太湖水体后向散射特性模拟

为研究太湖水体后向散射系数的光学特性,利用太湖实测数据和半分析方法与光学闭合(Optical Closure)原理,对太湖水体的后向散射系数进行模拟,在此基础上对其光学特性和影响因子进行分析.研究结果表明:由于悬浮物浓度的差异,使得太湖水体后向散射系数具有明显的差异性,后向散射主要由无机悬浮物引起,浮游藻类对后向散射系数的贡献较小;由于悬浮物来源不同,使得悬浮物粒径分布、形状以及组成成分不同,导致太湖水体单位后向散射系数存在一定变化;以550 nm作为参考波段对太湖后向散射系数进行参数化,得出该波段后向散射系数与悬浮物浓度具有很好的线性关系,其指数在1.32~2.8之间变化,平均值为2.09.     

太湖湖泊水体碳循环模型研究

在垂直压缩三维水动力模型的基础上,建立了包括无机碳、有机碳、二氧化碳、浮游植物态碳、浮游动物态碳、鱼类态碳、沉水植物态碳、底泥中的有机碳、底泥中的无机碳、底泥间隙水中的有机碳和无机碳等状态变量的太湖碳循环三维模型。并用2000年的实测资料进行了参数率定,用2003年的实测数据进行了校验。校验结果显示,绝大多数校验点次的实测值与模拟值间的误差均小于30%,4个校验点的模拟值和实测值的年平均误差均小于40%,由此可见,模型虽然仍需进一步完善,但其已经具有了一定的模拟精度,为太湖湖泊水体碳循环的研究奠定了基础。同时模型计算结果表明:湖泊水体碳循环对大气二氧化碳浓度的降低有正面作用。     

太湖水体光学衰减系数的分布及其变化特征

利用2001-2002年周年太湖全湖不同湖区湖泊光学的实测资料,分析了太湖水体光学衰减系数的区域分布,季节变化,垂直分布及日变化特征,并阐述了其变化原因,将太湖与国外一些湖泊进行对比,进一步阐述了太湖的光学特征.结果表明:光学衰减系数的湖区分布大致为:河口区>五里湖>湖心区>梅梁湾>贡湖>东太湖;由于不同湖区对光学衰减系数影响的主导因素不一样,其季节变化存在差异,东太湖季节变化不大,湖心区衰减系数秋冬季较大,而梅梁湖区则夏秋较大;衰减系数日变化则表现为中午大,上午和下午小;衰减系数的垂直分布主要有逐渐递减和先递减后均匀2种类型;衰减系数的光谱特性表现为在短波部分较大,长波部分较小,670nm处有一相对高值.     

岩矿石吸收系数的算和测定方法

岩矿石吸收系数是钻孔电磁波法解决地质问题的重要的物性参数。岩矿石有无吸收系数的差异，是开展钻孔电磁波法能否奏效的前提．了解岩矿石的吸收系数可对钻孔电磁波法的透距和分辨力作出估计，并可为钻孔电磁波的反演解释提供重要的依据．本文不但给出了岩矿石吸收系数的计算方法，也给出了室内岩矿石标本吸收系数的测定方法和野外实测岩矿石吸收系数的方法。     

应用MODIS影像估测太湖水体悬浮物浓度

以太湖为研究区域,同步获取悬浮物浓度实测数据、水体反射光谱数据和MODIS卫星影像数据,构建基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)的悬浮物遥感估测模型.为了削弱大气效应,对MODIS影像了进行了粗略大气纠正.通过悬浮物特征光谱分析,将MODIS各敏感波段及波段组合与悬浮物浓度实测值进行相关分析,并应用实测光谱数据进行验证.在此基础上,运用回归分析建立半经验反演模型,并对模型进行了评价和应用.研究结果表明,MODIS影像可以很好地对大型内陆湖泊的悬浮物浓度进行遥感估测.250 m波段2 500 m波段4与1 000 m波段14是探测悬浮物的敏感波段.波段组合上,500 m组合因子r4/r3、r4-r3估测悬浮物含量的精度很高,适于构建反演模型;1 000 m波段8、11、131、4的多元组合也是构建模型的较好选择(R2均不低于0.85).     

