珠江口海域沉积物-水界面营养盐释放特征研究

在2015年春季(3月),采用实验室培养法对珠江口海域5个站位的沉积物样品进行了沉积物-水界面营养盐交换速率的实验。结果显示,河口区交换速率较大,海湾地区交换速率较小。NH~+_4、NO~-_3、PO_4~(3-)由沉积物向水体释放,NO~-_2由水体向沉积物迁移,交换速率均值分别为90.6μmol·d~(-1)·m~(-2)、106.9μmol·d~(-1)·m~(-2)、13.8μmol·d~(-1)·m~(-2)和-21.9μmol·d~(-1)·m~(-2)。NH~+_4、NO~-_3和NO~-_2在水体贫氧环境下的交换速率高于富氧条件下的交换速率,贫氧条件下沉积物是PO_4~(3-)的释放源,富氧条件下沉积物是PO_4~(3-)的汇。扰动条件下NH~+_4和PO_4~(3-)的交换速率都大于非扰动条件,但NO~-_3则相反。NO~-_3和NO~-_2的交换速率主要受沉积物-水界面浓度扩散影响,NH~+_4和PO_4~(3-)更多的受界面吸附-解吸控制;在增氧和扰动条件下由于沉积环境由强还原性向氧化性剧变,对沉积物-海水界面营养盐的交换影响比较复杂。与国内近岸海区相比,珠江口沉积物-水界面营养盐的交换速率处于中等水平。     

冻结-冻融过程中水分运移机理

为研究冻结-冻融过程中水分运移机理,在天山北麓平原通过人为控制潜水不同埋深条件下的模拟试验和田间土壤水分运移观测试验,分析了土壤水势分布和土壤含水量分布特征,发现冻结过程不同潜水埋深条件下的土壤水分运移机理、土壤水与潜水之间的相互转化关系有明显差异.在冻结过程中,潜水浅埋条件下,冻结层下界面与潜水面之间土壤水分运移状态呈上渗型,土壤水向冻结层下界面处运移、积累,同时引起潜水蒸发损耗使潜水位下降,表现出地下水向土壤水转化的基本特征.潜水深埋区,土壤水分运移状态呈上渗-入渗型,同样土壤水向冻结层下界面处运移、积累,同时潜水得到一定的入渗补给并使潜水位上升,表现为土壤水向地下水转化的特征.冻融过程中对于不同潜水埋深,由原来各自的土壤水分运移状态均逐渐转变为入渗型,形成潜水入渗补给,表现为土壤水向地下水转化的特征.冻融期是土壤水资源、地下水资源形成的重要时期,对于干旱少雨的西北地区而言,冻融水的形成、运移和入渗补给地下水具有重要的生态环境意义.     

水循环的生态学方面:土壤-植被-大气系统水分能量平衡研究进展

针对中国水循环与土壤-植物-大气水分能量传输生态研究的问题,进行了综述。阐述了水循环研究的需求与水量转化重要机制,包括模式与子系统耦合的界面。评述了水、热平衡研究若干工作,包括农田生态系统,干旱、半干旱区,陆面过程模式,遥感信息的应用以及系统耦合的尺度问题。     

床面粗糙度和底床渗透率对泥-水界面物质交换特性的影响

泥-水界面物质交换过程对自然水体中污染物的迁移转化起重要作用,粗糙底床界面物质交换过程涉及到床面粗糙度和底床渗透率的影响。通过实验室环形水槽实验测量得到水力粗糙砂质底床条件下界面物质交换通量的定量数据和变化特征,采用参数化方法分析有效扩散系数与其主要影响参数之间的依赖关系。实验结果表明,在实验参数变化范围内,受上覆水平均流速、床面粗糙度和底床渗透率的共同作用,有效扩散系数从水力光滑区、过渡粗糙区至完全粗糙区呈现较为明显的分段变化特征,采用渗透率雷诺数可将有效扩散系数与其主要影响参数的依赖关系进行较为一致的描述。基于双参数(粗糙雷诺数和渗透率雷诺数)分析,确定了不同流动区域的相应阈值以合理表征床面粗糙度和底床渗透率对界面物质交换特性的综合影响。     

床面粗糙度和底床渗透率对泥-水界面物质交换特性的影响

泥-水界面物质交换过程对自然水体中污染物的迁移转化起重要作用,粗糙底床界面物质交换过程涉及到床面粗糙度和底床渗透率的影响。通过实验室环形水槽实验测量得到水力粗糙砂质底床条件下界面物质交换通量的定量数据和变化特征,采用参数化方法分析有效扩散系数与其主要影响参数之间的依赖关系。实验结果表明,在实验参数变化范围内,受上覆水平均流速、床面粗糙度和底床渗透率的共同作用,有效扩散系数从水力光滑区、过渡粗糙区至完全粗糙区呈现较为明显的分段变化特征,采用渗透率雷诺数可将有效扩散系数与其主要影响参数的依赖关系进行较为一致的描述。基于双参数(粗糙雷诺数和渗透率雷诺数)分析,确定了不同流动区域的相应阈值以合理表征床面粗糙度和底床渗透率对界面物质交换特性的综合影响。     

