浮游植物对摇蚊幼虫扰动的响应研究

为了探究底栖动物扰动对上覆水浮游植物的影响,在实验室设沉积物-水微系统,引入广泛分布的红裸须摇蚊幼虫(Propsilocerus akamusi)和浮游植物,运用微电极等技术方法监测沉积物-水界面理化指标。结果表明,摇蚊幼虫的扰动降低了沉积物间隙水的溶解性有机磷(SRP)向上覆水的释放通量,减少了上覆水的溶解氧(DO)浓度,导致上覆水浮游植物生物量降低和群落结构向适应低磷的物种组成改变。同时,摇蚊幼虫扰动所引起的沉积物DO渗透量与沉积物-水界面SRP通量变化具有显著相关性,浮游植物生物量和上一次沉积物-水界面SRP通量变化有显著相关性,这些结果揭示了摇蚊幼虫通过改变沉积物结构和理化性质,进而能够抑制浮游植物的生长,有利于抑制水华现象的发生。     

海河流域典型河流沉积物粒度特征及分布规律

为了解海河流域典型河流沉积物粒度参数空间分布规律,对海河典型河流的表层沉积物进行采集并利用Mstersize2000激光粒度仪进行粒度分析。结果表明,海河典型河流沉积物平均粒径差异显著,分选状况总体较差;山区水系与平原水系相比,沉积物平均粒径减小,呈集中分布,水动力减弱;山区自北向南变化明显,水系沉积物平均粒径减小,分布集中化,分选状况变差,由极正偏-正偏,向对称方向变化,峰度向平坦方向趋近,水动力减弱,符合粒径自然变化规律;平原区水系沉积物粒径参数表明南北变化不明显,因受较多支流、河流-湖泊-洼淀湿地等复杂系统和人为干扰强烈的影响,南北无显著变化规律。总的来说,海河流域河流受人为干扰强度较大,河流沉积物源较为复杂,栖息地物理完整性差。     

太湖重污染湖区底泥沉积物特性

对竺山湖及太湖西岸湖区底泥沉积物的粒径、含水率、有机质、TN,TP含量进行研究,探讨竺山湖湾东部、竺山湖湾西部、太湖西岸北部、太湖西岸南部底泥污染物表层及垂向分布规律.结果表明,竺山湖湾沉积物中有机质、TN,TP含量高于西沿岸湖区,底泥再悬浮释放污染物风险较大;西沿岸北段清淤区垂向有机质、TN含量无显著性变化,TP含量...     

净水工艺中蠕虫的分布规律和污染类型

对珠江地区B水厂净水工艺中蠕虫的分布进行了现场调查,并结合净水工艺特征和检出蠕虫的生活习性等,对其分布规律和污染类型进行了研究。结果表明:B水厂净水工艺中蠕虫优势种属为仙女虫、线虫和摇蚊幼虫。仙女虫虽然有88.4%可被混凝沉淀和砂滤拦截,但进入BAC池后会大量孳生,出水平均密度高达18.94个/m3。各净水单元均对线虫有较好的拦截效果。摇蚊幼虫虽然也能被净水工艺有效拦截,但会在沉淀池大量孳生。从污染类型来看,线虫以原水输入的外源型污染为主,仙女虫和摇蚊幼虫则以二次繁殖引起的内源型污染为主。其中仙女虫污染暴发位置在BAC池,摇蚊幼虫则在沉淀池。净水工艺中蠕虫分布规律和污染类型均与蠕虫生活习性和净水工艺特点相关。     

基于粒径谱的连云港近岸海域沉积物多组分数字分离研究

基于沉积物粒径谱研究了连云港近岸海域沉积物粒度多组分分布特征,利用拟合方法进行了组分数字分离,分析了其成因机制。结果表明,连云港近岸海域沉积物粒径谱有单峰、多峰以及两者之间过渡态三种,表现为多组分分布特征,粒径谱形态变化在空间分布上具有一定的规律性。组分数字分离表明粒度分布具有2个基本组分以及两者的改造组分,受控于物源、水动力因素。潮流和波浪是控制粒度组分空间分布的主要因素。     

太湖长兜港固体悬浮物再悬浮的室内模拟

定量研究浅水湖泊动力扰动与沉积物再悬浮的关系,目前仍是湖泊研究中的难点之一。实验利用再悬浮发生装置,对太湖长兜港沉积物风浪扰动进行室内模拟,建立扰动强度与有效波高之间的关系,定量分析风浪对太湖水体中悬浮物的影响及固体悬浮物在水体中的垂向分布,初步得出风浪对太湖沉积物扰动深度一般在毫米级的结论。     

