水位变化对干涸湖底沉积物有机碳矿化的影响

人为干扰和气候变化会改变湖泊水位状态,明确不同水位条件下湖泊沉积物有机碳矿化特征及其影响因素,对了解内陆水生态系统碳循环具有重要意义.为探究干旱区典型盐湖沉积物有机碳矿化速率对水位变化的响应,以巴里坤湖干涸湖底原状沉积物为研究对象,初步探究了0（T1）、-9（T2）、-23（T3）、-34（T4）和-45 cm（T5）水位处理对沉积物有机碳矿化速率的影响.结果表明,T1、T2和T3处理有机碳矿化速率在试验初期较高（0~10 d）,10 d后缓慢下降,T4和T5处理有机碳矿化速率呈先增加后降低趋势;T1（1.718 μmol/（m²·s））与T3（1.784 μmol/（m²·s））处理有机碳矿化速率不存在显著差异,T1处理有机碳矿化速率是T2、T4和T5处理的1.09、3.31和3.57倍,不同处理有机碳累积矿化量表现为T3 > T1 > T2 > T4 > T5.有机碳累积矿化量（C_t）占沉积物有机碳（C₀）的比例（C_t/C₀）介于0.012~0.044之间,沉积物有机碳潜在排放量（C_i）占C₀的比例（C_i/C₀）介于0.018~0.045之间;水位降低,沉积物有机碳矿化常数（k值）减小,T1处理k值最大（0.137 d）,T4处理最小（0.032 d）.线性方程C_r=0.008x+0.488能较好地模拟有机碳矿化速率（C_r）与水位（x）的关系;不同水位处理有机碳矿化速率与模拟柱中沉积物5 cm温度呈显著的指数函数关系,T4、T5处理有机碳矿化温度敏感系数（Q₁₀）显著高于T1、T2和T3处理,即水位降低增加了巴里坤湖干涸湖底沉积物Q₁₀.因此,就巴里坤湖干涸湖底沉积物而言,水位从0 cm降至-45 cm时有机碳矿化速率降低,Q₁₀增加;反之水位上升则会促进有机碳矿化分解,Q₁₀降低.水位持续下降抑制有机碳矿化可能是维持干旱区盐湖沉积物碳库稳定的机制之一.     

夏季降雨事件对水库温室气体通量变化的影响:来自湖北官庄水库的高频观测

湖库淡水水域对温室气体排放的贡献不容小觑,然而观测时间的代表性不足以及缺乏对降雨因素的考虑制约了碳排放的准确估计.本研究以湖北宜昌境内官庄水库为例,选取强降雨多发的夏季时段,针对水气界面温室气体通量、水体表层和垂向剖面气体溶存浓度及环境因子开展了为期1周的原位高频观测,以探讨夏季降雨事件对水库温室气体通量变化的影响.结果表明,观测期内官庄水库水气界面CH₄通量变化范围为0.007~0.077 mg/（m²·h）,CO₂通量范围为5.48~57.57 mg/（m²·h）,白天和夜晚均表现为大气的碳源.小雨、中雨乃至暴雨天气条件下,CH₄和CO₂日均通量均较低,日通量倾向于受风速和温度调控.CH₄和CO₂通量变化趋势较为一致,观测期内日间排放量高于夜间排放量出现的次数更多,昼夜差异对降雨天气状况无明显响应,风速是CH₄和CO₂通量昼夜变化的主导因素.暴雨过程中,CH₄-k₆₀₀和CO₂-k₆₀₀与水气温差存在显著正相关,但水体垂向混合过程十分短暂.在平均雨强为3.8 mm/h的暴雨第I阶段,CH₄-k₆₀₀对风速和降雨的响应明显,而在雨强更大（8.5 mm/h）的第II阶段,CH₄-k₆₀₀与风速、降雨均未表现出相关性,通量箱在强降雨条件下的适用性可能存在雨强阈值.     

