洪湖流域自然农耕条件下营养盐沉积输移演化模拟研究

选择洪湖流域为研究区域,应用分布式流域模型SWAT,从长期演化的角度出发,对流域营养盐输移演化进行模拟。模拟的边界条件设置为自然农耕背景,探讨百年尺度洪湖流域营养盐输移演变规律。对TN、TP的模拟分汛期与非汛期两个时间段,分别进行200年的模拟运算。模拟结果显示模型可以很好的体现流域营养盐沉积输移演变的基本特征。TN、TP浓度变化有明显的季节特征,随时间变化特征与沉积记录相一致。模拟结果的时间序列分析,TN、TP显示出不同的变化趋势。流域模型为百年时间尺度上流域营养盐沉积输移演化的自然趋势研究,提供了很好评价依据。     

流域-河口-近海系统氮、磷营养盐输移研究综述

综述了流域-河口-近海系统氮、磷营养盐的主要来源、营养盐输移的影响因素等方面的研究,介绍了当前营养盐输移研究的主要方法,并概括了氮、磷营养盐在流域-河口-近海系统的整体性研究。在此基础上,提出了该领域研究存在的主要问题及未来展望,强调了将流域、河口与近海系统作为一个整体,并充分发挥分布式模型的优势开展营养盐输移研究的重要性。     

长江中下游不同类型湖泊沉积物营养盐 蓄积变化过程及其原因分析*

在长江中下游的洪湖、太湖、巢湖采集了沉积柱样,测定了总有机碳、总氮、磷,并采用²¹⁰ Pb和¹³⁷ Cs定年。洪湖1950年以来沉积物中营养元素急剧增加,巢湖在20世纪70年代以来营养元素开始增加,而在太湖中则为80年代。结果表明草型湖中有机质增加比藻型湖迅速,洪湖湖泊沉积物有机质迅速增加与围垦活动开始时间一致。沉积物中总磷的变化不如总有机碳、总氮的变化规律性明显。洪湖两钻孔总磷背景值为0.7~0.8g/kg,太湖钻孔其总磷本底为0.6g/kg,梅梁湾大量钻孔表明总磷本底在0.5g/kg;巢湖的则更低。对比湖泊类型来看,目前为藻型湖的沉积本底磷偏低,而目前为草型湖的沉积本底磷偏高,这可能与不同生态类型湖泊营养元素的生物地球化学循环与积累的方式有关。     

岷江水系流域地貌特征及其构造指示意义*

晚新生代以来发育岷山构造带内部的岷江水系流域盆地,无论是流域盆地内的新生代沉积记录,还是其流域地貌所呈现的典型特征,都深刻指示了青藏高原东缘地区的新构造活动。文章基于数字高程模型(DEM)数据空间分析技术,利用最新获取的高精度SRTM-DEM数据,系统提取了岷江水系中上游流域汇水盆地以及67个亚流域盆地的典型地貌参数,如流域面积、河流长度、分支比等。通过对流域地貌参数以及纵向河道高程剖面等的统计分析,认为岷江水系东西两侧具有截然不同的地貌特征,东侧流域盆地主要表现为面积小、河流长度短、分支比低以及河流梯度大等特征。由于岷江水系东西两侧地层岩性的对称发育以及整个岷江流域盆地对气候因素具有同一的响应特征,所以亚流域盆地典型参数特征指示了岷江水系两侧晚新生代构造活动的差异性,反映并印证了岷江断裂东西两侧晚新生代以来的不均衡抬升。晚新生代以来岷山构造带的快速隆起以及龙门山构造带内部差异活动是造成岷江水系东侧各支流发育程度低,东西两侧亚流域差异地貌特征形成的主要原因。     

河流水化学特性与流域泥沙输移的相关性研究

河流中的离子输移与泥沙运动有着密切的关系,通过对流域侵蚀过程中物理化学作用分析指出,流域的离子溶出与流域泥沙侵蚀过程具有伴随性,相应的泥沙和离子输移也具有相关性.通过研究嘉陵江和渭河干流站点的离子输移与泥沙输移的实测资料得出,河流离子输移量与泥沙输移量具有明显的正相关关系.河流中不同种类的离子输移与泥沙输移的相关程度不同,不同河流二者相关关系存在着一定的差异.     

