强弱风浪扰动下太湖的营养盐垂向分布特征

在一次风速12m/s的强风浪过程中及在连续多天弱风浪之后,对太湖梅梁湾一浅水区营养盐、悬浮物等的垂向分布进行了观测和分析。结果表明,在水底沉积物约20cm的情况下,强风浪期间与弱风浪期间相比,湖水中悬浮物浓度提高了10倍,总磷浓度提高了3 6倍。而强风浪期间与弱风浪期间的水体溶解性总磷(DTP)、溶解性活性磷(SRP)的浓度无显著差异。说明尽管强风浪过程引起沉积物大量悬浮,水体悬浮颗粒态营养盐显著增高,但是由于悬浮过程营养盐释放与沉降机制作用十分复杂,活性营养盐的浓度未必能提高。无论强风浪还是弱风浪期间,水体的表层至水土界面上50cm层的悬浮物浓度、营养盐浓度没有明显的分层现象,但明显低于水土界面上50cm内的悬浮物浓度和总磷浓度。无论是强风浪期间还是弱风浪期间,表层到底层水体SRP浓度无显著差异。     

模拟扰动条件下太湖沉积物的再悬浮特征

采用沉积物再悬浮振荡器在0.2~0.5N/m2的切应力和60~1800s的持续振荡时间下,对太湖沉积物原状芯样的再悬浮特征开展模拟实验研究,揭示切应力大小和外力作用时间对沉积物再悬浮的影响。实验结果表明,振荡初期,上覆水中悬浮物浓度上升速率较快,随振荡时间延长,上升速率减缓,浓度趋于稳定;且浓度上升速率随切应力增加呈显著增大趋势。此外,悬浮物沉降通量随振荡时间而增大,而再悬浮通量呈相反变化趋势,两者的时间变化曲线逐渐接近,最终达到动态平衡。室内模拟试验观测值与太湖现场观测结果的对比表明,该模拟装置能够在室内可控条件下较好地反映太湖沉积物再悬浮特征。     

季节性冰封热融浅湖水温原位观测及其分层特征

为探究季节性冰封浅湖热力学特征,于2010年10月至2013年7月对高原腹地一典型热融湖塘冰层生消、水/冰温及气象条件开展原位观测,分析了水温分布时间变化、温跃层以及冰生消对水温结构的影响。结果发现:冰面升华显著,贯穿整个冰期;水温日变化、季节变化和垂直结构受气温、大气辐射、风速、冰生消和湖底沉积层热贡献影响显著;在"无冰期-结冰前-冰生长期-冰融化期-融化后-无冰期"年循环过程中水温垂直结构分别呈现出"分层-翻转-逆温分层-逆温与正温共存-翻转-分层"的循环过程。分层期水温结构仅由上部混合层和温跃层构成,且偶因强风搅动而全湖翻转混合。可见,相比大中型湖泊,季节性冰封浅湖热力学结构差异显著。     

龙羊峡水库水温结构演变及其对下游河道水温影响

多年调节水库由于年际运行过程的差异引起水库水温结构变化,探明其规律及对下游河道水温响应具有重要意义。以黄河龙羊峡水库为研究对象,利用水库蓄水后的1988～2008年运行过程及水温观测资料,分析了水库运行方式与水温结构变化关系,探讨了水库不同运用过程对下游河道水温的影响。研究结果表明:龙羊峡水库水温结构演变及其对下游河道水温影响程度与水库运用过程密切相关。12～3月,水温结构为弱分层或等温分布,较高水位的蓄热增温效应明显,下游河道水温与水库水位变化具有同相位关系;5～10月,水温结构为分层分布,水位是决定分层形态变化最主要因素,下游河道水温与水库水位变化具有反相位关系,同时,水位与河道水温在不同的出入库水量条件下,呈现不同的线性相关关系。11月和4月,水温结构近乎为等温状态,也是水温结构变化的转折点。研究成果为分析大型水库在不同运行条件下水温结构及下游河道水温提供一定的参考依据。     