贵州红枫湖近10年来(2009-2018年)水质变化及影响因素

为更好地研究贵州红枫湖的水质变化情况,本文利用贵阳市两湖一库环境保护监测站2009-2018年对红枫湖7个代表性监测点的营养盐、叶绿素a（Chl.a）浓度和水温、气温、透明度、降雨量等水文气象条件逐月监测数据,分析红枫湖10年间水体营养盐和Chl.a浓度以及部分水文气象条件的变化趋势.运用综合营养状态指数（TLI）对红枫湖营养状态进行评价,采用Pearson相关系数法统计分析10年内Chl.a浓度与总磷（TP）、总氮（TN）等水化学组成及水位、气温等水文气象条件的相关性.结果表明,2009-2018年红枫湖水体逐月TN浓度有较大波动（0.56~2.80 mg/L）,春、夏季高于秋、冬季;水体逐月TP浓度为0.016~0.103 mg/L,夏季略高于冬季;逐月氨氮（NH₃-N）浓度为0.007~0.71 mg/L,春季 > 冬季 > 秋季 > 夏季;水体逐月Chl.a浓度呈季节性波动（0.8~38.9 mg/m³）,夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季,年内先上升后下降.TP、NH₃-N、Chl.a浓度整体呈下降趋势,10年间水质有很大改善.经计算红枫湖在这10年间处于中营养状态至轻度富营养状态,且营养状态指数呈逐年下降趋势,夏季TLI明显高于其他季节.统计分析表明,红枫湖水体Chl.a浓度与高锰酸盐指数、NH₃-N、TP浓度均呈显著正相关,与氮磷比呈显著负相关,与水温、pH、降雨量、气温、日照时数呈显著正相关,与透明度、气压呈显著负相关,与水位、湿度、风速无显著相关关系.表明这10年来红枫湖水体Chl.a浓度不仅受营养盐浓度控制,很大程度上还受控于气象和水文条件.     

基于不同模型的河口区水产养殖塘水-气界面CH4气体传输速率及扩散通量研究

模型估算法是水-气界面甲烷（CH₄）通量监测的主要方法.本研究选择6种不同的参数化模型方法估算了2015年6、8和10月两个亚热带河口养殖塘水-气界面CH₄传输速率（k_x）及其扩散通量,探讨了河口养殖塘k_x及CH₄扩散通量的变化特征和影响因子.结果表明：研究期间,不同模型估算下的k_x及其扩散通量均值在闽江河口养殖塘变化范围分别为1.60±0.75~6.29±1.30 cm/h和9.19±2.67~30.64±6.28 μmol/（m²·h）,在九龙江河口养殖塘的变化范围分别为0.89±0.19~6.07±0.61 cm/h和3.18±0.48~21.03±2.13 μmol/（m²·h）;k_x及其扩散通量在两个河口区均呈现随时间推移而升高的特征;整个养殖期间,养殖塘水-气界面平均CH₄传输速率k_x呈现闽江河口略高于九龙江河口（P>0.05）,但水-气界面平均CH₄扩散通量呈现闽江河口显著高于九龙江河口的特征（P<0.05）;风速、水体溶解CH₄浓度和盐度是调控河口区养殖塘水-气界面CH₄扩散通量变化的重要因子;不同模型估算出的河口养殖塘水-气界面CH₄传输速率k_x存在差异,表明模型估算法获得的水-气界面CH₄扩散通量存在一定的不确定性.     

2017年8月8日四川九寨沟MS7.0地震前甘肃南部地区视应力变化

利用甘肃省区域台网提供的地震波形资料,计算甘肃南部地区2010年1月～2017年8月M_L≥2.0地震的视应力,分析九寨沟地震前甘南地区视应力的时空演化特征,所得结果如下：①M_L2.6～3.1、M_L2.0～2.5震级段地震视应力的空间分布具有较好的一致性,九寨沟M_S7.0地震前,距震中较近的川甘交界地区的舟曲、文县等地呈现出较为集中的视应力高值异常;②M_L2.0～2.5、M_L2.6～3.1地震的视应力在大区域范围内随时间的变化趋势有一定差异,M_L2.6～3.1地震视应力变化更为明显,在较大区域范围内表现为震前显著升高,而M_L2.0～2.5地震视应力则在震前一两年内开始下降;③随着区域划分范围向震中靠近,M_L2.0～2.5、M_L2.6～3.1地震视应力的变化逐渐趋于一致,至震中附近时,2个震级段视应力均表现为“震前几年长时间升高—临震前几个月下降”的同步变化。     

