换水率和营养水平对太湖流域横山水库硅藻水华的影响

为探讨水文过程对水库硅藻异常增殖的影响,对江苏宜兴横山水库的硅藻生消过程中浮游植物、水质、降水、水位、气温等指标进行观测研究.结果表明,横山水库硅藻年际生物量波动很大,9月出现明显的异常增殖,总生物量达到14.27 mg/L,硅藻的优势属为针杆藻(Synedra)、小环藻(Cyclotella)、曲壳藻(Achnanthes)和直链藻(Melosira),以针杆藻的优势度最高;浮游植物生物量与营养盐浓度关系不明显,与总氮浓度甚至呈负相关,但小环藻生物量与水体溶解性磷浓度呈正相关;水库的换水率与浮游植物生物量、硅藻的异常增殖过程和营养盐浓度水平均密切关联,总氮、溶解性磷浓度与水库换水率呈正相关,而硅藻生物量与水库换水率呈指数负相关.数值拟合分析显示硅藻生物量可以用换水率和磷浓度推算而得.研究表明,对于中营养水平的水库,硅藻生物量变化可能受水文过程与水质条件共同控制,在水库的硅藻水华防控中,既要加强营养盐水平的严格控制,也需考虑水文过程的调控手段.     

太湖流域典型水源水库藻类水华的促发条件

藻类异常增殖引发的水华是威胁我国水源地水库的主要生态问题之一。探究水源水库中藻类异常增殖的促发因素是防控藻类水华水质问题的前提。本文以太湖流域两个大(Ⅱ)型中营养水库为例,通过周年浮游植物细胞密度、生物量及相关环境因子逐月监测,分析影响水库有害藻类生物量季节性异常增殖特征及其促发条件。结果表明,地处亚热带季风区的两个水源水库均存在蓝藻和硅藻阶段性异常增殖的风险,老石坎水库5月暴发了以曲壳藻为绝对优势种的重度硅藻水华现象,硅藻细胞密度达到6232×10⁴ cells/L,赋石水库则在6和9月均出现了蓝藻细胞数达到水华级别的异常增殖现象。冗余分析表明,总磷、水温和水位是影响水库硅藻、蓝藻异常增殖的关键因素。非线性回归等统计分析表明,两个水库中水体总磷浓度显著影响藻类异常增殖强度的临界值为0.024 mg/L,而水温高于16℃时,硅藻水华事件可能发生,硅藻水华发生的最佳温度为22℃水温高于20℃时,蓝藻水华事件可能发生,蓝藻水华发生的最佳温度为30℃持续低水位或水位快速波动过程中藻类水华暴发的风险较高。研究表明,太湖流域中营养水源水库藻类异常增殖或藻类水华的发生往往是营...     

天目湖沙河水库水质对流域开发与保护的响应

利用长期水质监测资料,对苏南地区天目湖沙河水库十多年来的开发与保护工作的水库水质影响情况进行了分析.结果发现:大规模放养鳙鱼等不合理的渔业开发对水库硅藻、蓝藻等浮游植物异常增殖有较大的促进作用;在营养盐处于中富营养水平下,利用不同食性鱼类的组合调控,能够较快地抑制浮游植物的异常增殖,但当浮游植物生物量下降到一定程度以后,其控制能力下降,营养盐和气候因子的影响变得更为重要;流域的旅游开发和农业开发都对水库营养盐、透明度等水质指标产生较大影响,特别是坡地大规模茶叶种植等农业开发对水库氮的影响十分明显;春季少雨等气候变化因子对水库氮等营养盐浓度影响较大,但影响是短时段的.研究表明,合理调控水库渔业养殖,控制流域农业、旅游等开发活动强度,减少农业化肥施用量,恢复和扩大湿地等流域营养盐削减途径,是沙河水库水质保护的关键,也对同类水库水质保护具有示范价值.     

山东某新建水库浮游藻类的群落结构特征及其环境驱动因子

基于山东某新建水库中2014年4月-2017年12月的浮游藻类和水质监测结果,研究了藻类群落结构特征,采用非度量多维尺度分析了各年份不同季节藻类群落结构的相似性,利用冗余分析探究了藻类群落结构和环境因子的关系.结果表明：尖针杆藻（Synedra acus）、湖泊伪鱼腥藻（Pseudanabaena limnetica）和小球藻（Chlorella vulgaris）为此水库的主要优势藻种.水库藻类群落结构的季节演替不稳定,冬、春季多以硅藻和绿藻占优势,不同年份夏、秋季藻类结构差异较大,蓝藻和硅藻在夏、秋季存在一定的竞争优势.该水库于2013年底开始启用,由于水体环境的波动,藻类群落结构有所变化,整体上是由蓝藻-绿藻-硅藻向硅藻-绿藻-蓝藻变化.水库浮游藻类生长主要受到氮盐和高锰酸盐指数影响,但不同年份的主要环境影响因子存在一定差异.     