太湖水体氮、磷赋存量的逐月变化规律研究

基于中国科学院太湖湖泊生态系统研究站2005~2009年对太湖逐月叶绿素a、氮、磷各形态因子及水深的监测,结合太湖大浦水文站的逐日水位数据,估算出2005~2009年太湖的逐日水量,并运用泰森多边形法,估算出太湖水体总氮（TN）、总磷（TP）、溶解性总氮（TDN）、溶解性总磷（TDP）、硝态氮（NO3）、铵态氮（NH4）、亚硝态氮（NO2）、反应性活性磷（PO₄）、颗粒态总氮（TPN）、颗粒态总磷（TPP）、浮游藻类叶绿素a（Chla）的逐月动态变化过程。结果表明:（1）太湖2005~2009年TN、TDN、NO₂、NO₃、NH₄、TP、TDP、PO₄、TPN、TPP、Chla的平均赋存量分别为1.36×104t、1.02×104t、0.02×104t、0.37×104t、0.25×104t、514.34 t、147.30 t、51.44 t、0.34×104t、367.04 t、7.92 t,不同月份、年际之间变化剧烈,变幅分别为106%、142%、657%、252%、233%、95%、196%、276%、236%、131%、276%;（2）2007年6月无锡贡湖水厂"饮用水危机"事件之后,截止到2009年12月,太湖水体各形态氮及总磷赋存量的下降趋势不明显,溶解性总磷、反应性活性磷的赋存量反而增高,反映出营养盐控制任务的艰巨性。本研究表明,对于年水量变幅巨大的大型湖泊,全湖水体营养盐赋存量在评估水体营养盐污染状况中是一个有价值的指标;对于太湖流域的污染控制效果,仅从浓度角度评价具有一定的缺陷,有必要从水体营养盐赋存量的变化规律上探讨其治理效果。     

太湖底泥的空间分布和富营养化特征

太湖是一个大型的浅水湖泊,周围有数十条入湖河流,陆地风化物质被携带入湖即形成了底泥.由于湖底地形的差异,底泥在湖中的分布并不均匀.根据浅地层剖面仪的测量,在湖的西部存在一条南北向分布、宽度不等的古河道,底泥主要分布于古河道,在湖的沿岸和东太湖也有分布.根据估算,太湖底泥的蓄积量约为13.5亿m3.太湖周围人口密集,工农业发达,二十多年来经济的快速发展引起了湖泊的富营养化,太湖底泥中的营养元素不断增高,并在一定的条件下向水体释放,加剧了水体的富营养化,引起连续多年春夏季节的蓝藻爆发.经过政府的源头控制和治理,目前富营养化状况初步得到遏止,并有改善的迹象.但底泥中的营养元素可以在很长时间内释放,因此富营养化的治理将是一个长期的过程.     

波流作用下太湖水体悬浮物输运实验及模拟

利用室内外实验和数学模型对波浪和湖流共同作用下太湖水体悬浮物输运过程进行了研究.结果表明:当太湖日平均风速在2~8m/s时,水体悬浮物再悬浮通量与平均风速符合正相关关系;太湖悬浮物沉降属于絮凝沉降.悬浮物浓度较低时,其沉降速率与浓度无明显的相关关系;而浓度较高时,沉降速率随浓度升高而增大.悬浮物浓度和沉降速率符合Logistic函数;将太湖湖流模型和波浪模型耦合,有效地反映了太湖的水动力过程;在太湖悬浮物模型中,引入底泥起悬条件,将底泥的起悬量与沉降量分开处理,有效地模拟了太湖悬浮物的输运过程.模拟结果表明太湖悬浮物沿岸区域受湖流的影响较大,湖心区域受波浪影响较大.     