澜沧江源河床沉积物分布特征——以扎曲囊谦河段为例

基于对澜沧江源各冲积河段的考察分析,选定扎曲囊谦河段开展沿横断面钻孔采集河床沉积物,分析各沉积层沉积物的几何特性和沉积学特征,探讨沉积物粒度的空间变化规律。结果表明:囊谦河段沉积物以砂砾石为主,由跃移质和悬移质成分组成,无滚动沉积,其分选较差,自然分布频率曲线有2～4个峰度,主峰峰态高而窄,为典型的河床沉积曲线;沉积物粒径由上游至下游沿程减小,反映了峡谷壅水河段的泥沙沿程淤积分选规律;同一断面河槽附近沉积物粒径较粗,与水流动力分布一致,同时其沉积厚度亦较浅;洲滩沉积物粒径的垂向上分布呈现粗细交替、粗厚细薄的基本规律,可反映不同历史时期河道水文节律以及青藏高原气候的定性变化。     

河蚬扰动对不同质地沉积物中重金属生物有效性与毒性的影响

为探讨河蚬扰动对沉积物中重金属生物有效性与毒性的影响,制作重金属污染的不同质地沉积物(不同有机质含量和不同砂质含量)样品,采用室内模拟并借助间隙水平衡(Peeper)和薄膜扩散梯度(DGT)原位测定手段,试验研究了河蚬扰动作用下沉积物中重金属生物有效性以及毒性的变化特征。结果表明:河蚬扰动促进沉积物中重金属离子向上覆水释放,使上覆水中的Cd质量浓度增大了2%～12%,As增大了2%～198%;河蚬扰动使Cd、As的活性增大,在砂质沉积物中的活性大于有机质沉积物中的活性;河蚬扰动可促使沉积物中酸可挥发性硫化物的含量降低,进而改变其对沉积物中亲硫金属的结合能力,增强了沉积物中重金属的毒性。     

长江口北支河段整治工程实施后沉积物特征分析

1991～2010年间长江口北支河段实施了诸多河道整治工程,天然动力沉积环境受到了人类活动的影响。为探讨在新的水沙条件下北支河段沉积物的特征,对丰水年2012年和枯水年2013年两个典型年枯季的大范围沉积物取样样品资料进行了分析。结果表明:①北支河段沉积物中值粒径平均为0.055 mm,颗粒较粗;沉积物类型以黏土质粉砂和砂为主,砂集中分布在灵甸港以上河段,黏土质粉砂主要分布在新村沙至连兴港河段。②纵向上,从崇头至连兴港沉积物中值粒径总体呈减小趋势,且沉积物沿程特征差异显著,以灵甸港为界,上段沉积物中值粒径约是下段的2.5倍;横向上,沉积物粒径主要表现为"槽粗滩细"。③丰水年粒径粗于枯水年,尤其在以流域来沙为主的灵甸港以上河段。     

长江源曲麻莱段河床沉积物分布特征

基于长江源通天河曲麻莱河段河床沉积物测量和分析,通过各参数的统计及对比,探讨沉积物粒度的基本特性及时空分布规律。结果表明:取样河段沉积物以沙砾石为主,由跃移质和悬移质成分组成,无滚动沉积,粒度参数和频率分布曲线特征显示长江源曲麻莱段河床沉积物分选较差,自然分布频率曲线多为双峰,是较典型的河流动力沉积物。而阶地沉积物则为多峰,分选差,应为河流与冰川共同作用的结果;同一断面河槽附近沉积物粒径较粗,与水流动力分布一致;洲滩沉积物粒径的垂向分布呈现粗细交替的基本规律,可反映不同历史时期河道水文节律以及青藏高原气候的定性变化。沉积物粒度的垂向分布可以为河流历史形态复原和水力反演提供基本数据。     

基于大涡模拟的悬板径向坡度对排沙漏斗流场特性影响数值模拟

为了解悬板径向坡度改变对排沙漏斗流场的影响,文章采用了大涡模拟和VOF相结合的方法对悬板径向坡度i=0、0. 083、0. 173、0. 259时的排沙漏斗水气两相三维流场进行了数值模拟,并采用离散相颗粒轨道模型(DPM)模拟了悬板径向坡度不同时排沙漏斗对粒径0. 001～0. 1 mm颗粒的截除率。模拟结果表明:随着径向坡度增加,切向流速先增大后减小或趋于恒定,说明室内涡流强度并不是随着悬板径向坡度的增大而单调增加,存在一临界的坡度使室内涡流强度达到最大值;坡度i=0. 173时悬板上方区域(除溢流表层外)径向和垂向的合速度方向平行于悬板径向底坡且指向漏斗中心,使该区内的泥沙被再次输运至漏斗室而不易随溢出水流流出,减少了泥沙进入下游和沉降落淤于悬板的机率。颗粒截除率模拟结果也表明i=0. 173时的漏斗对各级粒径颗粒截除率最大,也表明悬板径向坡度存在一临界值使漏斗截除率达到最大值。     