寡-中营养型水体偶发性蓝藻水华的驱动因素分析——以南京方便水库为例

寡-中营养型水体中,虽然营养盐水平偏低,但仍会偶发性出现较为严重的蓝藻水华现象,其具体机制仍有待深入探索研究.本研究以偶发水华水体方便水库为例,通过历史数据分析和调查研究,探讨了其水华蓝藻的优势类群,并分析了蓝藻水华形成的主要驱动因素.研究发现:方便水库优势的水华蓝藻为浮丝藻和长孢藻,这两种丝状蓝藻是发生偶发性蓝藻水华的潜在风险物种,其中浮丝藻的发生风险最高,风险时段为7-9月.方便水库多年来营养盐浓度呈现下降的趋势,其中总氮浓度的下降趋势快于总磷浓度,整体有利于蓝藻水华的防控,但是营养盐的波动,尤其是随着降雨导致的地表径流入库对水体总磷的脉冲式补充,降低了水体氮磷比,增加了水库偶发蓝藻水华的风险;在营养盐满足的条件下,水温、高锰酸盐指数和氧化还原电位是发生浮丝藻水华的主要驱动因素,氧化还原电位、水温和透明度是发生长孢藻水华的主要驱动因素.本研究结果有助于提升对偶发性蓝藻水华机制的认识和应急处置工作的精准性.     

太湖梅梁湾与五里湖浮游植物群落的比较

富营养化和风浪是影响大型浅水湖泊浮游植物群落的重要因素,本文于2003年10月至2004年9月对太湖梅梁湾和五里湖理化环境因子(水温、透明度值、悬浮质浓度和氮、磷营养盐浓度)和浮游植物群落进行了逐月监测,通过对两个湖区理化因子和浮游植物群落结构在周年内季节变化的比较研究,探讨富营养化程度以及风浪对浮游植物群落结构的影响,结果为:(1)梅梁湾由于受风浪影响悬浮物含量较高,五里湖则富营养化水平更高.(2)周年内五里湖浮游植物平均生物量(6.85 mg/L)高于梅梁湾的平均生物量(4.99 mg/L),两个湖区都呈现夏秋高峰、冬季低谷的变化特征.梅梁湾浮游植物群落季节演替的模式基本为:冬季硅藻(小环藻属Cyclotella spp.)和隐藻(隐藻属Cryptomonas spp.)-春季绿藻(细丝藻属Planctonema sp.)-夏季绿藻(绿球藻目Chlorococcales种类)和蓝藻(微囊藻属Microcystis spp.和浮游蓝丝藻属Planktothrix spp.)-初秋蓝藻(微囊藻属)和硅藻(浮游直链硅藻Aulacoseira spp.)-秋季隐藻(隐藻属).五里湖的季节演替模式没有梅梁湾明显,全年隐藻(隐藻属)都占优势,在此基础上,秋冬季硅藻(小环藻属和浮游直链硅藻属)占优势,裸藻(裸藻属Euglena spp.)在冬春季占优势,绿藻(绿球藻目种类和团藻目衣藻属Chlamydomonas spp.)在整个春季和初夏的优势地位在夏季被蓝藻(微囊藻属和浮游蓝丝藻属)所取代.群落构成的差异是浮游植物对两个湖区不同风浪条件和富营养化水平的响应结果.(3)通过与PEG(Plankton Ecology Group)模式的比较,梅梁湾和五里湖浮游植物群落的季节演替主要受水温、光照、营养盐(氮、磷)浓度和浮游动物牧食等因子的影响,因此,大型富营养化浅水湖泊浮游植物群落演替规律需要进一步的研究.     