基于动态子波估计的吸收系数提取方法

在基于褶积模型的子波提取中,大多假设地震子波为最小相位性质。虽然在地震资料处理中进行了相位转换和Q补偿处理,但从实际地震记录中提取的地震子波,大多也表现为混合相位性质。提取吸收系数大多采用地震记录谱模拟方法,即用地震记录振幅谱平滑代替子波振幅谱,这样就会存在一个误差项,给以常规方法提取的吸收系数地震剖面属性解释带来更多的不确定性。针对以上问题,在地震叠偏剖面上,动态计算地震子波的振幅谱和相位谱,可得到任意相位性质的地震子波,采用谱比法并应用相位项提取较准确的吸收系数。利用动态子波提取的吸收系数剖面,精细显示出储层中含油气和未含油气区域的明显差异,结合嘉陵江组一段动态吸收系数平面图分析,为工区储层的精细解释提供了一种精确的方法。     

太湖北部沉积物中铁硫的地球化学特征研究

选择太湖北部柱状沉积物为研究对象,对沉积物及间隙水中铁硫的地球化学特征进行了研究。结果显示．间隙水中Fe^2＋的平均浓度是S^2-平均浓度的82倍,其值为9．6～270．5μmol／L。这说明沉积物中是以Fe^3＋的还原为主,而非SO4^2-。沉积物中还原性无机硫以黄铁矿为主,其次为AVS,最后为单质硫。沉积物中的Fe^2＋的浓度均高于其他形态的铁,约占总铁含量的30％～40％。活性铁的浓度为109．86～208．16μmol／g,仅占总铁的20％左右。沉积物各层中与硫结合的铁仅占总铁的0．12％～2．35％,占活性铁的0．39％～8．36％,通过分析铁硫之间的关系并结合蓝藻爆发的时间推断,铁硫化合物的生成不是PO4^3-释放的原因。太湖北部沉积物中Fe—S及P-S之间相互关系较弱。     

"引江济太"工程对太湖及周边地区的影响分析

引江济太是近年来太湖流域实施的一项重要调水工程。本文应用监测资料,分析了太湖流域实施引江济太工程对太湖及其周边地区水资源量和质的影响,说明了引江济太工程有效增加了太湖流域水资源的供给,改善了太湖水体水质和用边河网地区的水环境,提出了需加强引水期水资源量质监测,并建议研究增加新的调水线路,扩大引江济太效果。     

太湖流域雪堰镇氮素流失规律及形态特性

以太湖流域雪堰镇为例,通过2009年3月~2010年2月连续12个月及两场次降雨事件的水质监测进行分析,研究不同河流、月份、区域、汛情、土地利用类型下氮素流失规律及形态特性,分析降雨过程中不同尺度3个流域(上涧村、龙泉河、雪堰镇)氮流失特征和不同河段氮流失规律。研究结果表明,雪堰镇氮素为劣Ⅴ类,非汛期污染比汛期严重,变化幅度大,不稳定,氮以溶解态为主,溶解态氮以硝氮为主;镇区硝氮浓度较非镇区低,氨氮比非镇区高,坑塘水面氮流失最严重,有林地(乔木较多)氮流失最少,茶园硝氮占溶解态氮百分比最高,果园氨氮占溶解态氮百分比最高;降雨前期未产流前氮素流失稳定,产流后流失越来越大,不同河段氮沿程变化基本稳定。     

太湖流域降雨与太湖水位关系分析

太湖流域快速城镇化、水利工程建设等人类活动对流域水文过程产生了较大影响.基于1981～2018年太湖流域日降雨、太湖水位实测资料,分析了流域降雨与太湖水位涨幅关系,旨在揭示变化环境下该地区降雨与水位关系的变化特征及可能的驱动因素.研究表明,2000年以来太湖水位抬高趋势明显,但同等时段降雨量条件下对应的太湖水位涨幅有所...     