淤积刺激下滨海湿地植物根系吸水及土壤水分变化

基于HYDRUS-1D模型,研究滨海盐沼湿地中泥沙淤积和地下水位对滨海互花米草根系吸水及土壤水分变化的影响。结果表明:地下水位为0 cm时,泥沙淤积对土壤含水率沿土壤深度的分布无影响;地下水位为-14 cm时,互花米草根系生长的土壤含水率相对略低,受到泥沙淤积的轻微影响;地下水位为-28 cm和-42 cm时,泥沙淤积促进互花米草根系吸收土壤表层的水分,加快淤积层土壤水分的消耗,进而改善土壤淤积层的通气条件。在泥沙淤积刺激下,互花米草根系主要吸水区域往淤积层方向垂直上移。     

黄河水滴灌系统灌水器结构-泥沙淤积-堵塞行为的相关关系研究

传统的黄河水沉淀-过滤系统存在沉沙池建设成本高、过滤器频繁反冲洗能耗高等问题,让更多的细颗粒泥沙随水流排出灌水器体外是解决黄河水滴灌系统灌水器堵塞的新思路,而摸清泥沙在黄河水滴灌系统内部的淤积特性以及灌水器结构-淤积泥沙特性-堵塞特性参数间的相关关系是探索其排沙能力的前提和基础。为此,本文在河套灌区开展了黄河水滴灌系统灌水器堵塞原位试验,系统分析了6种内镶贴片式灌水器内部细颗粒泥沙含量及粒径分布动态变化特征,探索了三者间的级联关系。结果表明：进入灌水器内部的泥沙99%以上可以排出体外,淤积在灌水器内部的泥沙以粉粒为主、砂粒次之、黏粒最少。随着灌水器堵塞加剧,内部淤积泥沙的黏粒、粉粒比例相对降低,而砂粒比例相对增加,泥沙进入灌水器后存在聚集等行为,使得灌水器内部淤积泥沙粒径明显高于毛管入口。泥沙比表面积淤积量、粉粒比例、砂粒比例、D₅₀、D₉₅对黄河水滴灌系统Dra、克里斯琴森均匀系数CU影响显著（p<0.05）,不同灌水器淤积泥沙粒径明显不同,D₅₀与灌水器结构无量纲参数（流道宽深比W/D、面积长度比A^1/2/L）及断面平均流速v显著（p<0.05）相关。本研究对引黄滴灌灌水器设计及灌溉系统过滤配置具有指导意义。     

AN EVALUATION OF THE RELATIVE QUALITY OF DIKE POOLS FOR BENTHIC MACROINVERTEBRATES IN THE LOWER MISSOURI RIVER,USA

A habitat‐based aquatic macroinvertebrate study was initiated in the Lower Missouri River to evaluate relative quality and biological condition of dike pool habitats. Water‐quality and sediment‐quality parameters and macroinvertebrate assemblage structure were measured from depositional substrates at 18 sites. Sediment porewater was analysed for ammonia, sulphide, pH and oxidation–reduction potential. Whole sediments were analysed for particle‐size distribution, organic carbon and contaminants. Field water‐quality parameters were measured at subsurface and at the sediment–water interface. Pool area adjacent and downstream from each dike was estimated from aerial photography. Macroinvertebrate biotic condition scores were determined by integrating the following indicator response metrics: % of Ephemeroptera (mayflies), % of Oligochaeta worms, Shannon Diversity Index and total taxa richness. Regression models were developed for predicting macroinvertebrate scores based on individual water‐quality and sediment‐quality variables and a water/sediment‐quality score that integrated all variables. Macroinvertebrate scores generated significant determination coefficients with dike pool area (R² = 0.56), oxidation–reduction potential (R² = 0.81) and water/sediment‐quality score (R² = 0.71). Dissolved oxygen saturation, oxidation–reduction potential and total ammonia in sediment porewater were most important in explaining variation in macroinvertebrate scores. The best two‐variable regression models included dike pool size + the water/sediment‐quality score (R² = 0.84) and dike pool size + oxidation–reduction potential (R² = 0.93). Results indicate that dike pool size and chemistry of sediments and overlying water can be used to evaluate dike pool quality and identify environmental conditions necessary for optimizing diversity and productivity of important aquatic macroinvertebrates. A combination of these variables could be utilized for measuring the success of habitat enhancement activities currently being implemented in this system. Published in 2011 by John Wiley & Sons, Ltd.     

