不同细颗粒含量甲烷水合物沉积物三轴剪切试验研究

海域试开采区域含水合物沉积物的粒度分析结果表明水合物沉积物骨架由粗、细颗粒混合构成,通过开展多组低温、高压三轴排水剪切试验研究细颗粒含量和密度对含甲烷水合物沉积物和无水合物沉积物的强度和变形特性的影响。试验结果表明,含水合物沉积物抗剪强度及剪胀性都随细粒含量提高而显著增强。这是由于细颗粒含量增加改变了颗粒间水合物的样貌和分布特征,形成了由水合物包裹着粗颗粒-细颗粒的团簇状集合体。然而,细颗粒含量对无水合物沉积物的强度和变形特性的影响却表现出相反趋势。另外,含水合物沉积物的剪胀关系可以使用修正剑桥模型中的剪胀关系式进行描述。结果表明,剪胀关系的拟合曲线依赖于水合物饱和度的大小。通过对比研究发现,天然水合物和实验室合成水合物试样在较高饱和度时的峰值摩擦角大小及其伴随水合物饱和度的增长趋势存在差异,这种差异主要来源于水合物在沉积物骨架颗粒孔隙中不同的赋存模式及分布特征。     

杭州湾南岸滩涂沉积物中HCHs与DDTs污染特征分析

摘 要：目的 了解六六六（hexachlorocyclohexanes,HCHs）与滴滴涕(dichloro diphenyl trichloroethanes,DDTs)在杭州湾南岸滩涂沉积物中的污染现状。方法 于2018年4月，采集杭州湾南岸地区4个采样点不同深度（0~80 cm）滩涂沉积物，利用气相色谱-串联质谱法（gas chromatography tandem mass spectrometry, GC-MS/MS）测定了该区域中HCHs与DDTs的含量，对其分布规律进行分析，使用共识沉积物质量基准法对其生态学风险进行了评估。结果 所有样品中均检出，HCHs与DDTs含量分别为4.20~6.24 μg/kg与3.37~4.73 μg/kg，主要以β-HCH、δ-HCH以及DDE为主，其污染主要来源于历史性工业品，整体污染处于较低水平；20.3%的沉积物样品中DDEs含量以及28.1%的样品DDTs总量介于阈值效应浓度(threshold concentration, TECs) 和可能效应浓度(probable effect concentration, PECs)之间。结论 杭州湾南岸沉积物中HCHs与DDTs的污染处于较低水平，具有较小的生态学风险。     

The impacts of cattle access points on deposited sediment levels in headwater streams in Ireland

Cattle access to streams has been linked globally with degradation of stream water quality, driven largely by bank erosion and resultant instream, fine sediment deposition. The majority of evidence on such effects is however based in arid and semiarid regions of the United States and Australia, with few studies relating to cool temperate climates such as Northwest Europe. In this study, “Quorer” resuspendable sediment samples were taken from riffle geomorphic units upstream (control) and at two points downstream (pressure and recovery) of cattle access points in headwater streams in agricultural catchments in Ireland to assess levels of deposited stream sediment. Samples were taken in April/May (2016) prior to the grazing season and in October (2016) at the end of the grazing season. Sites in good‐high ecological status catchments and less than good ecological status catchments were included in the study. Higher levels of sediment were found downstream of cattle access points in both good‐high status and less than good status catchments; however, the impacts of access points were spatially confined to, in most cases, the area immediately downstream of the point of access. There was a strong correlation between deposited sediment mass and organic matter (OM) mass, with levels of OM increasing linearly with deposited sediment mass. Levels of measured sediment were negatively correlated with riparian habitat health (measured using a qualitative habitat assessment). The results of this study highlight the need for measures to prevent cattle access to headwater streams where access points can be many in order to manage local habitat quality and downstream water quality issues.     

多泥沙河流水电站水轮机转轮内部流动数值模拟

针对多泥沙水电站水轮机转轮的泥沙磨损问题,以HLA351-LJ-275水轮机为模型,对水轮机在设计工况下,运用N-S方程和标准κ-ε湍流模型,利用CFX求解器进行仿真流动模拟。水轮机转轮进口沿叶高20%、50%、80%流面的压力、泥沙速度及泥沙体积分数分布的数值结果表明,水轮机转轮叶片工作面压力大于背面且最小压力高于气化压力。泥沙速度在叶片进水边和出水口位置普遍较高。水轮机转轮叶片工作面的泥沙体积分数大于背面,叶片工作面的泥沙体积分数在叶片出水口普遍较高,叶片背面的泥沙体积分数在叶片进水边普遍较高。研究结果对多泥沙河流水轮机转轮叶片的泥沙磨损评估及维修具有指导意义。     