抚仙湖沉积物多指标记录的过去5000年湖泊环境变化

我国西南地区湖泊众多,利用湖泊沉积物已开展了大量全新世植被、降水、温度和水位等的重建工作.然而,代用指标的季节性差异和气候演变的区域差异使得不同代用指标和地区重建的古气候结果存在较大差异,需要更多可靠记录来相互佐证和构建我国西南地区气候变化的详细图景.本文以云南抚仙湖FXH-6钻孔沉积物为研究对象,对正构烷烃和色度指标作了分析,在厘清其来源及环境指示意义的基础上,重建过去近5000年抚仙湖有机质的来源和湖泊水位的变化,探讨了湖泊环境变化与区域气候变化的关系.结果表明,抚仙湖沉积物中正构烷烃n-C₂₃和n-C₃₁可有效指示内源沉水植物和外源陆生植物.近5000年抚仙湖湖泊环境经历了3个阶段:在5000—2300 cal a BP阶段,沉水植物广泛分布,湖泊水位处于高位;在2300—2000 cal a BP阶段,抚仙湖沉积环境快速变化,内源沉水植物生物量锐减,水位快速下降;2000 cal a BP至今,沉水植物生物量持续减少,湖泊水位保持低水位;同时,人类活动也影响了该阶段(2000 cal a BP至今)陆源植物的输入.本研究重建的抚仙湖持续降低的水位变化和湖泊生产力趋势与过去5000年西南地区的年平均温逐渐降低、年平均降水量逐渐减小的总体趋势相对应,表明区域气候变化是湖泊沉积环境变化的主要驱动力.     

鄱阳湖湖泊流域系统水文水动力联合模拟

本文以鄱阳湖湖泊流域系统为研究对象,鉴于该湖泊流域系统尺度较大,下垫面自然属性呈现高度空间异质性且具有流域-平原区-湖泊不同机制的水文水动力过程,为了真实描述湖泊流域间的水文水动力联系及反映不同过程间的作用机制,构建了鄱阳湖湖泊流域联合模拟模型.该模型基于自主研发的流域分布式水文模型WATLAC和湖滨平原区产流模型以及水动力模型MIKE 21 3个不同功能子模型的连接来实现该复杂系统的模拟.模型的联合采用输入-输出驱动及子模型的顺序执行进程,即将五大子流域与平原区入湖径流量作为输入条件来驱动湖泊水动力模型,模拟湖泊水位对流域入湖径流量的响应.以2000-2005年鄱阳湖流域6个水文站点的河道径流量、流域基流指数以及湖泊4个站点的水位资料来率定模型,其中各站点日径流量拟合的纳希效率系数E_ns为0.71~0.84,确定性系数R²介于0.70~0.88之间,而湖泊各站点水位拟合的纳希效率系数E_ns变化为0.88~0.98,确定性系数R²为0.96~0.98,均取得令人满意的率定结果.本文提出的鄱阳湖湖泊流域系统水文水动力联合模拟模型能较为理想再现湖泊水位对流域降雨-径流过程的响应.水位模拟结果进一步表明,该联合模型能用来获取重要的水动力空间变化特征.该模型可作为有效工具定量揭示湖泊流域系统水文水动力过程对气候变化和流域人类活动的响应.     

青海门源MS6.9地震井水位与水温同震响应特征分析

基于全国地震地下流体台网数据库,分析了2022年1月8日青海海北藏族自治州门源县 M_S6.9地震引起的地下流体井水位、水温同震响应特征。结果表明:本次地震引起的水位同震响应观测井数量远大于水温;水位同震响应开始时间、结束时间均优先于水温,水温同震响应是水位同震响应的次生变化。对比门源2022年1月8日 M_S6.9和2016年1月21日 M_S6.4地震,发现地震能量不同是造成两次地震同震响应差异的主要原因。     

