模块化人工湿地的水力效率研究北大核心CSCD

传统的潜流式人工湿地主要利用卵石、砾石、炭渣等填料构建,存在着施工成本高、易堵塞和适应性低等问题。为了解决潜流式人工湿地存在的问题,设计了一种人工湿地模块,于2019年5月至10月,在上海市中国水产科学研究院池塘生态工程研究中心实验基地,构建了模块化人工湿地;采用脉冲示踪剂分析法,在植物种植、布水方式和水力负荷的6种组合方式下,研究了示踪剂在模块化人工湿地中的水力停留时间分布密度和模块化人工湿地的水力效率。研究结果表明,在模块化人工湿地中,植物根系易形成“滞水区”,减小了模块化人工湿地的有效体积比,缩短了平均水力停留时间,使模块化人工湿地水力效率增大;布水方式对模块化人工湿地的水力效率影响很大,与中间集中进水和侧表面均匀进水的布水方式下的水力效率相比,在全横断面均匀进水的布水方式下,模块化人工湿地的水力效率分别提高了155.60%和17.06%,进水水流分布越均匀,模块化人工湿地系统内的水流态越接近理想推流态;随着模块化人工湿地中水力负荷的增加,水流速度增大,植物根系对水流的滞留作用减弱,水流停留时间产生的影响减弱,模块化人工湿地系统达到稳定的时间和最大浓度的时间缩短,但是超过最小水力停留时间后,其水力效率迅速减小;与传统推流式和波流式人工湿地相比,模块化人工湿地中种植的植物、布水方式和水力负荷对其水力效率有显著影响。     

泥沙研究的发展趋势和新课题

根据国内外近年来泥沙运动研究的动向和资料积累,本文探讨了未来泥沙研究的发展趋势和面临的新课题,包括河道运动动力学、河床形态与泥沙输移的关系、非恒定流河床冲刷率、湿地泥沙生态学模拟、河口萎缩和海流输沙、全球产沙和泥沙概算、泥沙造陆、河流自净、土地利用变化的影响、黄河人造高含沙水流输沙入海和人工智能的应用等．     

黄土坡面细沟水流分离能力

水流分离能力是土壤侵蚀研究的重点内容之一,阐明细沟水流分离能力变化规律可以深入认识细沟侵蚀过程,为建立细沟侵蚀过程模型奠定重要基础。采用细沟水槽试验方法对黄土坡面细沟水流分离能力进行研究,结果表明:不同流量下,细沟水流分离能力随坡度增加而增大,可用线性方程很好地描述;不同坡度下,细沟水流分离能力随流量的增加而增大,可用幂函数方程很好地描述;细沟水流分离能力因子模型为流量及坡度对细沟水流分离能力影响的二元幂函数方程,方程中流量对细沟水流分离能力的影响大于坡度的影响。     

柔性沉水植物生长对含沙水流紊动特性的影响

采用装饰塑料树在实验水槽中模拟柔性沉水植物,在一定水力条件下,探讨了柔性沉水植物生长对含沙水流紊动特性和悬移质含量分布规律的影响。实验结果表明,柔性沉水植物带中含沙水流垂向流速分布不符合无植物时的半对数分布形式。柔性沉水植物带中含沙水流纵向、横向和垂向的紊动强度和雷诺应力呈各向异性,且其最大值和最大值的位置随柔性沉水植物高度的增加而增大。植物带中垂向悬移质含量随着柔性沉水植物高度的增加而降低,沿柔性沉水植物带水流方向悬移质含量逐渐降低。     

温州海区近岸表层水体悬沙分布及运动规律的遥感分析

利用Landsat-5/7卫星影像资料和实测含沙量资料,建立温州海区悬沙遥感模式,对表层水体悬沙分布及泥沙运动情况进行分析。研究表明,该海区水体表层平均含沙量较高,为0.1~0.3 kg/m3,受落潮流和N-NE向风浪作用及江浙沿岸流的影响,泥沙有自北向南沿岸输移的趋势,并在距浙江沿岸30~40 km范围内有一条明显的泥沙浑浊带,其范围由北向南逐渐减少,表层水体含沙量也由北向南逐渐降低,对浙江沿岸的泥沙运动产生重要影响。     

