太湖洗衣粉"禁磷"措施削减磷负荷量研究

太湖地区“禁磷”措施实施状况跟踪调查的结果显示,至1999年底,太湖全流域地区内98%的商店销售无磷洗衣粉,99%以上的居民使用无磷洗衣粉,“禁磷”措施得到了较好的落实,“禁磷”措施约可削减负荷1353.81t/a,占太湖磷负荷总量的14.07%,对太湖富营养化程度的改善将会起到积极的作用。     

太湖水体氮、磷浓度演变趋势(1985-2015年)

分析了太湖水体氮、磷浓度1985-2015年的演变趋势.结果表明,近30年来,全太湖水体氮、磷指标总体呈先恶化、后好转的波动变化趋势.总氮（TN）浓度年均值在1.79～3.63 mg/L之间,30年平均值为2.62±0.03 mg/L,总磷（TP）浓度年均值在0.04～0.15 mg/L之间,30年平均值为0.086±0.001 mg/L,1996年全太湖TN （3.84 mg/L）和TP （0.15 mg/L）浓度年均值均达历史峰值.氮、磷逐月浓度变化情况显示,TN浓度呈明显季节性变化规律,最高值集中出现在3、4月,概率分别为67%和33%,最低值则分布在8、9、10、11月,概率分别为18%、41%、29%和12%,而TP浓度则没有明显的季节性变化规律.太湖各湖区水体氮、磷浓度变化空间异质性明显,西部水域和北部水域变化幅度大于东部水域、南部水域和湖心区.太湖水体氮、磷浓度的长期变化趋势显然和流域经济发展及各项环保管理措施的实施密切相关,同时也受到重大水情变化的影响.此外,在相对封闭的局部湖湾水体可以通过水利调度等综合治理措施短时期内改善氮、磷指标,但大太湖水质的改善任重而道远.     

太湖地区西苕溪流域营养盐污染负荷结构分析

污染负荷研究是实施污染物总量控制、保护水质的基础,由于非点源污染一直是水环境研究的一个难题,致使河流污染负荷估算缺乏合理的估算方法.本项研究针对太湖的富营养化问题,选取太湖上游西苕溪流域,采用GIS的流域分析方法,选取单一土地利用类型的小流域,分析流域土地类型与径流量及流域出口浓度的统计关系,获取不同土地利用类型营养盐污染的产出率,合理估算了西苕溪流域的非点源营养盐污染负荷,并根据西苕溪流域社会经济统计数据及已有的污染产出率研究成果,估算了西苕溪的点源营养盐污染负荷,在此基础上估算了西苕溪流域的营养盐污染总负荷量,分析了不同污染源在总负荷量的比例.最后通过比较估算的总负荷量与实测负荷量,计算了西苕溪流域河网体系对营养盐的降解能力.研究得出, 林地产出径流浓度总氮0.715mg/L、总磷0.039mg/L,耕地产出径流浓度总氮为2.092mg/L, 总磷0.166mg/L,西苕溪流域总氮负荷量为3143.43t/a,非点源污染负荷量为1589.52t/a;总磷负荷量为226.32t/a,非点源为108.36t/a,西苕溪流域河网体系对总氮、总磷的年降解率分别为 35.39%、21.48%.     

磷素在湖滨湿地基质-上覆水界面中的迁移过程

以抚仙湖流域马料河湖滨湿地基质为研究对象,进行了低浓度(P≤3.0mg/L)负荷条件的吸附动力学试验;以及低、高浓度磷的吸附等温线试验,结果表明,在初始磷浓度为0.02mg/L、0.03mg/L时,基质存在磷释放现象,当初始浓度增加到0.05mg/L时,基质开始吸附磷,24h后吸附趋于平衡状态,以一元线性回归法对上述基质的吸附等温线进行了Freundlich模型和Langmuir模型的回归分析,在此基础上,进行了高初始浓度下上覆水与基质振荡24h后基质对磷的吸附试验,结果表明在高浓度下,基质样品可在24h内释放原来吸附的大部分磷量.     