2010年青海玉树MS7.1地震序列ETAS模型参数及其变化特征研究

采用时间序列的“传染型余震序列”（ETAS）模型和最大似然法对2010年4月14日青海玉树M_S7.1地震序列的参数进行了估计。为考察其结果的稳定性,设定不同的截止震级和不同的拟合截止时间分别进行序列参数估算。选用截止震级M_C=M_L1.5对玉树M_S7.1地震序列整体的参数进行拟合,计算获得α=0.948 2,p=1.059 6和b=0.817 3。与中国大陆M>7.0地震序列的平均序列参数相比较表明,玉树M_S7.1地震序列表现为触发次级余震的能力较弱,序列衰减速率较快。研究表明,截止震级M_C对α、k和p值有一定的影响。随截止震级逐渐增大,参数k值逐渐减小,α值总体上有增加的趋势,而对p值的影响较小。在地震序列的早期阶段,ETAS模型参数中的p值和α值在震后14天内随时间的变化幅度较为明显,其后各参数变化相对平稳。     

1960—2020年千岛湖流域蒸散发演变特征及驱动因素解析

为探究淡水湖库及其所属流域蒸散发演变特征,以及气象因子对蒸散发的影响规律。以长三角地区最大的淡水人工湖和重要的水源地——千岛湖为研究对象,采用Penman-Monteith等方法与WEP-L分布式水文模型,分别计算千岛湖流域1960—2020年潜在蒸散发(ET₀)与实际蒸散发(ET_a),分析二者年际变化趋势及突变年份;采用偏微分方法分析气象因子对ET₀的敏感性和贡献度;采用归因分析法分析突变前后气象因子对ET_a变化的贡献度,并利用蒸发表面水分指数(E_MI)解析流域蒸发互补关系。结果表明:ET₀与ET_a多年平均值分别为1021.7和857.5 mm,整体皆呈减少趋势,倾向率分别为-0.77和-1.03 mm/a,二者均在1980和2000年左右发生突变;ET₀对相对湿度变化最为敏感,ET₀增加的月份主要是由于相对湿度、平均气温的正贡献,风速呈负贡献但相对较小,ET₀减少的月份主要是由于日照时数和风速的负贡献,平均气温呈正贡献但相对较小;ET_a空间分布呈现东高西低格局,驱动因素按贡献率大小为相对湿度>风速>日照时数>气温;流域整体存在“蒸发悖论”现象,日照时数和风速的减小是引起ET₀近年来下降的主要原因;E_MI愈趋近于1时,反映流域ET₀和ET_a取值愈加接近,蒸散发互补理论在千岛湖流域适用。     

2002年10月以来昌黎井水位趋势上升分析

2002年10月昌黎井井口装置进行改造,改造之后排水口变小,引起了水位趋势上升变化.进入2003年4月以来,该井水位继续上升,无转折迹象.与往年同期比较,2002年10月以来的上升呈现上升幅度大、上升速率快的特点.由此对"改造出水装置引起水位上升"提出疑问,该井水位目前上升幅度大和上升速率快,到底是否地震异常?针对这一关键问题,做了以下分析工作地下水储量变化对井水位升降的影响;同一观测井多个测项的对比分析;解释了井孔出水管变细引起水位上升幅度大、上升速率快的机理,认为是地震短临异常的可能性较小.     

河北邢台水位抬升现象的水化学成因分析

2018年9月以来,河北省邢台市出现了地下水位大幅回升、多口干涸泉眼复涌等宏观异常现象。为判定异常现象是否与区域内构造活动和地下应力改变有关,2019年4～6月进行了3期现场调查,并对3口灌溉井和6处地表水进行水样采集,分析了水化学离子浓度和氢氧稳定同位素等水化学数据。结果表明,3口灌溉井具有地表水的特征,补给来源相似且与地下水存在一定的水力联系;受区域煤矿资源丰富及人类活动的影响,水体中富含SO_4~(2-)离子。结合异常出现前的生态补水资料,分析认为2018年9月以来河北省邢台市水位抬升现象可能是由邢台地区生态补水引起的,与区域内构造活动和地下应力改变没有直接联系,排除其是地震宏观前兆的可能。     

福建永安井水位大幅度异常变化原因的研究

2001年7月18日起,永安井水位出现持续的大幅度上升变化。经调查落实,这是由于该井附近的另一口多年开采的井孔,于2001年7月17日突然停止抽水,从而使永安井的地下水补给量增大,造成水位大幅度上升。深入分析该井水位变化的成因,为研究邻井抽水对地震地下水动态观测井水位动态的影响提供了一个实例,对于识别地下水前兆异常与抽水干扰有一定的参考意义。     