潮滩沉积记录正演模拟初探*

以江苏中部海岸潮滩沉积为原型,提出了获取潮滩沉积记录中沉积层保存潜力信息的正演模拟方法。模拟结果显示,在沉积物供应恒定的条件下,随着潮滩的不断淤长,岸线淤进速率逐渐减小,潮滩滩面的沉积速率逐渐降低,而潮滩层序中的泥质沉积的厚度向海逐渐增厚。沉积层保存潜力的计算结果显示,潮滩上保存潜力在高潮位附近和潮下带的较低部位为最高,可达80 ％ 以上,潮间带下部存在着低值区,保存潜力低于20 ％ ,与前人在潮间带进行的现场观测结果相近。对研究方法经进一步细化(如考虑滩面坡度和粒度分布变化、波浪和风暴潮作用、潮沟摆动等因素),并与反演方法相结合,可望更好地解释沉积记录中的环境演化信息。     

滁州花山水文实验流域径流与氮素耦合模拟研究

采用SWAT模型方法对滁州花山水文实验流域进行了径流与氮素耦合模拟,探讨了流域土地利用对氮素输移的影响。构建了花山水文实验流域SWAT模型,采用2008年1月~2013年12月的降雨、径流等数据对径流模型进行率定和验证,以2012年5月~2013年12月的氮浓度监测数据对氮负荷模型进行验证。利用所建立的模型对现状土地利用情形和土地利用变化情景假设下进行了径流与氮素耦合模拟,计算了现状和不同土地利用情景假设下流域的径流深和氮负荷。结果表明:汛期的氮流失量占全年氮流失的比重较大,每年的汛期是控制氮流失的关键时期;旱地的氮流失潜力较水田大,林地的增加对氮负荷具有一定的消减作用;控制氮肥的使用,加强水土保持能力,可以有效减少流域氮负荷。     

江苏固城湖流域1951-2000年农业非点源氮、磷输移的数值模拟研究

选择位于长江下游的固城湖流域作为研究区域,基于分布式流域水文模型SWAT,采用数值模拟的手段,反演了1951～2000年流域农业非点源氮、磷的输移规律。模拟结果与实测值的一致性反映了模型的良好模拟能力。比较两个时段的模拟结果发现,1981～2000年,流域农业非点源氮、磷年平均浓度和输移量分别为:总氮0.82mg/L和411.88×103kg/a,总磷0.084mg/L和43.04×103kg/a;远高于1951～1960年的氮、磷年平均浓度和输移量分别为:总氮0.22mg/L和49.55×103kg/a,总磷0.036mg/L和7.67×103kg/a。模拟主要反映了流域下垫面条件和农作物耕作模式对农业非点源氮、磷浓度及输移量的影响。     

烂沙洋稳定性研究*

文章对烂沙洋海区的3个钻孔进行的沉积学、古生物学和年代学的分析,就烂沙洋的稳定性进行了研究。在千年尺度上,研究区一直处在相对稳定的环境,钻孔所揭示的沉积速率为2.16~4.67mm/a,水深变化幅度不大;在C孔所在的深槽区,有12m的以包卷层理、扰动层理为特征的淤积层,颗石的特点显示其来源于水深较浅处,通过1992年、1994年和2003年共3个时段的海图对比,该淤积层形成于近年,结合其沉积结构分析,该淤积层应为与事件相伴的事件沉积,工作区的整体冲淤基本平衡。     

海南岛三亚湾海滩研究*

海南岛三亚湾及其周边海滩可分为两种主要类型:一类是岩礁海岸海滩,发育于基岩和珊瑚礁岛波影区或珊瑚礁平台后侧,多为背叠式砂砾滩,滩窄、坡陡,具有数道陡坎,在岛礁背风侧常发育不同阶段的连岛坝,如白排人工岛西南端海滩、鹿回头湾大洲后侧及对岸的海滩、鹿回头湾和小东海海滩;另一类是沙坝海岸海滩,发育于向外海敞开的大沙坝的向海侧,海湾内砂质沉积物丰富,形成滩脊式或背叠式砂质滩,滩面宽坦,物质较细,如三亚湾和大东海海滩。因湾口朝向与湾内岛礁分布发育情况不同,湾内受常浪和台风强浪作用的强度与频率不同,加之现代泥沙补给情况的差异,这一类海滩的形态结构亦不尽相同。如三亚湾西侧近岬角处,波能辐聚,动力强,侵蚀作用突出,滩面呈近直线形倾斜,并形成两道陡坎;三亚湾中部,受岛礁保护,滩面宽阔,波浪消能空间充足,物质丰富,发育滩脊型海滩,滩面呈上凸形,基本稳定;三亚湾东侧,虽有岛礁掩蔽,但由于人为修建的绿地草坪带和水泥碎砖石小径等,建设高度过低, 束狭了激浪带的自由作用宽度,减小了波浪消能范围,破坏了海滩的整体结构,同时阻断了沙坝向海滩的供沙, 使滩面坡度加大,物质粗化,局部与小径相接处形成侵蚀陡坎、椰树等倾斜,呈侵蚀状态。     