南京吴淞间长江河槽的演变过程

一、前言 长江为强潮河口,潮波影响上溯达距海616公里的安徽大通,因此自大通以下,为长江的河口区。 由于长江河口区范围辽阔,水面宽广,水流复杂,所以要掌握它的水文特征和河床演变过程的规律性,就需要此较庞大的测验组织和比较长时间的观测。由于这一原因,就使得作为世界大河之一的长江河口,研究资料较为缺乏。解放以前,较为系统的研究仅有海登斯坦的“长江口”一文,讨论河口水文及泥沙运动。日人速水氏有关长江河床质的研     

南京吴淞间长江河槽的演变过程

一、前言 长江为强潮河口,潮波影响上溯达距海616公里的安徽大通,因此自大通以下,为长江的河口区。 由于长江河口区范围辽阔,水面宽广,水流复杂,所以要掌握它的水文特征和河床演变过程的规律性,就需要此较庞大的测验组织和比较长时间的观测。由于这一原因,就使得作为世界大河之一的长江河口,研究资料较为缺乏。解放以前,较为系统的研究仅有海登斯坦的“长江口”一文,讨论河口水文及泥沙运动。日人速水氏有关长江河床质的研     

植物始花期对气候变化响应的激素调控机理研究进展

植物物候对气候变化的响应非常敏感,是指示全球变化对生态系统影响的重要证据。其中植物花期变化影响植物繁殖与进化,具有重要意义。大量研究表明,随着全球气候变暖,北半球植物始花期普遍提前。而关于气候变暖对植物始花期影响的内在机理并没有明确解释。植物激素是植物体内对植物开花等生理活动有显著调控作用的有机物,可对环境刺激作出响应并直接参与调控植物始花期,导致始花期的提前或延后。对植物激素在植物中表达与变化的精确测定有助于了解植物始花期对气候变化响应的内在机理。论文综述了植物激素对植物开花时间的调控作用以及目前植物激素最先进的检测方法,探讨了植物激素及相关代谢产物在植物体内的含量变化对植物始花期的影响;提出通过植物激素研究植物始花期对气候变化响应的激素调控机理,为探索植物物候对气候变化响应提供新的研究思路与手段。     

水文情势、土壤和水电开发对河流湿地中植物的影响研究进展

开展环境对河流湿地中植物的影响研究,不仅有助于了解河流湿地中植物与生态环境之间的关系,而且对河流湿地中植物的保护和恢复工作具有重要意义。根据近年来发表的环境对河流湿地中植物的影响研究成果,对河流湿地中植物的范围进行了界定,综述了与河流湿地中植物关系密切的水文情势、土壤和水电开发对其的影响,指出未来对河流湿地中植物的影响研究的方向。     

红树林植物生物量研究进展

红树林生长于热带、亚热带地区典型的生态交错带,其植物群落具有很高的生物量。根据国内外相关研究,综述了红树林植物地上、地下生物量研究成果及其相关的研究方法,并探讨了不同纬度红树林植物生物量的分布规律及其影响因素。结果表明,相关研究主要集中在运用异速生长法研究红树林植物地上部分生物量,该方法适用于不同红树林树种,可推广使用至相似生境的同一红树林树种;红树林植物根系生物量研究较少,且根系提取手段和处理技术差异较大,导致研究成果对比参考性不高,还有待进一步完善;区域红树林植物生物量遥感估算逐渐成为研究热点,但遥感估算模型仅仅依靠遥感图像的光谱特征和后向散射特征等信息,对宽波段植被指数容易饱和、不同的红树林树种光谱差异较大等问题缺乏考虑,在建模过程中忽略了植物的叶面积指数和树龄等,高光谱、高分辨率影像数据及多极化雷达数据将成为未来红树林植物生物量估算研究的重要数据源;随着纬度的增加,热带和亚热带地区红树林植物生物量总体在减少;红树林植物生物量主要受生境、树种、树龄和气候等因素的影响。     

泥炭地植物残体研究进展

泥炭地植物残体是目前国内外公认的用于恢复古植被、重建古环境和古气候的重要生物代用指标。主要概述了泥炭地植物残体的研究方法及其在古植物、古环境、测年及泥炭沼泽管理和恢复研究中的应用;通过分析国内外植物残体研究现状,提出目前泥炭地植物残体研究存在的问题,并对植物残体今后的研究方向进行了展望。     