波浪扰动对太湖底泥磷释放影响模拟

为揭示波浪扰动对湖泊底泥磷释放的影响,在波浪水槽中模拟了不同波高情况下扰动对水体、水土界面、底泥间隙水的磷、溶解氧等的影响.结果显示,在大波扰动下,沉积物大量悬浮,水体总磷随之增加,溶解性磷增加却不显著;波浪扰动显著增加了水体和沉积物界面的溶解氧浓度,并增加了溶解氧在沉积物的侵蚀深度;波浪扰动降低了沉积物表层10 cm内间隙水中的磷浓度,而10 cm以下沉积物中间隙水中磷浓度基本保持不变.研究表明,波浪扰动可迅速增加水体中颗粒态的营养盐,但是对于溶解态营养盐,尤其是水体中活性磷浓度的影响,则受沉积物性质、水-沉积物间隙水磷浓度差,以及水-沉积物中氧含量等多方面因素的影响.     

西安市浅层地温场垂向分布特征及其影响因素分析

根据西安市内布设的12口长观孔监测的一年内的月平均地温,绘制不同时期地温随深度变化曲线,系统分析西安市浅层地温场垂向上的分布特征及其影响因素。分析得出：西安市垂向上的分布特征有两种类型：渐变升温型和升温降温交替型。影响其分布的主要因素是地质构造、地下水活动以及岩性。在开发利用过程中要针对浅层地温场不同的变化类型因地制宜地进行调查评价工作,合理开发西安市浅层地温能。     

桂林凉风洞洞穴系统垂向碳迁移特征及其影响因素

2017年11月至2018年11月,以桂林毛村凉风洞为研究对象,进行大气环境和洞穴环境野外监测,同时在洞穴上覆土壤30 cm和60 cm处开展试片溶蚀实验,并在洞穴内部进行试片溶蚀和滴水脱气监测,以测定垂向碳迁移主要过程中的CO2浓度和δ13C-CO2值。结果表明:（1）“大气—土壤—洞穴”垂向碳迁移系统能够与洞穴通风一起影响洞穴系统内部的CO2分布模式。洞口通风方向的转变取决于洞内温度与外界温度的差异,少雨的11月中旬到次年3月初通风方向为从洞外到洞内,此时垂向碳迁移能力弱,洞内CO2的分布由洞口通风主导;3月初至9月中旬,洞内外温差逐渐过渡并反转,洞口通风方向为从内向外,且降雨强度大,垂向碳迁移活跃并主导洞内CO2分布;（2）岩溶关键带土壤呼吸的强度决定了垂向碳迁移系统可迁移的碳量,洞内CO2分布的季节性变异本质上是外界环境在垂向碳迁移系统和洞穴模式上的响应;（3）洞穴上覆碳酸盐岩土下溶蚀实验表明土下溶蚀可削弱土壤碳源作用。土壤30 cm和60 cm处碳酸盐岩溶蚀速率分别为:0.48 mol?m-2?a-1和0.96 mol?m-2?a-1,而洞穴第一洞厅监测点的碳酸盐岩脱气速率为49.35 mol?m-2?a-1、第二洞厅内为9.07 mol?m-2?a-1,由垂向碳迁移系统运移到洞穴内部的溶解了土壤CO2的滴水脱气作用显著。      

季节冻土区埋地管道水温的变化规律及其影响因素分析

埋地管道是减少寒冷地区冬季冻害的常用铺设方式,深入认识埋地管道的水温变化规律可以为减小管道埋设深度、降低管道冻害提供理论依据,对当前季节冻土区农牧民集中式供水工程的推进具有指导意义. 采用仿三维数值方法建立了管道水温的计算模型,讨论了含水量、地表温度、管道埋深等6个主要因素对埋地管道最不利水温的影响. 分析结果表明,无论上述因素如何变化,管道最不利水温均随输送距离的增加而下降. 首先,随着含水量的增加、地表温度的升高以及管道埋深的加深,管道的降温速率不断减小并具有先快后慢的特点;其次,随着管径的减小、流速的降低,管道降温速率增大,且降温速率和流速之间具有近似的倒数关系. 另外,随着入口温度的升高,管道降温速率将呈指数形式不断增加.     