广东省镇海水库拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)的季节动态及驱动因子分析

拟柱孢藻(Cylindrospermopsis raciborskii)是热带地区普遍存在的蓝藻种类,已在广东省很多水库成为优势种类甚至形成水华,作为一种新的有害水华类型,目前对其成因研究甚少.以广东省江门市镇海水库为研究对象,于2014年11月—2015年10月期间对其进行逐月采样,观测理化因子和浮游植物组成,测定拟柱孢藻的丝体长度,初步探讨该水库拟柱孢藻优势形成的原因.数据表明,拟柱孢藻是镇海水库的绝对优势种,常年生物量较高,介于5.9~15.5 mg/L之间,平均生物量为11.3 mg/L,占浮游植物总生物量的93.5%.从季节上看,拟柱孢藻生物量在2—6月相对较高,最高生物量出现在6月,10月和11月生物量最低.拟柱孢藻的丝体长度具有显著的季节变化,与水温呈极显著负相关.相关性分析表明拟柱孢藻生物量与总氮、总磷浓度呈显著正相关,与氮磷比呈显著负相关,而逐步回归分析表明拟柱孢藻生物量的变化主要由总磷浓度决定,推测该藻对磷的超强吸收和储存能力在其生物量季节变动中起重要作用.     

太湖和巢湖中微囊藻(Microcystis)与长孢藻(Dolichospermum)的长时序变化及其驱动因子

随着我国湖泊治理力度的加大,太湖和巢湖的营养盐水平,特别是氮水平近年来明显下降,如2007年以后太湖总氮和近年来巢湖的氨氮水平都呈现下降趋势,但是2个湖泊水华蓝藻的优势种却向相反的方向演化,太湖的长孢藻(Dolichospermum)比例在增加,而巢湖的长孢藻比例却在降低,为阐明这种变化过程和驱动因素,本研究利用太湖(19932015年)和巢湖(2012 2018年)的历史数据分析了2个湖泊中的水华蓝藻——微囊藻(Microcystis)和长孢藻生物量的历史变化过程,并结合营养盐数据分析了影响2种水华蓝藻变动的驱动因素.结果显示:太湖和巢湖的微囊藻生物量多年来始终保持高位波动,近年来均有升高的趋势,这与2个湖泊磷的高位波动具有明显的相关性,磷是决定微囊藻生物量长尺度变化的主要驱动因素;太湖的长孢藻生物量呈现较大波动变化,2007年以后明显升高,巢湖的长孢藻生物量则明显下降,氮与长孢藻生物量呈现负相关关系,而且这种负相关仅在低磷浓度时具有显著性.微囊藻生物量对磷浓度变化敏感的正反馈响应是其水华形成的重要机制之一,在高温高磷条件下,微囊藻可以快速繁殖,并竞争性排除长孢藻,从而形成优势;而长孢藻可以通过温度生态位和固氮两种方式占据优势,在氮浓度相对较低,且温度低于微囊藻形成水华的温度范围时,长孢藻可以依靠温度生态位的优势形成水华,而在氮限制的条件下,即使在夏季高温时,长孢藻依然可以利用固氮作用形成水华,但是关键的温度阈值和开始固氮的氮浓度阈值仍不清楚.基于2种水华蓝藻对营养盐变化响应的差异,建议在进行蓝藻水华治理、污染削减过程中,应针对不同水华蓝藻的特性进行分时段分类别的营养盐控制策略.     

鄱阳湖河湖转换期间鱼腥藻(Anabaena)的变化

鄱阳湖作为我国长江目前仅存的两个通江湖泊之一,年内水位变幅巨大.通过在鄱阳湖2013年河湖转换期间(5—11月)对鄱阳湖主航道都昌段进行每月3~4次的高频监测,以考察鄱阳湖水体中鱼腥藻(Anabaena)的动态变化,分析鄱阳湖中鱼腥藻生长并占优势的影响因素.结果表明,蓝藻为鄱阳湖浮游植物的次级优势种,8月蓝藻生物量平均占浮游植物生物量的57%,蓝藻取代硅藻成为暂时的优势种.夏、秋季水华蓝藻以固氮鱼腥藻为主,主要与夏、秋季水温较高以及适宜的营养盐条件等有关.研究期间鄱阳湖水体氮磷比平均在15左右,鱼腥藻能够产生有固氮能力的异形胞,并在水华蓝藻中成为优势种,也反映了鄱阳湖某些湖区存在氮相对缺乏的阶段.     