柔韧性概念在沙生植物中的应用

 植物柔韧性是沙生植物抗风蚀的重要影响因子,柔韧性的研究可对风蚀治理措施的选取及沙地风蚀方程的建立提供一些理论依据。回顾和总结国内外植物柔韧性的研究现状,提出沙生刚性植物和柔性植物的概念,指出现在研究中的不足和今后的研究方向即植物柔韧性的量化测定,柔性植物及刚性植物作用机理,柔性植物与刚性植物的划分和界定,以及植物柔韧性在风洞中的模拟。     

弯曲性河流形成原因及造床试验初步研究

弯曲性河流是一种重要的河流类型。对这种河型的成因的研究由来已久。各家主张大约可归结为两大类。一类从水流结构、水流能量或振动等出发,即纯粹讨论水流本身弯曲运动的原因;另一类则纯粹统计流域因素包括流量、比降、泥沙等的影响,设法将弯曲性河流及其他类型河流在受外界影响的差异性上区别开来。从理论的完整性来说,前者至     

弯曲性河流形成原因及造床试验初步研究

弯曲性河流是一种重要的河流类型。对这种河型的成因的研究由来已久。各家主张大约可归结为两大类。一类从水流结构、水流能量或振动等出发,即纯粹讨论水流本身弯曲运动的原因;另一类则纯粹统计流域因素包括流量、比降、泥沙等的影响,设法将弯曲性河流及其他类型河流在受外界影响的差异性上区别开来。从理论的完整性来说,前者至     

模拟水流流速变化下黑藻生长指标及其差异

为了研究水流流速对沉水植物黑藻(Hydrilla verticillata)生长指标的作用,采用室内模拟水流流速(设置流速为0 m/s、0.08 m/s、0.16 m/s和0.30 m/s)的方式,对生长中的黑藻进行培养,监测黑藻生长过程中各形态指标的变化和叶片叶绿素的含量。实验结果表明,在0.08 m/s、0.16 m/s和0.30 m/s水流流速下,黑藻的叶长、株高和节间距都显著大于0 m/s下(n=12,p0.05),但水流流速对黑藻的根数和根长无显著作用;在0.08 m/s、0.16 m/s和0.30 m/s水流流速下,黑藻细胞的长宽比显著大于0 m/s下(n=120,p0.05),植物体内叶绿素含量小于0 m/s下;不同生长时期黑藻最大电子传递速率(ETR_(max))和光合作用效率都是静止水流下最小;当水流流速为0 m/s、0.08m/s、0.16 m/s和0.30 m/s时,黑藻叶片内叶绿素a+b平均质量比分别为(2.794±0.727)mg/g、(1.812±0.411)mg/g、(1.627±0.521)mg/g和(1.609±0.748)mg/g。水流会导致水中沉积物营养盐释放和光照强度增加等,能促进黑藻生长,同时水流动的机械拉力是影响黑藻生长的主要因素。     

气候变化和人类活动对渭河流域蓝水绿水影响研究

以渭河流域为研究对象,探讨了1980~2009年气候变化和人类活动对蓝绿水资源的影响。结果表明：① 研究时段内,在气候变化和人类活动的共同影响下,蓝水流、绿水流和绿水储量分别下降了23.56 mm/a、39.41 mm/a和17.98 mm/a,中北部的蓝水流和绿水储量呈现增加的趋势,流域上游地区的绿水流呈现下降趋势。② 归因分析表明,蓝水流、绿水流和绿水储量在气候变化驱动下分别下降了13.17 mm/a、44.99 mm/a和22.79 mm/a;土地利用/覆盖变化则导致蓝水流和绿水流分别减少0.42 mm/a和0.37 mm/a,绿水储量增加了0.79 mm/a;而农业灌溉使蓝水流减少了9.97 mm/a,绿水流和绿水储量分别增加了5.95 mm/a和4.02 mm/a。③ 气候变化导致研究区东南部绿水系数呈现增加趋势,而泾河流域绿水系数呈现减小趋势。同时,土地利用/覆盖变化使得东南部的一些子流域绿水系数呈减小的趋势,而在加入农业灌溉情景后,平原地区灌区绿水系数呈明显的上升趋势。     