武汉东湖(官桥湖)沉积剖面的垂向磁性特征及其对环境污染的响应

利用湖泊清淤工程,对武汉东湖(官桥湖)湖泊沉积物进行了垂向样品的采集并测量了其环境磁学参数和重金属元素含量。根据其沉积物垂向磁性变化特征,以沉积速率作为时间标尺,结合东湖周边地区相关工业资料,初步建立了该"磁记录"与东湖周边地区城市化过程中环境演化的关系。结果表明,粒度较细且为准单畴颗粒、低矫顽力的亚铁磁矿物主导了沉积物的磁性特征。在深度44cm之下,磁参数量值均较低;在深度44~6cm之间,沉积物磁参数量值随深度的减小而逐步平稳增加;由深度6cm至表层,磁参数量值随深度减小而减小。沉积物的磁性变化特征与1956年以来的钢铁产量、机动车保有量和人均GDP变化均较为一致。     

楚雄地区北部土壤碳氮垂向分布特征及影响因素

土壤有机碳和全氮是土壤肥力的重要指标,土地利用类型、海拔、土壤类型均影响有机碳和全氮的分布.本次在野外剖面分层取样结合室内样品测试成果的基础上,分析楚雄北部不同类型土壤垂向0～80cm有机碳和全氮的变化特征并讨论其影响因素.     

Spatial and Seasonal Dynamics of Dissolved and Suspended Nutrients in the Water Column of Meromictic Lake Shira

正1 Introduction The vertical stratification of the water column has a significant impact on the spatial distribution of aquatic organisms,the dynamics and structure of the food web in     

太湖流域某地区浅层地下水有机污染特征

对太湖流域某地区浅层地下水有机污染特征进行了总结,并就污染来源、污染途径和典型污染源附近浅层地下水有机污染特征等问题进行了研究。研究结果表明,该地区浅层地下水中各组分的检出率较高,但检出浓度较低,除苯在个别采样点处超出美国环保局(EPA)饮用水标准外,其余卤代烃和单环芳烃组分均没有超标;平面分布上,卤代烃和单环芳烃各组分的浓度高值点大都集中于该地区东南部的工业区内,这种空间分布特征与工业区的分布具有明显的一致性;垂向上有浅部地下水的污染程度相对较重、深部地下水较轻的特点;典型污染源周边浅层地下水的污染程度较重,但随着采样点远离污染源,地下水中各有机污染组分的浓度迅速衰减。     

太湖南岸地热资源现状及资源潜力评价

根据热储埋藏条件、盖层、导热构造、地形地貌的总体特征,将太湖南岸地热资源区划分为湖州太湖南岸地热资源区、湖州小梅口地热资源区和湖州苍山地热资源区3区。通过计算区内地热流体年开采累计可利用热能量、热储中的热量、热储中岩石的热量和热储中水的热量,得出太湖南岸地热资源区热储中的热量是现有7口地热井年开采累计可利用热能量的1 162倍,其中,热储中水的热量是现有7口地热井年开采累计可利用热能量的126倍,热储中岩石的热量是现有7口地热井年开采累计可利用热能量的1 036倍,研究表明太湖南岸地热资源区可利用的地热资源丰富、潜力巨大。初步预测太湖南岸地热资源区东西两侧广大区域内均有可能存在丰富的地下热水资源,可作为今后地热资源勘查的重要区域。     

Concentrations and contamination trends of heavy metals in the sediment cores of Taihu Lake,East China,and their relationship with historical eutrophication