经低温、低光处理的藻类在不同光强、氮磷浓度下的生理生态特征

通过低温、低光处理太湖藻类后,研究光强、营养盐对水华早期藻类生长与组成的影响.结果显示:中光强(50μE/(m2·s))下藻类生长状态最优,高光强(200μE/(m2·s))次之,低光强(5μE/(m2·s))最差;中、高光强条件下,样品中均检测到了绿藻与硅藻,且其所占比例有随培养时间上升的趋势,光强越高其所占比例越大,低光强下则未检测到绿藻与硅藻.营养盐添加实验中,N+P添加组的藻类生长状态最优,P添加组较好,N添加组次之,对照组最差,说明在水华早期N、P均限制藻类生长,且P的限制作用大于N;此外,还发现营养盐对水华早期藻类的群落结构有一定影响,添加N或(和)P后,绿藻与硅藻均被检测到.从水华早期控制角度看,降低光强与营养盐(主要是P)均能在一定程度上控制浮游植物生物量及其生长;采取降低入射光强的措施后可能会出现更耐受低光的蓝藻尤其微囊藻占据优势的情况,相对低的N、P营养盐条件亦可能使蓝藻占优势,若一定程度上升高N、P营养盐浓度可使硅藻、绿藻逐渐占据优势,这为水华早期的选择性控藻提供一定的借鉴意义.     

地质流体活动的形变场响应研究进展

地球内部流体储层的体积变化可以直接导致地球介质的变形。通过地表形变场的研究可以实现对地球内部储集体的动态监测，同时，还可以获取储层的有关性质。本文综述了当前利用地表形变测量研究石油开采诱发地震响应、地热开采导致陆地下沉、岩浆的侵入引起的地表抬升等地质现象的几种方法。油田开发过程的系列研究成果说明，地面形变测量研究是研究地球内部流体储层体变化过程的有效手段之一。     

Improved normalization of time‐lapse seismic data using normalized root mean square repeatability data to improve automatic production and seismic history matching in the Nelson field

Updating of reservoir models by history matching of 4D seismic data along with production data gives us a better understanding of changes to the reservoir, reduces risk in forecasting and leads to better management decisions. This process of seismic history matching requires an accurate representation of predicted and observed data so that they can be compared quantitatively when using automated inversion. Observed seismic data is often obtained as a relative measure of the reservoir state or its change, however. The data, usually attribute maps, need to be calibrated to be compared to predictions. In this paper we describe an alternative approach where we normalize the data by scaling to the model data in regions where predictions are good. To remove measurements of high uncertainty and make normalization more effective, we use a measure of repeatability of the monitor surveys to filter the observed time‐lapse data. We apply this approach to the Nelson field. We normalize the 4D signature based on deriving a least squares regression equation between the observed and synthetic data which consist of attributes representing measured acoustic impedances and predictions from the model. Two regression equations are derived as part of the analysis. For one, the whole 4D signature map of the reservoir is used while in the second, 4D seismic data is used from the vicinity of wells with a good production match. The repeatability of time‐lapse seismic data is assessed using the normalized root mean square of measurements outside of the reservoir. Where normalized root mean square is high, observations and predictions are ignored. Net: gross and permeability are modified to improve the match. The best results are obtained by using the normalized root mean square filtered maps of the 4D signature which better constrain normalization. The misfit of the first six years of history data is reduced by 55 per cent while the forecast of the following three years is reduced by 29 per cent. The well based normalization uses fewer data when repeatability is used as a filter and the result is poorer. The value of seismic data is demonstrated from production matching only where the history and forecast misfit reductions are 45% and 20% respectively while the seismic misfit increases by 5%. In the best case using seismic data, it dropped by 6%. We conclude that normalization with repeatability based filtering is a useful approach in the absence of full calibration and improves the reliability of seismic data.     

蘑菇湖水库富营养化发生机制和治理途径的探讨

通过对蘑菇湖水库的水质、底质和水生生物等的调查,分析了该水库富营养化的发生机理,并对恢复生态平衡、防治富营养化的途径进行了探讨。     

密云水库内湖富营养化现状分析

2001年的调研结果显示,由于网箱养鱼的影响,密云水库内湖已成为富营养水体,库区水体处于中营养水平,但有向富营养化发展的趋势;内湖水体通过侧渗、扩散等途径与库区水体进行物质交换,当水位达到150m以上时,水漫过相隔的窄坝,内湖与库区连为一体,内湖对库区的污染加重,内湖是库区的内污染源,应取消内湖的网箱养鱼,减少内源污染,稳定密云水库水质。     