介休井水位异常的调查与分析

从井孔周围地下水开采量变化、大气降雨补给量变化、农田灌溉用水量变化、矿井塌方、涌水、排水和地震活动等影响因素入手 ,对 1999年至 2 0 0 0年间介休井水位的 2次突降原因进行了调查。通过初步分析 ,表明介休井水位阶降型异常具有一定的震兆性质 ,其水位的缓慢上升与突然阶降意味着介休地区断裂活动在加速。其地震预测的意义是未来一段时间山西地震带内有发生MS≥ 5 0级地震可能     

大华北地区应力场在汶川地震时的变化研究

利用大华北地区在汶川8级地震时有水位阶变的31口并孔的观测资料,通过计算各井水位系统的观测格值,进而估算了震时引起大华北地区应力场的调整变化.研究发现汶川地震后大华北中部地区的压应力得到增强,大华北东部和南部地区则表现为应力降低,对未来大华北地区的地震危险性预测应具有一定参考价值.     

晋10—1井水位短周期变化的原因

1990年12月28日晋10－1井水位突升，文中研究了晋10－1井附近的环境，分析了与井水位变化的相关事件，得出霍州电厂水源井系水是晋10－1井水位短周期变化的主要影响因素的结论。     

近60年洞庭湖水位演变态势研究

辨析洞庭湖历史水位演变态势对保护湖泊生态系统健康运转以及确保长江中下游防洪安全和水资源利用均至关重要。为了定量评估洞庭湖近60年来水位变化特征、程度及规律,基于洞庭湖鹿角、杨柳潭和南咀水文站1961—2020年逐日水位监测数据,应用Mann-Kendall检验法、小波分析法、累积距平法、滑动t检验法等方法对洞庭湖水位变化趋势性、周期性、突变性进行分析,进而采用IHA-RVA法综合评价洞庭湖突变年前后各站点水位改变度和整体水位改变度。研究结果表明:(1) 1961—2020年,鹿角站和杨柳潭站年均水位呈上升趋势,南咀站年均水位呈下降趋势;3个站点水位周期性变化较为明显,呈现4～5个时间尺度的周期变化规律,第一主周期为55～56年;鹿角站水位突变年份为1979、2003年,杨柳潭站水位突变年份为1978、2003年,南咀站水位突变年份为2003年,综合确定2003年为3个站点突变年份。(2)通过分析突变前后3个站点的水位、时间、频率、延时和改变率5组32个水位指标改变度,发现杨柳潭站水位改变度大于鹿角站和南咀站,鹿角、杨柳潭、南咀站的整体水位改变度分别为43%、48%、42%,均属于中度改...     

2021年漾濞MS 6.4地震云南数字化井水位同震响应特征分析

通过对漾濞M_S 6.4地震云南数字化井水位分钟值数据同震响应特征进行分析,分析观测仪器采样率对井水位映震能力的影响,并对水位同震响应机理进行初步分析。结果表明,对于漾濞M_S 6.4地震,13口同震响应观测井主要分布在震中距200 km范围内的红河断裂带北侧和小滇西地区;同震响应形态可分为阶升（上升）型、阶降（或缓降）型、阶变（阶升、阶降）—复原型等3种变化类型,阶升型同震响应幅度相对大于其他2种类型;由漾濞M_S 6.4地震烈度长轴和短轴共同划定的椭圆区域来划分此次地震静态应力和动态应力的影响范围,可以从各观测井受力状态初步分析水位同震响应变化形态的力学机理;在静态应力影响范围内,井水位同震响应主要表现为阶升变化;在静态应力影响范围以外,除以阶变（阶升、阶降）—复原变化为主外,还有阶降（缓降）、阶升变化。观测仪器采样率对井水位映震能力的影响较大,水位秒钟值数据的同震响应变化形态更加完整,但目前水位秒钟值数据的收集和使用都还在不便之处,这种情况有待改进。     

基于Matlab的井水位反演含水层体应变可视化系统的研制

基于反演含水层体应变的数学模型,在Matlab GUI界面下研发1款高效、便捷的体应变反演软件,实现了规定时间阈内连续体应变值和实时体应变曲线的一键获得功能。软件的用户界面操作简便,经实例验证,其运算速度和结果均可满足计算和分析需求。