)广西自然科学基金项目(2017GXNSFFA198006)
论文发表日期：2022-04-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 183-196 )
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