沉积物-水界面交换研究的天然放射性同位素~(224)Ra/~(228)Th新体系

本课题组建立了天然放射性同位素新体系—~(224)Ra/~(228)Th不平衡法,用于研究沉积物-水界面物质交换。本文详细介绍了该方法的原理和现状,及其在沉积物-水界面溶解物质交换通量与机制、定量评估沉积物与水体间不同尺度传输方式(孔隙水交换和海底地下水排放)等方面的应用;探讨其潜在应用前景,指出近岸和陆架沉积物-水界面铁通量及其对冰期-间冰期大气CO_2周期变化的影响、沉积物作为水生环境"二次污染源"风险的定量评估是其潜在应用方向。     

高原冻土区不同下垫面的附面层研究

下垫面附面层中的热量交换和水分交换是大气与地面间的热质交换现象的集中反映。笔者导出一个气温与下垫面附面层底面温度直接相关的方程,从而可较为方便地确定热量的上边界条件。还从理论上导出适用于不同基本参数的近似解并揭示了长期观测资料的物理意义。     

平原河流水沙界面生源物质迁移转化过程及水环境调控的研究进展

生源物质作为影响水质的重要因素,其在河流中的迁移转换一直倍受关注。水沙界面物质交换过程受众多环境和水动力因素的影响,过程极其复杂,不仅影响着河流生源要素的通量演变规律,还关系到河流水环境问题。为探究水沙界面生源物质迁移转化过程及作用机制,结合国内外研究最新进展,对泥沙颗粒与生源物质的微界面作用、水沙界面对生源物质的迁移转化作用、水流条件对泥沙吸附解吸生源物质作用机理进行总结和概述,总结阐述了河流水质模型和闸坝泵条件下的水环境调控模型,最后指出平原河流水沙运动对生源物质输运作用机理及水环境调控。针对上述已有的研究成果和存在不足,对今后研究方向提出展望。     

非均匀下垫面边界层研究现状与展望

评述了非均匀下垫面大气边界层研究的现状和当前发展所面临的一些问题,就近年来非均匀下垫面边界层这一大气边界层研究中的难点和热点问题的由来,所使用的研究方法和手段的发展以及目前面临和亟待解决的问题做了系统的归纳,并对未来非均匀边界层研究发展的趋势和研究方法做了展望。     

湿润地区年陆地蒸发量的分析与应用

一、基本思路自然条件下的陆地蒸发直接体现热量交换过程与水量交换过程间的联系,是水分和热能的综合表现。湿润地区下垫面经常处于充分供水的状态,年陆地蒸发主要决定于热能条件。在一定流域,太阳辐射热能年际变化情况,可以间接用水体蒸发年际变化来论证。我们用了闽江古田蒸发实验站20平方米蒸发池观测的逐年水面蒸发资料(见表1)计算其偏差系数     

牛栏江引水工程岩溶隧洞涌水准确性分析

由于岩溶地区发育的复杂多变性,对于如何准确地预测复杂岩溶地区长大隧洞涌突水量,已成为一直以来难以突破的水文地质大难题。本文基于牛栏江—滇池引水工程中涌突水实例分析,从地层岩性特征及地质构造的影响、涌突水预测方法选取、计算参数选取、隧道涌水影响范围确定、水文地质单元划分5大主控因素,分别总结分析各因素对隧道涌突水预测准确性的影响。根据不同因素控制下其预测值与实际值的变化规律,提出提高隧道涌突水预测准确性的方法,并结合工程实例验证其可行性。其结论可为以后提高岩溶地区隧道涌突水预测准确性提供借鉴。     

大连地区水资源人工调控研究

通过分析大连地区水资源特点及人工控制现状,得出区内水资源仍具有人工调控潜力的认识.结合流域径流资源、区域人工控制特点分析,及有坝地下水库技术研究,筛选设计出5项地表水利工程、7项地下水库工程及13处地下水库潜力区.水量分析表明,通过加大水资源的人工调控,可净增水资源利用量4.38亿m3/a,完全可以解决近期供水问题,增强了大连地区应急水源的保障能力.     