太湖水体磷浓度与赋存量长期变化(2005-2018年)及其对未来磷控制目标管理的启示

为揭示大型浅水湖泊水体磷浓度对湖泊外源负荷削减和生态系统变化的响应规律,指导富营养化湖泊水生态修复和管理实践,利用太湖湖泊生态系统研究站20052018年连续14年的太湖水体各形态磷浓度的月、季度调查数据,估算了太湖湖体各形态磷赋存量的季度变化,分析了太湖水体磷浓度受湖泊水位、水量、蓝藻水华态势(蓝藻总生物量及水华出现面积)等环境条件变化的影响特征.结果表明,在连续10年的全流域高投入污染治理背景下,太湖水体总磷浓度仍未发生显著下降,水体各形态磷浓度在年际、月际及空间上的变幅大,不同季节和不同湖区总磷浓度的时空差异性大于14年来总磷浓度年均值的差异性;全湖32个监测点上、中、下3层混合样水体总磷平均值为0.113 mg/L(n=1788),其中颗粒态磷浓度平均值为0.077 mg/L,是水体总磷的主要赋存形式,溶解性总磷浓度平均值为0.036 mg/L,其中反应性活性磷浓度平均值为0.015 mg/L,占总磷浓度的13%;太湖水体总磷的赋存量介于410~1098 t之间,56个季度的平均值为688 t,其中冬季(122月)、春季(35月)、夏季(68月)、秋季(911月)平均值分别为683、604、792和673 t,夏季湖体磷赋存量明显高于其他季节.统计分析表明,蓝藻水华态势和水情要素(水位)对水相总磷、颗粒态磷等主要形态磷的赋存量影响显著,蓝藻水华态势的影响可能大于水量变化的影响.本研究表明,在水体营养盐浓度仍然充分满足蓝藻水华发生的背景下,气象水文波动所造成的湖泊水华面积及生物量的变化及大型水生植被消长带来的内源交换变化能引起水体总磷浓度剧烈变化,太湖水体磷浓度的稳定控制也依赖于蓝藻水华态势的稳定控制,由于太湖当前的蓝藻水华态势受气象水文条件变化影响甚大,短期内太湖水相总磷浓度稳定控制到0.05 mg/L的水质治理目标较难实现.治理策略上,若要实现太湖水体磷浓度的进一步明显下降,一方面需要大幅度削减外源磷负荷,另一方面需要大面积恢复沉水植被等.管理策略上,由于湖体磷浓度变化包括了较大的非人为因素影响,应将太湖总磷治理目标考核重点放在流域磷减排强度、入湖负荷等方面,科学看待气候波动等非人为因素影响下的水相磷浓度波动.     

巢湖流域双桥河底泥疏浚对浮游甲壳动物群落结构的影响

为研究河流底泥疏浚工程对富营养化河流水生生态系统的影响,选取巢湖双桥河开展为期一年的河流生态监测与调查,对比分析了巢湖双桥河疏浚前和疏浚后的水质指标、浮游甲壳动物群落结构及生物多样性指数.研究发现：底泥疏浚后双桥河水质得到明显改善,其中氮、磷营养盐分别削减48.09%和19.09%;底泥疏浚对浮游甲壳动物群落结构影响显著,疏浚后浮游甲壳动物生物量从1.86 mg/L下降到0.25 mg/L,下降了86.40%;疏浚后生物多样性指数高于疏浚前,且受季节影响较大;浮游甲壳动物与水环境因子相关性研究发现：pH、温度、铵态氮、硝态氮、可溶性氮、总氮和氮磷比对浮游甲壳动物总生物量均有极显著影响.研究结果表明,河流底泥疏浚工程能显著削减水体中氮、磷营养盐,并从一定程度上改善河流浮游甲壳动物群落结构,促进河流水生生态系统向健康、安全的方向发展.因此,对于双桥河这种受城市外源污染影响较大的城市污染型河流,在削减外源营养盐特别是氮输入的条件下,实施底泥疏浚工程可以促进其水生生态系统的修复.     

基于湖库水质目标的流域氮、磷减排与分区管理——以天目湖沙河水库为例

湖库水环境保护在保障生产与生活用水、维系生态平衡、发展旅游等方面发挥着重要的作用.水质目标管理是保护湖库水质的最佳管理办法.本文以天目湖地区沙河水库及其流域为研究区域,建立模型模拟沙河水库流域的水文与水质,评估入库污染通量和主要来源;依据水质目标测算氮、磷污染的容量和减排量,结合土地的生态保护与开发适宜性评估,提出氮、磷污染分区减排和土地管控的对策和措施.研究结果表明,沙河水库氮、磷污染物入库通量分别为206.01和3.29 t/a,面源总氮和总磷分别占总入库量的85.7%和67.5%.不同土地利用类型氮、磷输出强度有显著差异,总氮输出强度依次为茶园 >耕地 >建筑用地 >裸地 >草地 >退耕地 >林地 >河湖漫滩,总磷输出强度与地表覆盖度有关,依次为裸地 >建筑用地 >茶园 >耕地 >草地 >退耕地 >林地和河湖漫滩.从氮、磷输移过程来看,沙河水库流域总氮排放量为321.64 t/a,进入河流的为255.53 t/a,在河道输送过程中损失19.4%,最终有206.01 t/a进入水库;沙河水库流域总磷排放量为13.42 t/a,进入河流的为7.90 t/a,在河道输送过程中损失58.3%,最终有3.29 t/a进入水库.不同分区河流氮、磷滞留降解率有很大的差异,中田河总氮、总磷滞留降解能力最强,分别为34.71%和84.31%.2009年的通量计算结果显示,沙河水库总氮达到Ⅳ类水质目标需要的入湖减少量为32.01 t/a,入湖削减比例为15.50%,总氮达到Ⅲ类水质目标需要的入湖减少量为59.66 t/a,入湖削减比例为29.00%;总磷达到Ⅲ类水需要的入湖减少量为0.682 t/a,入湖削减比例为20.70%,总磷达到Ⅱ类水需要的入湖减少量为1.479 t/a,入湖削减比例为44.90%.为了实现基于土地利用的面源污染减排管控,选定植被覆盖度、水源涵养能力、地形坡度、土地利用、氮磷分区贡献量、与道路和村落距离等指标综合评估生态保护价值和开发适宜性,并划定禁止开发区、限制开发区和保护性开发区3个管理分区,最终确定各分区的开发强度限制和管控方式.     