基于高分一号遥感卫星的渤海湾悬浮泥沙时空分布反演

悬浮泥沙是评价II类水体水质的重要参数之一,近海岸水域悬浮泥沙对重金属、营养盐等具有一定的吸附作用,悬浮泥沙的分布特征在一定程度上反映着污染物的迁移和循环,因此研究悬浮泥沙对渤海湾建设和环境保护具有重要意义。为探究渤海湾水域悬浮泥沙浓度 和分布的变化特征,利用高分一号多光谱卫星影像,通过采用波段组合的方式对悬浮泥沙含量指数反演提取,反演得到2019年9个月的渤海湾悬浮泥沙指数,分析发现渤海湾悬浮泥沙含量在冬季受季风影响较高,春季和夏季的时候渤海湾高浓度悬浮泥沙向近岸收缩,秋季 悬浮泥沙分布格局有正在向冬季过渡的趋势,本文研究可为渤海湾的生态环境保护和工业开发提供重要的科学依据和参考价值。     

基于宽频复电阻率的含黏土沉积物中水合物饱和度计算方法

天然气水合物沉积物中的黏土成分显著影响沉积物的电学特性以及水合物饱和度的计算模型。以自主设计开发的复电阻率参数测量装置为实验平台,在20 Hz ~ 100 kHz频率范围内测试了黏土条件下含水合物海沙体系的复电阻率,分析了复电阻率的频散特性、黏土影响以及主导的电极化机制,利用泥质修正Archie公式建立了基于宽频复电阻率的水合物饱和度计算模型。研究结果表明：（1）含水合物海沙体系的复电阻率呈现出显著的频散特性,双电层极化和界面极化分别是20 Hz ~ 1 kHz和1 ~ 100 kHz频段主导的极化机制;（2）黏土颗粒表面的双电层发生形变增强了含水合物沉积物双电层极化作用,提高了复电阻率相角和虚部的绝对值;（3）在20 Hz ~ 100 kHz频率范围内泥质修正Archie公式岩性系数较为稳定,而胶结指数和饱和度指数与测试频率之间的关系在20 Hz ~ 1 kHz和1 ~ 100 kHz频段差异显著,因此应分频段建立水合物饱和度计算模型。本研究为探讨含水合物沉积物的低频电学特性和建立含黏土沉积物中水合物饱和度计算模型提供了新的途径。     

粗化床面非均匀沙推移质运动扩散特性研究

对泥沙颗粒运动规律的把握是准确估算推移质输沙率的基础。本文开展了粗化床面条件下的水槽试验，分析了非均匀沙颗粒的均方位移和速度自相关系数变化，并与已有均匀沙试验进行了对比。结果表明，粗化床面存在着由单个或多个粗颗粒组成的粗化结构体，形成比平整床面更复杂的底部边界，粗化结构体对泥沙颗粒运动造成较大影响，颗粒在运动过程中与水流动量交换强度大，泥沙颗粒运动与均匀沙试验“类弹道扩散”存在一定差异；受床面结构影响，部分颗粒表现出较强的横向运动，颗粒的横向扩散特性与流向扩散特性类似。与均匀沙平整床面不同，粗化床面上颗粒运动可能会相应改变床面结构，从而改变水流底部边界条件，进而对泥沙颗粒运动造成影响，泥沙颗粒运动存在较明显的记忆效应和反常扩散现象。     

汉江上游干支流沉积物细菌群落多样性和影响因素

为了解汉江上游干支流沉积物细菌多样性以及确定性过程和随机性过程在沉积物细菌群落构建过程中的相对重要性,基于Illumina高通量测序技术,分析了环境因子对细菌群落组成的影响,采用非度量多维尺度(NMDS)排序探究了季节之间沉积物细菌群落的差异,并结合中性群落模型和标准化随机率量化了确定性过程和随机过程对群落构建的影响。结果表明:汉江上游及其支流细菌群落主要由变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、蓝藻门(Cyanophyta)、浮霉菌门(Planctomycetes)和酸杆菌门(Acidobacteria)等组成；细菌群落在不同季节有显著差异；地理距离和环境因子对细菌群落结构影响较小,确定性过程并未在细菌群落组成中起到主导作用；随机过程很大程度上影响了群落在秋季和春季的组成,是沉积物细菌群落构建的主导因素。     

土壤和沉积物中磷素释放过程的影响因子分析

磷素是水体富营养化的限制性因子,土壤和底泥沉积物中磷素的释放和水体中磷素的迁移转化,都会对水体富营养化产生影响。磷素的最终释放量是物理、化学及生物因素共同作用的结果。文章从影响磷素释放的影响因子入手,系统分析影响磷素释放的关键因子,研究其在磷素释放过程中所起的作用,为研究磷素在水-土介质及水-沉积物界面中的迁移转化提供依据。