HOBO河流水温记录仪在南非的应用
水温作为集水条件指数，是一个功能众多变量，既是驱动器和缓冲器，在不同的时间和空间尺度。数据记录仪，用于记录时间每小时水系列温度内的萨比集水，姆普马兰加，南非的萨比，沙和Marite的河流。两年缩小每小时水温水温，提供信息，提供每日统计对年度内的热变性以及如何这改变了沿纵轴的萨比河。一般情况下，平均和最高水温，热变性，在萨比河下游距离增加。萨比河，即在两个主要支流水的温度。Marite和沙河流，显示较高的最大值低于相应的网站在萨比河极小。hyporheic水的作用，并进一步研究支流的贡献是提出，连同其他长期水温时间序列集合。关键词：水的温度;萨比河;年度内变异

介绍一条河流的年度热制度是其最重要的水源之一质量参数，在确定的重要组成部分水生群落分布（Nikolsky，1963年，1979年史密斯;1981年，沃德1985年周等，1996;沙利文等，2000;Caissie等，2001;邓纳姆等，2003）。此外，大部分水的化学，物理和生物特性是温度依赖（史密斯，1981）。非生物过程和之间的联系生物模式是一个重要的河流管理的考虑，如果生物多样性是要维持河流系统内。一个根本在这个过程中的第一步是描述和理解水温度模式，尤其是作为环境梯度从下游的水源。

水温经营许多变量的函数在不同的时间和空间尺度，并可以作为索引集水条件（普尔和Berman，2001年，约翰逊，2003年）。河流的热政权的驱动器（例如，太阳辐射，在动态的平衡与表面摩擦和支流流量）通过传热过程，如蒸发热损失（巴塞洛，1989）。河热的收益或损失是反过来“缓冲”的因素，如河岸着色度（灰色和爱丁顿，1969年），流量，渠道形式和贡献的hyporheic区（即流或河流冲积物和相关从冲积含水层的地下水）（普尔和伯曼2001年）。在源头和低流量的差异达到热滞后的结果（即之间的时间差越来越水温气温）与下游距离（史密斯，1972）宣布，由于水气温呈负相关流量和缓冲水温对流动量越来越发音与下游距离。本的后果活力是水温变化沿纵向轴的一条河流，季节性和日常的基础（韦伯和墙体，1985;艾伦，1995年），昼夜波动季节性叠加韦伯和墙体，（1985）年度周期。

尽管在许多河流被视为热特性为普遍，南非的河流有自己鲜明的特色。沃德（1985年），在比较热特性北半球与南半球河流，得出的结论是什么让不同南半球河流从北北半球河流，即“一个程度的问题，而不是一种”南非的河流可能有相似之处，在北半球但这些更大的比例，将更多的变数比在北半球。采用Chiew等人。（1995年）已经证明，南部非洲的河流，像澳大利亚的河流，有极端流动制度，显示的流量变化的世界平均水平的两倍。是当前新的兴趣，特别是在北部，半球了解河流的热制度，流，由于预期改变自然热制度许多河流（约翰逊，2003年）。这可能是一个后果蓄水，改变土地用途的，与气候变化（穆赫辛尼等，1999），从而导致流动制度的变化。改变流制度通常会导致降低温度范围变化，即使平均气温可能保持不变（灰色和爱丁顿，1969年，史密斯1972;伍顿，1992年）。改变一条河流的热制度显着改变一个组件河生物体适应环境（公差和生命周期的线索）（阿普尔顿，1976;沃德，1985）。水温变异已正相关，与物种多样性（Vannote等，1980）。在维持变异的重要性现在公认的生态系统的健康和完整性（里希特等人，1997年）;丢失变异时，有可能因此而产生的生物群落的贫困化（史密斯，1972）。有限的理解存在的温度条件天然河流（史密斯1979年，约翰逊，2003年），尤其是在南半球（区，1985年）。这肯定是真实的萨比流域的河流，一个年度内程度较轻水温动态（杰维特等，1998），并在更大度的年际周期。特别是萨比河*应解决所有通信。

因为它在南非的环境水文学家感兴趣“冷手指”的效果（冰冷的河水呈现在一个温暖的陆地系统），与上冷水鱼类物种的典型到达也发生异常，在温暖的低地地区，（周等，1996）。本文强调在年度内的一般趋势水温度变化，在萨比河流域规模，每小时水在萨比收集的温度集水区超过1日至2001年6月至2003年5月31日期间。一个基本的了解这些特点是中央了解水的温度和水生动物之间的联系，并为设计适当的河道管理战略。