生物沸石薄层覆盖削减富营养化水体磷负荷

以江苏扬州古运河富营养化水体为对象,现场围隔实验研究生物沸石薄层覆盖削减富营养化水体磷负荷可行性,考察生物沸石覆盖削减上覆水、底泥间隙水和底泥中不同形态磷的削减效果,讨论生物沸石覆盖修复过程中不同形态磷转化机制.结果表明,覆盖强度为2 kg/m2的生物沸石覆盖(厚度约2 mm)对上覆水中总磷的削减率为57.41%,对上覆水中正磷酸盐的削减率为60.03%;对底泥间隙水中正磷酸盐的削减率为59.80%;对表层底泥(0~20 cm)中总磷削减率为11.28%,对无机磷削减率为11.82%,对有机磷削减率为11.11%.生物沸石覆盖能将底泥中不稳定的无机磷(可溶性磷、铁结合态磷、铝结合态磷)或少部分较稳定的无机磷(钙结合态磷)转化为稳定的无机磷(包裹磷),说明生物沸石覆盖不仅能削减液相中磷负荷,而且能将固相中不稳定的无机磷转化为稳定的无机磷;可见,生物沸石薄层覆盖能有效削减富营养化水体磷负荷,利用生物沸石薄层覆盖削减富营养化水体磷负荷是可行的,但需要进一步研究富营养化水体底泥生物薄层覆盖修复过程中不同形态无机磷转化机制.     

路径分析法在滇池流域水污染防治规划中的应用

在基于负荷总量的水污染防治规划中,通常需要在特定的水质目标条件下,核定污染物的最大允许排放量和削减量,并采取工程措施完成削减目标.路径分析法将正向算法中的污染控制参数由连续变量进行离散化,既对优化问题进行了简化,也提高了优化方案的针对性和可行性.以滇池流域水污染防治规划为例,采用路径分析方法,将滇池流域水污染控制六大措...     

利用生物膜强化表流湿地处理农村生活污水的试验

针对农村生活污水难以集中处理的问题,提出了采用生物膜强化表流湿地工艺就地进行农村生活污水处理的方法,并对其进行试验研究.结果表明:在表流湿地表面设置生物膜载体后,系统的水质净化能力提高,处理负荷较高的条件下(COD_Cr:657.27 mg/L、TN:26.27 mg/L、TP:8.66 mg/L和SS:276 mg/L),处理效果显著提高.在效果明显的试验组中,生物膜设置后系统对TN、TP、COD_Cr的去除率分别提高了21.64%、16.24%、19.12%.另外,通过对系统中微生物的检测发现,生物膜载体的引入对湿地系统本身影响不大,系统水质净化能力的提高主要源于载体上微生物的增加.该方法在未增加系统占地面积的情况下提高了水质净化能力,为解决农村生活污水处理难的问题提供了新的思路.     

琼中地震台重力仪记录同震响应特征分析

2013年2月6-8日圣克鲁斯群岛发生6次强震,琼中地震台的重力仪记录都有同震响应出现。本文从重力仪记录的面波的延迟时间、最大变形幅度、同震持续时间3个方面研究了6次强震的同震响应特征。     

On the Mechanism of the Secular Tidal Acceleration of the Solid Inner Core and the Viscosity of the Liquid Core

As is known, the secular deceleration of the Earth's diurnal rotation is explained mainly by the tidal friction in the ocean. Below we consider this mechanism in some detail, taking into account also elastic deformations of the mantle under the action of ocean loading and the interaction between the tide-generating body, ocean tidal wave, liquid outer core, and solid inner core. It is shown that elastic displacements of the core-mantle boundary under the action of ocean loading are of about the same amplitude and phase as the elastic loading displacements of the Earth's outer surface. As a result, side by side with the mechanism of secular deceleration of diurnal rotation of the mantle, there are also (1) the opposite mechanism of secular acceleration of diurnal rotation of the outer liquid core and of the solid inner core and (2) the mechanism of excitation of differential rotation in the liquid core. Taking these effects into account, we compare theoretical and modern observed data on the eastward drift of the solid inner core. It is shown that the best agreement may be obtained if the turbulent viscosity of the liquid core is about 2 × 10 ³ Poise     