RESERVOIR CAPACITY DEPLETION ON ACCOUNT OF SEDIMENTATION

l 1NTRODUCTIONAs the sediment cAned by the river gets dePositOd in the reservoir, there is a pro gressive reduction in itscaPacity to hold water. For examPle the Zuni reservoir on river Zuni, a tributary of the little ColoradO atBlack rock, New Mexico, U.S.A., lost aboat 75% caPacity in just 20 years. Sindlary, just in l0 years theIchari reservoir on river Tons, a tribUtary of river Yamuna (Inda), reduced to about l5% of its originalcaPacity. Thus, at the planning stage, one must …     

Reservoir rehabilitation: The new methodological approach of Economic Environmental Defence

This paper proposes a new methodological approach to silted reservoir management and defence, which combines the reservoir rehabilitation process and the utilization of the recovered water volumes and sediments. This approach, strategic from both the economical and environmental points of view, is here defined as Economic Environmental Defence (EED) of a reservoir. The EED approach is applied to the case study of Guardialfiera reservoir, where the available experimental data allowed the estimation of silta-tion up to date, the analysis of the distribution of sediment particle size along the reservoir bottom and the possibility to propose a feasible utilization of water and sediments resulting from the reservoir rehabilitation.     

浙江珊溪水库地震震源参数研究

利用浙江省区域数字地震台网记录的珊溪水库地震波资料,采用Brune(1970)模式,通过几何扩散校正、介质衰减校正、仪器校正等将速度记录谱归算为震源位移谱,使用遗传算法计算拐角频率及零频极限,进而计算震源半径、地震矩等小震震源参数,并系统分析了各种参数之间的关系。研究中使用发生于2002～2006年间ML2.0～4.6珊溪水库库区地震180个,分析结果为:地震矩范围为1011～1015N.m,震源破裂半径为74～727m,地震矩、拐角频率、矩震级及体波震级之间表现出一定的对数线性或半对数线性关系,并可分别表示为:lgM0=0.0061R 11.71,lgM0=1.11ML 10.11,MW=0.7447ML 0.7。地震应力降范围为0.08～4.95MPa,应力降与震源半径之间表现出一定的相关关系。     

大渡河龚咀水库泥沙特性与淤积

龚咀水库库容3.1×10~8m~3,是大渡河上最大的水库,从1971年蓄水以来的15年间,淤积量达2.2096×10~8m~3,占库容的71.3％。淤积可分蓄水初期,三角洲发展和淤积接近平衡三个时期,其淤积率分别为83.5％,53％和2.9％。淤积物的平均粒径从1.82mm增加为3.38mm。卵砾推移质移动至坝前。淤积量变化过程即为输沙能力调整恢复过程。     

Analysis of reservoir heterogeneity-induced amplification effect on time-lapse seismic responses of fluid substitution: A physical modelling study

Seismic wave propagation through a fluid-saturated poroelastic layer might be strongly affected by media heterogeneities. Via incorporating controlled laboratory simulation experiments, we extend previous studies of time-lapse seismic effects to evaluate the wave scattering influence of the heterogeneous nature of porous permeable media and the associated amplification effects on 4D seismic response characteristics of reservoir fluid substitution. A physical model consisted of stratified thin layers of shale and porous sandstone reservoir with rock heterogeneities was built based on the geological data of a real hydrocarbon-saturated reservoir in Northeast China. Multi-surveys data of good quality were acquired by filling poroelastic reservoir layers with gas, water and oil in sequence. Experimental observations show that reservoir heterogeneity effect causes significantly magnified abnormal responses to the fluid-saturated media. Specifically, reflection signatures of the gas-filled reservoir are dramatically deviated from those of the liquid fluid-filled reservoir, compared with ones of the homogeneous media. By removing the influences unrelated to reservoir property alterations, 4D seismic estimates of travel-time and frequency-dependent characteristic are reasonably consistent with fluid variations. Nevertheless, strong 4D amplitude difference anomalies might not correspond to the regions where fluid variations occur. We also find that 4D seismic difference attributes are evident between oil- and water-filled models, whereas significant between oil- and gas-filled models. Meanwhile, rock physics modelling results reveal the predicted 4D seismic differences are obviously smaller than those calculated from seismic observations. The results in this paper, therefore, implicate that the effect of a reservoir's heterogeneous nature might be beneficial for hydrocarbons detection as well as monitoring small variations in pore fluids.