模拟日照条件下膨胀土的湿-热耦合性状及蒸发效应

利用长弧氙灯模拟太阳辐射,通过调节灯罩与土样间的高度产生不同的辐射强度,通过控制光照时间模仿自然环境中的日照状态,通过设定恒温、恒湿环境获得单因素的控制条件,对阳光辐射下原状膨胀土的湿-热耦合性状及降雨蒸发效应进行分析。研究结果表明：当太阳辐射、降雨等气象现象发生后,膨胀土水分迁移和温度变化呈现不同的状态,随着土体水分的往复迁移,浅层土体趋于破碎,疏松,在太阳辐射作用下,土体含水率变化幅度增加,从而进一步加剧土体裂隙的拓展。对于膨胀土,裂隙性和膨胀性是它内在的秉性,而大气作用是诱因,在大气与土壤之间的水分和能量交换过程中,膨胀土的工程性质逐渐发生改变。采用自制的太阳辐射模拟装置,针对大气作用下原状膨胀土的湿热耦合性状以及降雨蒸发效应展开分析,相关经验也可应用到其他土类的研究。针对膨胀土工程性质,可进一步开展太阳辐射对膨胀土水分迁移机制影响的量化分析。     

持续蒸发作用下膨胀土裂隙和湿热特性室内模型试验

以广西白色强膨胀土为研究对象,对有、无植被覆盖和农膜覆盖的膨胀土分别进行30 d持续蒸发试验,研究持续蒸发过程对膨胀土湿热和裂隙拓展特性的影响。结果表明,无植被覆盖时表层土体脱湿量及脱湿速率分别为7.38%和0.17%/d,植被覆盖时分别为5.29%和0.07%/d,显然植被覆盖的脱湿量和脱湿速率均小于无植被覆盖的,而农膜覆盖土体蒸发受到遏制,水分无散失;无植被覆盖和农膜覆盖土体平均温度变化分别是7.36 ℃和9.72 ℃,比植被覆盖的2.03 ℃大5～ 8 ℃,可见植被覆盖降低了土体温度变化幅度;无植被覆盖土体裂隙深度达32 cm,与湿热影响深度28 cm较接近;植被覆盖和农膜覆盖土体平面及竖向均无出现明显裂隙,植被覆盖和蒸发受到遏制的状态可阻止土体裂隙开展。     

降雨蒸发作用下膨胀土湿热和裂隙特性室内模拟试验

以广西白色强膨胀土为研究对象,对有、无植被覆盖的膨胀土样进行蒸发、降雨再蒸发试验,研究降雨、蒸发过程对膨胀土湿热和裂隙拓展特性的影响。结果表明,植被覆盖土样表面的反射量比无植被覆盖土样小100 W/m2左右,土样表面温差小5～6 ℃。无植被覆盖土样经历降雨过程后,在相同蒸发条件下,土样表面裂隙率由1.28%增加到3.82%,表层土体累计脱湿量由3.42%增加到11.17%,脱湿速率由0.59%/d增加到1.44%/d,表层土体温度变化平均值由13.1 ℃增加到14.9 ℃。可见,降雨、蒸发过程使得土体水量变化加大,水分迁移速率增加,温度变化加剧,土体趋于破碎。植被覆盖土样经历降雨过程后,在相同蒸发条件下,土样表面并未出现明显裂隙,表层土体累计脱湿量由3.16%变为2.36%,脱湿速率由0.58%/d变为0.37%/d,表层土体温度变化平均值由0.58 ℃变为0.37 ℃。可见,短期降雨、蒸发过程对植被覆盖下膨胀土的持水能力影响不大。     

137Cs测年在海岸盐沼中的应用

海岸盐沼广泛分布在海岸和河口环境,滩面有盐生植被覆盖,并且被潮水沟分割成片。研究海岸盐沼沉积过程和沉积速率,对于深入认识人类活动与海岸系统之间的相互作用具有非常重要的意义1。37Cs测年技术是近20年用来测定现代沉积速率的一个有效方法,人工核试验产生的137Cs被释放到大气中,再经气-水、水-沉积物界面的交换和吸附而沉淀在地层里,通过几次出现的峰值年代来计算不同时段的沉积速率;该方法在计算湖泊沉积速率方面取得了成功,在陆架、海湾、潮滩等区域也取得了较好的成果。但由于该方法对研究区域地层记录的稳定性有较高的要求,沉积物黏土含量、分选程度均对137Cs含量有显著影响;海岸盐沼由于植被生长茂盛,根系伸入地层深处,对沉积地层有较大扰动,因此,很难分辨出特征峰值,需要借助其他手段来综合判断特征沉降峰值。     