To assess the contamination trends and potential bio-availability of sediment-bound heavy metals, concentrations of heavy metals in acid-leaching fraction and in bulk sediments from the two typical bays (the Meiliang Bay and Xuhu Bay) of the Taihu Lake, East China, were studied. Pb and Zn showed elevated concentrations in the sediments from both areas, although sedimentation history and degree of pollution are different between the two bays. In the Meiliang Bay, both Pb and Zn pollutions started in the late 1970’s, the same time as the beginning of eutrophication of the lake, while the in the Xuhu Bay the metal contamination started since recent 10 years. The concentrations of acid-leachable Pb in the sediments from the Meiliang Bay are correlated with the historical eutrophication process. Before the eutrophication and heavy metal pollution, the chemical properties of the lake sediments were the same as the source compositions of the Xiashu loess. Both Pb and Zn in the sediments mainly occur in leachable forms by nitric or hydrochloric acid, whilst most of Cu is in residual fraction. The results indicate that both Pb and Zn may have higher mobility and bioavailability in water and biology than Cu.     

北京平原区第四系热物性参数特征及对浅层地热能开采的影响因素分析

【研究目的】 岩土热物性是影响浅层地热能资源评价及利用的重要参数。【研究方法】 在北京平原区各冲洪积扇采集了695件第四系岩土样品进行热物性及土工参数测试,分析了热物性参数特征及其对浅层地热能开采的影响。【研究结果】 北京平原区第四系岩土热导率平均值为1.465~2.022 W/(m·K),热扩散率平均值为0.450×10^-6~0.841×10^-6 m²/s,比热容平均值为2.323~3.080 MJ/(m³·K),热导率（λ）与热扩散率（κ）值存在一定的线性关系,相关方程为λ =1.6973κ + 0.6127。第四纪松散沉积物颗粒越细,热导率值越低;含水率0~5%范围内,热导率随含水率增加迅速增大,含水率5%~20%范围内,热导率增加变缓并趋于稳定,含水率20%~40%范围内,热导率随含水量增大而降低;在天然状态下,热导率随着密度的增加而增大,随着孔隙比的增加而降低;样品温度在0~40 ℃范围内,热导率随温度升高呈先减小后增大的趋势,20 ℃时热导率最低。【结论】 第四系热物性参数随地质条件变化而变化,热物性参数大小会影响浅层地热能储存、采集和扩散能力,热导率、热扩散率及比热容越大,岩土蓄热和导热能力越强。     

Effects of calculation procedure and sampling site on trap method estimates of sediment resuspension in a shallow lake

Resuspension estimates given by two different trap methods in a shallow lake were compared. The sensitivity of the methods to errors in estimates of gross sedimentation and organic fraction of trapped material was explored. The methods were label method, in which resuspension is estimated by determining the organic fraction of surface sediment, suspended seston and trapped material, and SPIM/SPM method, where the relationship between settling particulate inorganic matter (SPIM) and total settling particulate matter (SPM) is used. During the whole 111 day study period, according to the label method, at a sheltered station 1949 g m⁻² dry weight of sediment was resuspended, whereas SPIM/SPM gave an estimate of 1815 g m⁻². The difference in the estimates was probably due to mineralization loss of organic material in the traps during the two week exposure periods. Sensitivity analysis showed that of the two methods, the label method was more sensitive to variations in the organic content of trapped material. At a wind-exposed station, the total amounts of resuspended matter given by the label method and by the SPIM/SPM method were 4966 g m⁻² and 4971 g m⁻², respectively. Due to wind effects, escape of trapped material took place, which caused underestimation of gross sedimentation and compensated the effects of mineralization loss to diminish the difference between the methods. Of the two methods, the SPIM/SPM method seems thus more suitable for lakes, where bacterial activity is high. If cyanobacterial blooms take place, the label method is probably more reliable, providing that the exposure time of sediment traps is kept adequately short.