牛栏江流域水污染特征与水资源保护对策研究

牛栏江—滇池补水工程是滇池流域及周边地区的水资源综合利用工程,是增加滇池生态环境水量,改善滇池水资源质量的重要工程,对于保障现代新昆明建设和云南省经济社会可持续发展具有重大战略意义。然而近年的监测结果表明,牛栏江流域水资源质量有下降趋势。在以往的研究中曾提出面源污染是主要污染源。通过研究,发现牛栏江水污染物以总磷(TP)为主,且主要集中在七星桥断面以上;总磷(TP)污染主要来自于工业排放。并据此提出水污染治理的水资源保护对策。水环境治理措施和水质监测结果验证了结果的可靠性。     

突水系数的产生及修正过程

从煤层底板突水预测预报问题出发,就突水系数评价水害方面,从1964年煤炭部焦作水文地质会战开始,到2009年的《煤矿防治水规定》,分析了各个阶段突水系数公式及其修正过程。结合实例,对弃用修正突水系数的意义进行了全面阐述。研究认为：在所有的预测预报方法中,煤层底板突水系数在煤层底板突水评价中最为简单实用;突水系数的意义在于简明扼要,符合实际,应大胆使用;突水系数演化到今天并不影响我国煤矿水害的研究和进展,反而对我国煤矿水害评价起到了正确的指导作用。     

环境水样中铬形态分析方法研究

研究了水体中几种形态铬的存在状态,分离条件。提出离子交换为主的铬形态分离流程。结合二苯碳酰二肼光度法可测定水样中总铬,溶解态铬,颗粒态铬,六价态铬,无机态和有机态三价铬。已用所拟流程于水样及药物中铬的形态分析,水样加标回收率在９２％－９７％,药物分析结果与标量相符。     

沸石在水环境治理中的应用现状与前景

文章叙述了沸石的基本结构以及吸附、离子交换特性，总结了近年来国内外有关沸石在水环境保护方面的研究与应用成果，提出了沸石在今后的水环境保护和改善方面将具有广泛的应用前景。     

水资源及其内涵的研究现状和时间维的探讨

随着当今世界所涌出的新理论、新问题,概述了水资源研究出现的若干新形势.换一角度,从时间对水资源研究的作用上重新探讨了水资源的涵义,探讨了水文更新时间及相关理论.     

非饱和土壤水分运动参数空间变异性研究进展与展望

非饱和土壤水分运动参数的空间特征是科学认识大尺度土壤水分动态变化的基础和先决条件。在参考国内外大量文献的基础上,对非饱和土壤水分运动参数的研究进展从模型研究到空间尺度研究进行了分析与评述,指出机理模型研究是未来土壤水分运动参数空间变异性研究的方向,而尺度研究目前研究的精度不够;在对土壤水分运动参数的空间变异性研究各类方法分析和归纳后,指出土壤水分运动参数变异性研究的方法包括直接测定方法和间接估计方法两种,并对各种方法的优缺点及适用条件进行了总结;最后指出土壤水分运动参数空间变异性研究存在的问题主要集中在土壤水分运动参数的空间变异性结果的标准化问题和不同尺度土壤水分运动参数的相互转化等问题。     

煤炭基地水污染研究理论体系探讨

以煤炭基地的水体为研究对象,以煤炭基地水污染研究理论体系的建立为研究重点,在分析中国能源形势和煤炭基地发展现状的基础上,通过查阅大量文献资料,并结合陕北煤炭基地实际情况,有针对性地提出煤炭基地水污染研究理论体系框架,具体分析了该体系五个组成部分的研究目的、研究内容和研究成果用途,在此基础上以陕北煤炭基地水污染问题为研究实例实践这一理论体系。结果表明：煤炭基地水污染研究理论体系由煤炭基地水污染背景条件研究、现状研究、机理研究、发展趋势研究和防治对策研究组成;陕北煤炭基地超过80%的地下水属于轻微污染和未污染,地表水存在一定程度的污染;窟野河大部分水化学组成从上游向下游呈先升高后降低的趋势;陕北煤炭基地未来地下水主要污染区分布在榆林市榆阳区、金鸡滩镇、神木县锦界、神木县城、大柳塔镇、府谷县城等;对原有污染严重的企业进行技术改造做到清洁生产,在企业相对集中的区域采取污水厂统一处理进行,新建企业必须进行污水处理设计,对生活污水采取土地渗滤或污水厂处理,固体废弃物要做无害化处理,农业生产中要求合理施肥。     

作物水生产力评估方法研究

农业用水作为消耗水资源最多的部分, 在全球和区域水资源消耗中占据很大比例. 农业水生产力的评价对于改进区域农业水资源利用方式, 促进农业经济发展具有重要意义, 尤其是在水资源匮乏地区. 首先阐述了作物水生产力的基本概念, 分析了影响作物水生产力的核心要素; 其次总结了作物水生产力的评价方法, 将其分为收获方法、 模型方法和集成遥感或GIS的模型方法, 并分析了这三类方法优缺点; 最后对作物水生产力研究发展趋势进行了展望, 认为将RS或GIS与模型结合用来估算作物水生产力的方法, 将是目前研究的发展方向.