九龙江河口水体粪类有机质污染时空变化特征研究

河口是陆源污染物入海的主要通道,在全球气候快速变化和人类活动加剧的背景下,河流入海污染物通量急剧增加,导致河口、海湾及其周边海域水体污染、生态受损等严峻的环境问题发生。本文选取了受极端事件和人类活动影响显著的我国东南强潮型的九龙江河口,利用粪甾醇有机标志物手段开展河口环境粪类污染示踪研究,探讨九龙江河口区粪类污染物（“源”）进入河流后的入海行为（“到”）,揭示粪类有机质在近河口海域时空分布特征及受控因素（“汇”）。研究发现,不同季节的河口径流过程和潮汐作用影响粪类有机污染物的时空分布,潮汐过程对中上游河口区水体环境中粪甾醇的赋存影响较大,呈现高潮低浓度而低潮高浓度的潮周期变化特征;河口区粪甾醇在陆-海输运过程的赋存特征还受控于最大浑浊带复杂的水体和沉积动力过程,对粪类有机污染物有一定的净化作用;研究还通过对比人为源贡献主导的氨氮等河流输入的营养盐说明粪甾醇在河口区的时空分布特征与人类活动密切相关。     

西北太平洋春、秋季悬浮颗粒物的粒径变化与物质组分

为了解日本以东的西北太平洋200m以浅上层水体悬浮颗粒物的粒径变化与物质组分,分别于2015年5月和9月在该海区应用LISST-100X型现场激光粒度仪进行了悬浮体粒径分布的测量,并采集悬浮体水样采用扫描电镜及能谱分析悬浮颗粒物的物质组分.结果表明,研究区的悬浮颗粒物主要由大粒径颗粒(大于133μm)组成,并在100m以浅的上表层集中分布,其余层位颗粒含量较少.秋季悬浮体浓度远高于春季,但大粒径颗粒所占的比重明显降低,中等大小的颗粒(36~133μm)所占比重相应增加,中等粒径颗粒和细小粒径颗粒(小于36μm)在200m水层以浅分布较均匀,并有随着粒径的增大悬浮体浓度逐渐增加的趋势.悬浮颗粒物组成成分主要为单矿物碎屑、生物碎屑、絮凝体,主要来源于海洋浮游生物和陆源输入.悬浮体浓度及粒径分布特征主要受生物生长、大陆风尘和洋流输送等因素的影响.     

南海北部陆架表层沉积物重矿物分布特征及物源意义

该文根据2007～2010年间对南海北部陆架采集的292个表层沉积物样品0．063～0．125mm粒级矿物的鉴定和分析结果,研究了该海域表层沉积物重矿物的分布特征和物质来源．结果表明：该海域矿物组成以轻组分矿物为主,平均质量百分数高达98．49％,重组分矿物的含量较低,平均值为1．51％,最高质量百分数仅为10．38％,共发现了60种重矿物．影响南海北部陆架表层沉积物重矿物的含量和分布的首要因素是水动力条件,其次是物质来源,其他因素如沉积环境、矿物自身的变质程度等也在一定程度上影响其分布特征．根据因子分析的因子荷载分布及南海北部陆架的地形地貌,研究区可划分为4个主要矿物组合区和2个亚区．分析结果表明,华南沿海的众多河流特别是珠江的入海泥沙是南海北部陆架表层沉积物的主要物质来源．海南岛东南部海底峡谷区处于相对稳定的沉积环境,胶结于有孔虫壳内的海洋自生黄铁矿含量丰富．     

米草属植物Spartina angilica和Spartina alterniflora引种后江苏海岸湿地生态演化的初步探讨

选取江苏王港潮滩的盐蒿滩、大米草滩及互花米草滩,分析这三类滩面的地面以上生物量、初级生产力、动物洞穴参数和沉积物粒度,探讨大米草和互花米草引种区的湿地生态系统相对于盐蒿滩的变化.分析结果表明,互花米草滩的生物量远大于盐蒿滩和大米草滩;单位面积上动物洞穴数量相近,但洞穴大小有一定差异,互花米草滩动物洞穴稍大,数量也相对较多,这可能与初级生产力的提高有关.表层底质的粒径以互花米草滩为最细,盐蒿滩最粗,这种分布状况与互花米草引种前不同,说明互花米草促进了细颗粒物质的堆积.互花米草的引种在江苏海岸具有促淤和提高初级生产力的作用,而它对湿地生态系统的结构和功能的影响需要进一步研究.     

闽江口及周边海域沉积物输运及资源效应

正河口海岸地区由于其丰富的自然资源和优良的人居环境,成为全球经济与社会发展的重心所在。然而,在全球变化和人类活动的双重影响下,河口海岸地区面临着多方面挑战,原来的发展模式不具有可持续性。为此,国际研究计划"未来地球海岸(Future Earth Coasts)"提出了河口海岸蓝图重绘的战略,其中大湾区属于河口海