黄河乌兰布和沙漠段不同区域入黄沙物质粒度特征及其来源分析

土壤是具有自相似结构及一定分形特征的不规则复杂多孔介质,为更好地对黄河乌兰布和沙漠段不同区域入黄沙物质粒度特征进行定量表征并解析其来源,利用传统统计学和多重分形理论,研究了黄河乌兰布和沙漠不同地段土壤的粒度特征及粒径分布.结果表明:研究区土壤颗粒组成具有明显的多重分形特征,沙头对岸D0值为0.821、D1值为4.386...     

入流泥沙粒径组成对弱分层水体异重流及挟沙特性的影响

利用水槽设计水库分层水体模型试验,研究温度弱分层水体中不同入流泥沙粒径组成时异重流及其泥沙运动的特性。选用颗粒粒径0.01 mm、0.02 mm、0.05 mm的泥沙,开展了不同入流泥沙粒径组成条件下的异重流试验研究。在水温弱分层水库水体中,分析入流泥沙粒径组成的变化对分离点水深和间层流厚度的影响规律;不同泥沙粒径组成下,分析异重流在水库断面的泥沙浓度、较深的水域挟沙量变化规律;研究了泥沙沉淀量和悬浮量与入流泥沙粒径组成的关系。研究结果表明:在弱分层条件下,维持入流泥沙浓度3.75 g/L、入流速度0.005 m/s不变,异重流在水库中泥沙沉淀比例为29%~38%,泥沙在水库中的悬浮比例为46%~60%;粒径组成变化导致分离点深度和间层流厚度不同,颗粒粒径越大,分离点深度越深,间层流厚度越厚;异重流挟沙能力弱,水库淤积更严重,泥沙也会造成水库水浑浊;入库泥沙粒径越小,水库悬浮的泥沙浓度越大,水库的内源污染越大;当入库泥沙粒径较小时,宜在水库深水区取水,可减少水处理费用。研究成果可为水库取水、调水调沙提供参考。     

鱼类在TDG过饱和含沙水体中的耐受性

为探讨高坝泄洪引起的总溶解气体(TDG)过饱和含沙水体对鱼类的影响,以岩原鲤和鲢鱼为研究对象,开展TDG过饱和含沙水体对不同鱼类的急性暴露试验,根据鱼类受TDG过饱和含沙水体胁迫后的异常行为和死亡率、半致死时间等指标来分析不同鱼类受胁迫后的耐受性和差异性。试验结果表明:试验初期,试验用鱼出现较明显异常行为和气泡病症状,且岩原鲤早于鲢鱼;相同TDG饱和度下,随着含沙量的增加,试验用鱼半致死时间缩短,且岩原鲤半致死时间短于鲢鱼,表明鲢鱼比岩原鲤具有更强的适应能力和耐受能力;当TDG饱和度较高时,即使含沙量低,也会造成试验用鱼的大量死亡;过饱和TDG是导致试验用鱼死亡的主要原因,但不能忽略泥沙对试验用鱼死亡的促进作用。     

黄河泥沙对氮迁移转化的影响及环境效应

黄河具有高泥沙含量的特点,泥沙对营养元素和污染物的迁移转化具有重要的影响。含氮化合物是我国河流的主要污染物之一,是国家重点防控污染物,是影响河流水体健康的重要因素。本文基于实验室模拟实验和野外采样研究成果系统综述了泥沙对河流氮迁移转化的影响及其环境效应。重点分析了(1)黄河水体含氮化合物的时空分布特征及来源;(2)含氮化合物的悬浮泥沙-水界面过程以及悬浮泥沙对氮转化过程的促进作用;(3)悬浮泥沙含量和粒径等对有机氮降解、硝化作用、反硝化作用、耦合硝化反硝化作用以及厌氧氨氧化作用的影响;(4)泥沙对温室气体N_2O产生和排放的影响,以及(5)水沙条件变异对氮迁移转化作用的影响。研究结果可为气候变化和人类活动双重作用下河流氮污染治理以及温室气体的排放控制提供科学依据。     

浑水波涌畦灌条件下的间歇入渗试验研究

本文依据大田浑水连续及浑水间歇入渗试验资料，探讨了浑水连续入渗和间歇入渗特性及其规律，研究了浑水泥沙颗粒级配组成对浑水间歇入渗的影响，建立了浑水泥沙物理性粘粒含量与减渗率大小的关系，此研究成果为进一步研究浑水波涌灌理论与技术奠定了基础。