江苏太湖第四纪沉积环境

依据江苏太湖２２３’钻孔岩心的古地磁极性和沉积相分析,结合对比本区其他钻孔岩心资料,简要根据了江苏太湖第四纪沉积环境,早更新世时期,太湖区域曾是山间洪积扇与炭酸盐湖的沉积环境,中更新世时期,太湖平原为河湖交替的沉积环境。晚更新世时期,太湖平源三次遭受海水入侵,以致河湖喾环境曾三度变为潮坪沉积环境。全新世以来,太湖区域显现今日景观。     

火山喷爆与太湖成因

以详尽野外地质成果与实物证据首次发现湖内最新的地质事件——火山喷爆活动, 并划定该事件的时代、地点, 重新认识太湖地区、特别是自中生代以来的地质演变史、演变方式, 勾划出太湖湖盆形成的前提条件、内在因果原因.其后采用了本地区第四系变化、考古成果、古脊椎动物化石记录与古籍记载等丰富资料证明该区实际存在的沉降现象.沉降速率、成湖过程与成湖时代.最后以详实资料阐述了太湖及其周边未来演变规律以供地方规划与发展经济所利用.      

太湖波浪与湖流对沉积物再悬浮不同影响的研究

基于有关太湖湖流、波浪和水化学指标的实测资料，对太湖中由于风强迫作用和底层湖流分别产生的湖底切应力进行了计算，发现二之间量级相差很大，得出了在风扰动情况下，由于波动而产生的湖底切应力对沉积物的再悬浮起着主导作用的结论，并估算了其临界值。     

影响太湖流域的台风演变规律分析

基于台风发源地、运动路径,以及对太湖流域影响范围、降雨量等特征的分析,提出影响太湖流域台风的刻画标准。据此从1949～2010年的台风资料中遴选出230场影响太湖流域的台风。采用非参数统计、累积距平曲线及Morlet连续小波分析等方法,剖析影响太湖流域台风的频次、年内最早及最晚影响时间等参数的趋势、突变和周期性,并分析了台风与ENSO现象的关系。结果表明:影响太湖流域台风的频次和最早影响时间变化的趋势性不显著,而最晚影响时间则有显著推后的趋势;台风频次的变化呈现"少-多-少-多"波动时演变特性,并可能存在21～22a、6～8a的振荡周期;研究对太湖流域防洪减灾具有一定的指导意义。     

太湖水域氮、磷环境容量评价

最近20年来,太湖水质不断恶化,富营养问题日益严重。有效治理太湖当前污染的前提,是查明太湖的污染因子、途径及环境容量。本次研究从生态地质的角度,以太湖水体中水生植物的组成、生态效应分析为依据、以东太湖输出Ⅲ类水为目标,估算太湖水体的N、P环境容量,对太湖水体环境容量问题作初步的尝试和探索。     

也考徐霞客与太湖西山林屋洞

在概略总结了徐学界对徐霞客游林屋洞的研究成果资料基础上,通过对水文地质条件、气候条件等方面的分析,提出了徐霞客于公元1607年首次出游太湖时未能进入林屋洞的观点。徐霞客游林屋洞行动与水文地质条件和气候条件等相悖,徐霞客对林屋洞内景观描述是徐学界的推想。徐霞客在深感遗憾的情况下,立志要游历所到之处几乎所有的岩溶洞穴。     

太湖沉积物和湖岸土壤的污染元素特征及环境变化效应

太湖沉积物和湖岸土壤具有相似的物质组成，具有相同的物源，通过补给区的径流，营养元素和重金属元素随着土壤迁入湖泊，由于沉积物和土壤物化条件的不同，它们的营养元素和重金属含量有差异。土壤中氮，磷的总量和有效态均比沉积物中高，表明有一部分营养物质进入了水体；营养元素高的沉积物均靠近城镇，其原因为居民生活污水排放，土壤和沉积物中多数重金属元素尚未超过自然背景值，只有沉积物中Cd和Pb，土壤中的Cu,Cd和Hg超过，但沉积物中重金属元素大多比土壤中高，特别在北部沿岸沉积物中，重金属元素含量大大超过平均值，这种不正常的高值是由人类不合理的废水，废物敢排放引起。