Comparison Between the Nutations of the Planet Mars and the Nutations of the Earth

The nutations of the planets Mars andEarth are investigated and compared. Alarge number of interior structureparameters are involved in the nutationcomputations. The comparison between the observations and the computationsprovides several constraints on these parmeters andtherefore allows a better understanding of the physics of the interior of theplanet. For the Earth, the high precision of the observations of the nutationshas led to a very good determination of interior properties of the planet. ForMars, observations of nutations are not yet available, and we review how theamplitude of the Martian nutations depends on the hypotheses consideredfor its interior. Although Mars is very similar to the Earth, its interior is not well known;for example, we don't knowif its core is liquid or solid. Only if the core is liquid,the Free Core Nutation (FCN) normal mode exists and can alter the nutationswhich are close to the resonance. From the observed geoids, it is known thatboth planets are not in hydrostatic equilibrium. The departure is larger forMars than for the Earth, and consequently, the implication of considering a convective mantle instead of a mantle in hydrostatic equilibrium described byClairaut's equation for the initial equilibrium state of the planet is largeron the Martian nutations than on the Earth nutations. The consequences of theuncertainty in the core dimensions are also examined and shown to be of a veryhigh influence for Mars if the core is liquid, due to the potential changes inthe FCN resonance. The influence of the presence of an inner core, which isknown to exist for the Earth, could be more important for Mars than for theEarth if the inner core is large. Due to the presence of Tharsis on Mars, thetriaxiality of this planet has, additionally, larger effects than on Earth.     

Contribution to the knowledge of the magmatic evolution by the study of the variation of the coefficient of viscosity

The determination of the coefficient of viscosity of eruptive products gives useful elements to the knowledge of possible variations of composition and physical conditions of the magmas.     

Pictorial Series of the Manifestations of the Dynamics of the Earth

Studia Geophysica et Geodaetica -     

动水压力对深水桥墩地震响应影响的研究综述

地震激励下处于深水中的桥墩和周围水体的相互作用将对桥梁结构的动力响应产生较大影响。首先对地震作用下水-桥墩的相互作用理论做了概括,给出了动水压力对桥墩的作用效应及各自的适用范围;对主要的三种考虑流固耦合效应的分析方法做了对比,探讨了地震作用下影响水-结构相互作用的主要因素,并对今后的研究提出了建议。     

On the solution of the reverse problem of geodesics with the help of the chord

Резюме Дается вывод формул для вычислений длины хорды, длины и азимутов нормаляных сечений и длины геодезической линии эллипсоида. Применяются тригонометрические функции данных величин и постоянные принятого ргфгргнц-эллипсоида, что является целесообразным при использовании вычислителQjных машин, особенно автоматов. Рабочие формулы рекомендуются в форме (8–11).

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Dedicated to Professor František Fiala on His 85th Birthday

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Address: Veveři 95, Brno.     

Evolution of the Source of the Active Region of the Sun

Geomagnetism and Aeronomy - The magnetic evolution of the active region of the Sun at the level of the photosphere has been studied. Magnetic synoptic maps of the 2007 Kitt Peak Observatory were...     

On the gravimetric undulations of the geoid and the deflections of the vertical

Summary The author mentions the aims of the World-wide gravity project he established in the Ohio State University in Columbus, in 1950. He outlines the practical procedure of the gravimetric computations of the undulationsN and the vertical deflection components and and emphasizes that only by the global international cooperation and additional gravity observations at sea carried out during the last decade it has been possible to gather to Columbus the needed gravity material. Since there exist still large gravimetrically unsurveyed areas it is of vital significance to study what gravity anomalies are best to be used for these regions. The given figures concerning the accuracy of theN, and , estimated theoretically and obtained in practice, indicate that in the gravimetrically well surveyed parts of the world like in Europe and the United States we can get gravimetrically on basis of existing gravity material theN-values with accuracy of about 5–10 meters, and and with the accuracy of about 1. The geoid undulationsN are already computed in Columbus for more than 6000 points of the northern hemisphere. The sample maps show the interesting geoid of Europe and vicinity between the latitudes 60° and 30° and longitude 5° W and 30° E, drafted on basis of more than 1000N-values computed at the corners of 1°×1° squares. It is interesting to realize that the geoid undulations in all this area are positive, the extreme values being between 40 and 50 meters. The geophysical significance of the geoid maps of this kind is pointed out.