草原生态系统土壤多功能性及影响机制研究进展

草原是陆地生态系统的关键组成部分,为维持区域生态安全发挥着极为重要的作用。土壤多功能性（soil multifunctionality,SMF）是衡量土壤系统提供多种功能的综合指标,对评估草原生态系统功能和区域可持续发展具有重要指导意义。然而,目前SMF研究仍处于初步阶段,研究对象多为农田生态系统,对于草原等自然生态系统的研究较少。此外,对草原生态系统SMF与植物和土壤微生物的关系以及全球变化对草原生态系统SMF影响机制的认识十分有限。因此,本文从SMF的概念和内涵、量化指标及方法、植物和土壤微生物与SMF的关系、全球变化对SMF的影响以及SMF的空间变异性5个方面论述SMF的研究进展,梳理了草原生态系统SMF的变化特征及影响机制。根据当前研究中存在的问题提出了今后研究应重点关注的内容：（1）统一规整SMF量化体系;（2）SMF在不同空间尺度上的转换机制;（3）不同类型草原生态系统SMF驱动机制;（4）土地利用变化、降水增加、气候变暖和氮沉降等全球变化交互作用对SMF的影响;（5）地上植物功能与SMF的联系和互馈机制;（6）根系功能性状对SMF的影响和植物在不同组织水平对SMF的贡献;...     

不同畦面结构下畦灌过程和效果评估

在畦灌过程中,畦田地形或微地形条件对灌溉效果影响很大.保护性耕作技术在华北平原的大面积推广改变了畦田地表结构状态.本研究提出畦面结构这一概念,并深入分析了三种畦面结构下的畦灌:平作畦灌(BSI),微垄沟灌(BFI),细沟灌(RI);田间试验和WinSRFR3.1模型相结合评估了不同畦面结构对畦灌水流过程和效果的影响,探索畦面结构对畦灌的影响机制.结果表明,WinSRFR3.1模型可以用来模拟微垄沟灌和细沟灌,平作畦灌、微垄沟灌和细沟灌的水流过程和灌溉效果各不相同.平作畦灌入渗速率最快而微垄沟灌入渗速率最慢;平作畦灌田面水流推进最慢而微垄沟灌田面水流推进最快;这两个过程综合作用导致平作畦灌灌溉效果最差而微垄沟灌灌溉效果最佳.不同畦面结构是灌溉效果差异的主要原因.畦面结构是畦灌系统中影响畦灌效果的重要因子.     

坡面含沙水流水动力学特性研究进展

坡面流是坡面侵蚀的主要动力之一,具有独特的水动力学特性。本文对坡面含沙水流的流态、阻力系数、流速的测量与计算、径流能量以及含沙量对以上参数的影响进行了系统深入的论述。表征坡面流流态的参数有雷诺数与弗汝德数,雷诺数研究的分歧点一般存在于对其“层流”的界定上,降雨扰动是造成其流态特殊性的主要原因,一般认为裸土上的清水坡面流弗汝德数大于1,较少的研究含沙水流流态的资料表明,目前对含沙水流雷诺数的观点不一,但多数学者认为含沙水流属于缓流范畴;不同坡面试验所获得的阻力系数值不同,影响阻力系数的因素有雷诺数、水深、弗汝德数、含沙量等,在含沙水流中,阻力系数与雷诺数、水深的关系复杂,与弗汝德数呈负相关,随含沙量的增加而增大;测量坡面流流速的方法很多,各自存在优缺点,精密仪器暂不适合量测含沙水流,用染色剂法测量坡面含沙水流的流速具有一定的可行性,常采用坡度、流量的幂函数计算坡面流流速,一般认为流速与含沙量呈反比;能量是坡面流水动力学特性的综合体现,一般认为随着含沙量的增加,坡面流能量消耗呈增加趋势。在此基础上提出了目前研究中存在的不足之处,为分析坡面侵蚀机理、完善坡面侵蚀模型提供理论依据。     

不同光照条件下亚热带常见绿植对室内甲醛净化的影响

甲醛作为一种常见的室内空气污染物,因其对人体健康影响严重而备受关注.室内绿植对甲醛去除有重要作用,而光照强度的改变会影响植物甲醛净化能力.本研究以9种常见亚热带室内观赏植物为研究对象,采用玻璃箱甲醛密闭熏蒸法,对比研究植物对甲醛的净化能力,进一步探讨了光照和甲醛初始浓度对植物甲醛净化能力的影响.结果表明:9种植物都具有...