方法每小时水温，收集了9个站点，从1190中号a.m.s.l.（顶位），以157中号a.m.s.l.（最低的网站），连同在三个地点的每小时气温的萨比内，集水区，从2001年6月1日和2003年5月31日。七水的温度点位于沿纵轴的萨比河（图1），这是萨比集水区的主要河流，以提供年度内水温变化沿数据纵轴的萨比河。其他网站对Marite和沙河流，这是主要的萨比河的支流，允许进行比较之间的主要河流的水温萨比集水区。提供相关网站的信息表1。

水的温度记录使用HOBO（H8单声道系列）数据记录器（爆发，1999年）内部温度传感器（热敏电阻）。这样设备已成功地用于别处记录水的温度（例如刘易斯看到，1999年，罗宾逊等人，1999年）。HOBO记录器密封在防水的的聚碳潜水案件安装钢管内，沉浸在流水至少0.35米的深度和附加锚点（岩石或树木），用3毫米的钢缆。网站被选择的基础上接近锚点通道的底部，稳定和神秘的值（即盗窃或损​​坏的风险降低）。热敏电阻进行校准使用水浴0°C和50°C，而且要精确到约0.5°C。水的温度数据下载每2至3个月。三个温度/相对湿度HOBO位于记录器（HOBOH8亲系列温度/湿度）（爆发，1999年）安装里面的萨比河一公里内的网站，辐射屏蔽（戴维斯，2000年）在一个高度重视钢柱离地面1米，分别用于记录每小时的气温。记录器的一个子集被选为总结流域的趋势。WT1基因和WT7地点的选择是基于他们的位置上集水区的上限和下限的极端，而网站WT3被选定为“中间”的网站。之间小时的时差空气和水的温度估计，使用简单的线性回归，与水之间的相关性最高（R）滞后的温度和空气温度从0到4小时。每小时比例曲线，显示时间百分比每小时水在为期两年的研究，温度下降1°C类间隔内图1

水温监控网站内萨比集水区。部分克鲁格国家公园下降内中的萨比流域显示（阴影），连同主要城镇。TABLE1的九水温度监测点的网站信息的萨比流域内。下游距离计算从萨比河源，因此这个参数不适用于沙或Marite河上的网站网站（N/A）。河现场记录仪通道海拔纬度经度Downdepth宽度（m（小数（小数点流（米）（米）a.m.s.l.）°〜）°C）的距离 期间，分别计算网站上（WT1基因），“中间”（WT21）和低（WT7）达到了萨比河。这些曲线排名每小时水温度从低到派生最高执行频率计数内水温每个类区间，并最终转换这些百分比值。通过计算，得到每个站点平均每天范围全年平均每天范围（最大到最小），水温度。每个记录器每小时水温分析，以提供日常手段，最小值和数据最大的水温。水箱和晶须地块温度被用来作为下游距离的函数说明水温的变化与下游距离（作为一个通用的术语，这是本文档中固有的内这是流量，海拔高度和地貌）的影响。每天的时间和累计度日温度曲线大于15°C间被用来提供序列上的信息萨比河在每年的基础上加热。这阈值选择，因为它符合中水温度在上游集水区网站（WT1基因）（参见图5）。结果：在集水区的温度变化