介质中氡运移的模拟

氡的运移是一个复杂的过程，前人作了许多模型实验，探讨氡的运移问题，作者在前人工作基础上设计了一氡运移模型，并用氡运移的扩散、对流理论检验实验结果，证明近地表岩石、土壤和空气中氡的运移，可用扩散与对流理论描述。     

龙感湖沉积物中人类活动导致的营养盐累积通量估算*

通过LL-4孔沉积环境指标研究表明,近100年来龙感湖地区人类活动加强,导致营养元素磷、碳、氮以及铁在沉积物中的浓度均呈增长趋势,特别是1950年以来,随着大量人口的迁入,围湖造田、破坏湖滨湿地等造成水土流失加剧,沉积物质量累积速率加快,同时营养元素累积量急剧增加。根据营养元素与参比元素Al, Fe和Ti之间的关系,以及不同营养元素之间的相互关系,人类活动引起的累积量得以从自然背景上区分出来,结合沉积物质量累积速率计算,人类活动引起的磷、有机碳和氮的累积通量分别在151.0~889.4mg/m²a,4.3~149.0g/m²a和0.5~18.6g/m²a间变化。碎屑物质的累积稀释了沉积物中营养盐的富集浓度,龙感湖草型湖泊的特点,使湖泊沉积环境易于呈氧化环境,生物和地球化学作用,也削弱了人类活动累积营养盐的变化幅度,使沉积中营养盐呈平稳上升的趋势。     

乍得湖盆地构造特征与油气成藏规律初探

以前人的研究为基础,结合研究区及邻区地球物理资料、岩矿特征、钻井资料,分析了盆地结构特征、构造样式、演化序列以及油气成藏规律。研究表明,乍得湖盆地为伸展断-坳型裂谷盆地,断裂、褶皱构造发育;经历了前裂谷(侏罗纪以前)、同裂谷(135~23.5Ma)、后裂谷(23.5Ma以后)三个演化阶段;主要发育白垩纪和古近纪两套含油气系统。     

柴达木盆地察尔汗贝壳堤剖面年代学研究*

利用常规¹⁴ C、加速器(AMS)和²³⁰ Th等测年方法,对位于青藏高原东北部柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面化石贝壳、湖泊沉积(包括现代沉积)样品有机质(包括碱性残留和胡敏酸组分)、碳酸盐(CaCO₃)和剖面顶部石盐(NaCl)晶体在不同实验室进行了系统的实验研究,探讨了不同样品测年结果的可靠性和精确性,并通过与已有研究结果的对比,对柴达木盆地贝壳堤剖面记录的察尔汗古湖高湖面演化历史进行了探讨,得出察尔汗古湖高湖面形成于约39.7~17.5 ¹⁴ C kaB.P. ; 研究证明柴达木盆地沉积物中有机质含量很低,且主要来源于菌藻类等低等藻类和微生物,受老碳和溶解物质影响强烈,因此必须经过多种方法综合测年才能比较可靠地确定所测样品的形成年代; 测年结果的不确定性不仅来源于样品自身元素(同位素)的特性和沉积过程中再沉积作用的影响,也可能源自于放射性¹⁴ C产生过程的不稳定性; 对比发现贝壳化石老于同层位有机质¹⁴ C年龄15~18ka,这可能与柴达木盆地所处的特殊地理位置和巨大的古湖泊面积及水体有关; 同时,不平衡铀系测年在确定开放体系矿物晶体年代应用中的可靠性尚须进一步深入分析,其机理也还需要探讨和实验研究。     

青海湖盆地史前狩猎采集人群的石料利用策略研究

史前人类向青藏高原扩散的过程和适应高海拔缺氧环境的机制是多学科关注的热点科学问题。青海湖盆地是青藏高原旧石器-中石器时代遗址分布最为丰富的区域,对这些遗址出土的石制品原料的分析有助于深入理解青藏高原史前狩猎采集人群的石料开发策略、人群迁徙和交流联系。青海湖盆地151遗址出土的928件石制品的石料研究分析显示,处于末次冰消期的下文化层的石制品以近源的石英和石英岩为主要原料,而处于全新世早中期的上文化层在同类型近源石料仍占主体地位的情况下,开始出现较高比例和多样化的优质硅质石料,并且主要用于生产细石器。野外调查和查阅地质资料均未发现青海湖盆地内有151遗址中出现的同类型优质硅质石料产出,推测其来自远距离搬运。青海湖盆地内其他8个末次冰消期至全新世中期遗址的3269件石制品石料分析结果显示,与151遗址同类型的远源优质硅质石料在全新世早期开始在盆地内的遗址中出现。这一结果表明青海湖盆地末次冰消期古人类活动强度和范围有限,全新世早中期古人类受到全新世大暖期气候变好和周边地区农业人群兴起挤压活动空间的双重影响,在高原上的活动范围和强度大大增加,伴随着开始有意识地开发优质石料,较频繁地进行远距离迁...     