讨论essig（1998）定义了三个关注的环境水温水文学家，即：•真水的温度（即在给定的实际水温感兴趣的横截面）的时间内;·温度传感器附近的水温。传感器往往是附近的银行，那里的水往往是较为低迷，因此回暖•录制的水温，这是一个功能记录仪的精度和校准因此，数据的质量是一个功能的准确性温度记录器，以及在适当的选择河道内的位置。地点的选择关键在确保记录的水温是代表正在考虑的河流河段。记录器应在混合区，如浅滩，放置，并没有接触江底，以避免寒冷或温暖的口袋里的问题，热分层（刘易斯等人，2000年）。然而，这些因素需要对从破坏的威胁平衡和动物的伤害，在这项研究中的案件。从这个数据02468101214020406080100120140160180下游距离（公里）变异系数（％）六月至八月九月至十一月2010年12月2月3月年度051015202530020406080100120140160180下游距离（公里）温度（℃）六月至八月9月11月12日二月三月至五月周年图11平均每日季节性和年度沿水温度纵轴的萨比河为2001年6月期间12003年5月31日。图10每年的季节性系数平均每日水的变化（％）温度在萨比河下游距离的函数，平均每日水的基础上6月1日期间的温度研究会发生最好的近似真实的水温河床，由于0.5°C，的HOBO记录仪的决议。“真水的温度和水温的区别附近的记录器是不能量化的，虽然它接受这种差异可能会发现，由于记录器的位置。匿名。（1998年）发现，记录间隔一小时是足够的测量生物学意义的水温，Sullivan等众多生态研究（例如佚名，1998人，2000年;。Caissie等，2001）都使用相同的日志记录的时间间隔。在这项研究中，被认为是季节性趋势的推导在一个小时的时间步长高的精度水平比更重要，由于规模的研究。的比例，持续时间和程度一天曲线突出广泛流域尺度的热的趋势。在一般情况下，平均和最大温度，以及热变性，增加与下游在萨比河的距离。这种趋势是一致的这些建议由Vannote等。（1980）河的一部分连续的概念。这些趋势是可能的结果之间复杂的相互作用，特别是河流地貌，流体积如何季节性变化，从支流的横向输入，海拔，太阳辐射（2001年Poole和伯曼）。为例如，从支流侧流输入（Marite与沙河流）可能会影响加入水温度在萨比河温暖的海水汇合点，促进热变异，由于观测到的更高的极大值和较低的最低这两条支流内（参见图6）。
一个这样的组合因素可能解释系数明显异常变化是最高的，在冬季的几个月，因为这恰逢低流量时期，流动的缓冲作用量减少，水温和水的温度因此气温更为敏感。额外可能解释这一现象的因素是，在冬季个月，一般是云层少，例如，昼夜辐射通量（气温）有一个较有经验的昼夜范围更广在暑假期间，是显而易见的，从每小时地块。
各河段内，一个24小时周期的正弦模式可见，空气和水的温度，虽然振荡水温挫伤。在这项研究中不考虑的一个额外的变量的作用对缓冲水温hyporheic的流量。例如，福勒和Scarsbrook（2002）发现，水温在向下涌地区是平等的温度在流通道，而在上涌地区的水温冷却器，由于河水与冷却器地下水混合。因此，水温不能完全理解没有充分考虑河流的hyporheic区。在中下游的萨比河的部分，被认为是这个缓冲区的作用可以忽略不计，由于基岩控制在很大程度宏通道（文物等，1997）。在中下层到达，萨比河被局限在一个狭窄的深谷内现有的主机的岩石，并积极的河道演变和沉淀仅限于在这个“大通道”的区（范Niekerk遗产，1993年）。然而，hyporheic流的作用仍然可能宏内的通道，这确实发挥的作用有限显示一些冲积特征（文物等，1997）。这样流量也可起到更重要的角色，在上游萨比河连同更冲积的沙河。这是非常众所周知，岩石的萨比河上游为主白云下层，这是众所周知的提供地下水流入河流。这些变量输入地下水和地表水不仅在营养方面有重要的生态意义，供应和水的温度，但也的hypogean无脊椎动物群落（Fowler和Scarsbrook，2002年）和鱼生存（马尔科姆等，2003）。影响的程度萨比沙河的不同河段内hyporheic区系统可量化的使用测压巢（即集群领域定位在银行端在不同深度的钻孔）下涌和上涌，如浅滩的头部和尾部（戈登等人，1994年，福勒和Scarsbrook，2002;马尔科姆等，2003年）。此外，居住时间hyporheic流动可能确定使用的水化学示踪技术（马尔科姆等。2003年）。基于这项研究的数据，可分为萨比河分为两个截然不同的热区。这些区域的配合周等人提出的区域。（1996年），分组的鱼凉爽的水种组合的萨比河分为两组;（山脚区）和一个温暖的水组（低地区）。萨比河系统内，有人建议由周等。（1996年），观察ichthylogical模式在很大程度上解释热模式。进一步对研究范围在这条河的水温度的生态意义存在于学习的季节变化和幅度的“coldfinger”在介绍中提到的效果。这是可以实现的通过模拟水的温度，用适当的水温度模型，并观察比较残差过渡区域内的模拟水温低地和山麓地带，附近Hazyview的。一致oversimulations年内这个区域内的水温可以提供一个客观的量化的“冷手指”的方法效果，这是反映在鱼类群落模式，连同阐明这种影响的季节性性质。

结论重要的是要了解，水的驱动程序，模式在不同的空间和时间尺度的温度，特别是在生态的重要性，如集水系统，萨比河。这样的研究，使建立的参考在河流系统，以及表征热条件一条河流的热“签名”。这种方法提供了基础检测在一条河流的热体制的变化，以及增加的年际变化的认识，以及如何这改变纵向距离。进一步的研究应致力于深化不同的热相对重要性的认识驱动器和缓冲器，尤其是支流的角色和hyporheic区，内如萨比变量河流系统。这样的研究提供了了解影响的基础气候变化，这可能会导致流量减少的活动，水的温度，以及累计季节之间的联系水的温度和水生生物群落模式。

致谢我们非常感谢水研究委员会和的大学纳塔尔研究基金资金。还要感谢克鲁格国家公园的科学服务领域的援助，罗德斯大学的后勤研究所水资源研究支持，以及下面的人迁就，它们的属性：罗伊Charsley;巴里和米歇尔的HOBO记录仪比勒陀利乌斯;和亚历克斯和娜塔莉杜尔。