洞庭湖流域洪水模拟与综合治理

在洞庭湖水灾现状和特征分析的基础上,利用水平衡方程对洞庭湖及四水水系的水情作了进一步的模拟分析。初步估计了流域的泄流系数Fo,保水系数Fs和蓄水系数FR。得到洞庭湖随洪峰入湖流量而变化的水位日增量和湘、资、沅、四水流域随集中降水量而变化的水位总增量。进而对洞庭湖水患的防治提出了综合的治理方略：（1）增加蓄洪面积,预田蓄洪;（2）增大泄流系数,有控泄流;（3）减少入流流量,有效蓄水;（4）加固堤防工程,有备无患。减少入流流量,有效蓄水,就是在洞庭湖上游的四水流域,除了增加水库型集中蓄水外,还要人工地增加降水滞流量,也就是在全流域增加分散性蓄水机能,进行研究水田蓄水、旱土蓄水、草地蓄水及林地蓄水等的蓄洪限度、实施技术及蓄洪以外的经济效益,以及流域人工增加降水滞流量的巨大潜力。本文分析认为,只有对洞庭湖及其流域的水旱灾害实施综合治理,才是根治洞庭湖水患的有效方略,将对湖南社会经济可持续发展起重要作用。     

柴达木盆地克鲁克湖全新世气候变化的正构烷烃分子记录

对位于青藏高原北部柴达木盆地内的克鲁克湖钻孔沉积物中的正构烷烃进行了详细定量分析。根据正构烷烃Paq指数和叶蜡烷烃平均链长(ACL27~33)等参数的变化特征,探讨了湖区过去12kaB.P.以来的古气候变化特征。结果表明: 该区域在9kaB.P.之前的早全新世气候干旱,9~6kaB.P.是整个全新世相对最湿的阶段,6kaB.P.之后气候又逐渐趋向于干旱,但干旱程度要弱于早全新世。这一全新世气候变化样式与受西风影响的亚洲内陆干旱区全新世以来的气候变化样式基本一致,但与同一钻孔沉积物中CaCO3含量和孢粉 A/C 值所重建的古气候变化过程存在一定差别。这种差别主要体现在6kaB.P.以后的重建结果。我们推测,6kaB.P.后,禾本科植物在湖盆周围植被中的比例显著增加可能是导致上述差别的一个重要原因。本工作表明,在古环境重建中,采用多指标相,互相验证,互相补充,会有利于获得更准确、更详细的古植被及古气候变化历史。     

察尔汗盐湖物质来源的研究

柴达木盆地察尔汗盐湖是一个以氯化物为主的盐湖,然而今天补给该盐湖的水是碳酸盐和硫酸盐型的。所以,该盐湖的物质来源问题是研究其成因的根本问题,也一直是中外学者感兴趣。同时又感到非常棘手的问题,他们提出了各种假说。本文综合了六化学、岩相古地理、Sr和Br的地球化学、古生态、同位素和构造方面的资料,对前人提出的各种假说逐一进行了论证,最后的结论是,察尔汗盐湖的盐类物质有三个来原:通过河流补给的地表化学风化淋滤物质、通过断层补给的油田水和柴达木古湖的遗留物质。否定了海水来源和第三纪含盐系风化淋滤来源的假说。 中更新世末,察尔汗湖从柴达木古湖中完全蚀立出来,并继承了部分从古湖遗留下来的盐类物质。在察尔汗湖蚀立过程中和独立后早期,构造运动比较强烈,通过断层补给的油田水较多,后来随着构造运动的减弱,油田水补给量逐渐减少,而地丧化学风化淋滤物质的补给一直是比较稳定的。     

鄱阳湖盆地的地质演化、新构造运动及其成因机制探讨

综合鄱阳湖盆地的沉积特征和构造活动特点,并结合钻孔及剖面资料,分析了鄱阳湖盆地在东亚地区中新生代大地构造背景下的地质演化过程,总结了控制鄱阳湖盆地发展的主要断裂构造及其特征以及盆地的中新生代沉积古地理演化,最后进一步根据已有资料,总结了区域主要断裂的第四纪活动性及与地震活动的关系,并探讨析了盆地的成因机制。综合研究认为,在中生代,中国东南部的燕山运动事件使一套大致平行的北东-南西向断裂带形成,并在此时期导致了鄱阳湖断陷,形成鄱阳湖沉积盆地的雏形;之后,随着赣江断裂系活动方式的变化,鄱阳湖盆地经历了复杂的构造演化过程;至第四纪,盆地中部发生整体拗陷并持续接受沉积;全新世中期后,演化成现代鄱阳湖。