亚热带地区典型水库流域氮、磷湿沉降及入湖贡献率估算

为了探究汤浦水库流域氮、磷湿沉降对水库水体营养的贡献率,本研究对2014 2015年的汤浦水库流域4个采样点的雨水及3条溪流进行样品收集,测定其中磷和不同形态氮的质量浓度,分析汤浦水库流域大气湿沉降中氮、磷营养盐的分布特征,并估算氮、磷营养盐湿沉降对汤浦水库入库负荷的贡献率.结果表明:湿沉降中总氮(TN)平均浓度为1.02±0.58 mg/L,氨氮、硝态氮和有机氮浓度占TN浓度的比例分别为60.65%、34.07%和5.28%;总磷(TP)平均浓度为0.033±0.028 mg/L.4个采样点湿沉降中氮、磷浓度均表现为冬春季(少雨季)高、夏秋季(多雨季)低.空间上,王化点位的各形态氮和总磷浓度显著高于其他3个采样点.TN和TP年均湿沉降通量约为18.15和0.62 kg/(hm~2·a),年均沉降总量为834.94和28.39 t;库区TN和TP水面湿沉降量为24.14和0.82 t,直接贡献率占河流输入的1.77%和3.07%.湿沉降来源的氮、磷营养盐随河流输入的间接贡献率为8.3%和4.6%.综上所述,氮、磷湿沉降是水库外源营养的重要输入部分,深入掌握其时空分布特征及入库贡献率是进一步加强流域管理和减轻水库外源营养输入的重要前提.     

[专稿]长江上游水库改变干流磷通量、效应与修复对策

磷主要随河川径流循环,是水域重要营养或污染物质,是长江及河口浮游生物限制因子.在自然与人类活动作用下,磷循环规律及变化对水生态环境具有重要作用.本文根据实测资料、理论和模型系统分析了长江磷自然循环属性、水库作用及可能的环境影响.长江磷以颗粒态为主,与泥沙关系密切,受水库影响大量沉积;颗粒磷的潜在生物有效磷(BAP)较高,总量超过人类排放;自然背景下磷与淡水系统关系较小,到河口及周边海域释放BAP是这里生态系统关键的营养资源;水库拦截使在底泥沉积并在缺氧环境释放的BAP成为河流上游潜在污染源.水库拦沙也破坏了下游河流泥沙的磷缓冲机制,增加环境脆弱性,降低污染承受能力,抬高水库下泄背景溶解磷浓度和河口碳、氮的相对程度,增加干流最下游大型水库污染和水华风险.另一方面,实测资料对比研究表明,我国河流地表水环境监测规范中的磷分析方法存在问题,采用"澄清样"方法使磷大量漏测,上下游、河湖库及汛枯期间磷通量监测口径不同、标准不一,很难适应流域一体化管理要求;依此监测的评估也会严重低估水库作用,忽视其拦磷和抬高背景溶解磷等机制,误导污染源解析,影响环境管理与决策.流域水库改变泥沙、磷及循环规律是当前长江干流环境条件的实质性改变,是长江保护生态面临的主要问题和修复重点之一,建议在大型水库持续挖泥用以功能性修复河流物质通量和消除上游潜在污染内源.     

主动震源在中国区域尺度及水库地震监测中的应用

综述精密可控震源与陆上气枪2种主动震源特性及在国内区域尺度上的应用,估算观测介质波速随时间变化的精度,探讨主动震源在构建水库地震观测介质波速随时间变化中的系统应用。     

广东流溪河水库盔型溞(Daphnia galeata)休眠种群与现生种群的单倍型多样性和遗传分化

休眠卵库作为淡水枝角类生物与遗传信息的储藏库,从沉积物休眠卵库中萌发的枝角类对现生种群的数量与种群遗传结构有着直接的影响.分别采集流溪河水库盔型溞的现生种群和沉积物表层(0~10 cm)的休眠卵,扩增现生种群与休眠卵的线粒体细胞色素C氧化酶亚基I基因,构建了单倍型网络.休眠种群相比现生种群有着较高的单倍型多样性和核酸多样性,初期现生种群分别为0.562、0.00104,末期现生种群分别为0.726、0.00331,休眠种群分别为0.815、0.00761.流溪河盔型溞现生种群与休眠种群存在双向基因流,现生种群到休眠种群的有效迁移率为490.9,休眠种群到现生种群的有效迁移率为527.5.通过构建贝叶斯系统树验证了休眠种群和现有种群中并不存在隐种或者亚种的分化,休眠种群与现生种群之间没有出现较大的遗传分化,现生种群遗传多样性来自于休眠种群,水库的休眠种群更能反映种群真实的遗传多样性.休眠种群与现生种群之间的基因流与休眠卵库大小无关,与休眠卵的萌发有关.     

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.     

江西柘林水库春季浮游藻类、叶绿素a与环境因子的分布、关系及意义

江西柘林水库是长江中游的大型峡谷型旅游性水库,库容79.2×10~8m~3,长115 km.2015年4月在56 km的中心库区走航和定点测量了水库表层水体浮游藻类、叶绿素a(Chl.a)浓度与溶解无机氮(DIN)浓度、溶解无机磷(DIP)浓度、溶解硅(DSi)浓度、水温、浊度和溶解氧浓度等环境因子的分布特征.结果表明:1)水库属于中营养水体,表层主要浮游藻类(细胞丰度1000 cells/L)有34种,平均生物量为0.41 mg/L.主要优势藻类(优势度≥0.02)为硅藻和蓝藻,藻类组成与DIN浓度、DIP浓度、DSi浓度和水温等环境因子关系密切,4种因子对藻类结构的解释水平达60%以上.2)水库水体Chl.a浓度具有显著的次表层叶绿素最大值(SCM)现象,SCM层深度为3~8 m,厚度为2~7 m,SCM层占整个水体的25.2%~74.1%.SCM层的藻类对营养盐吸收消耗致使DIN、DIP和DSi浓度下降,同时藻类的产氧使溶解氧浓度增加.3)水库对DSi具有显著的生物过滤器效应,中、上层约有11%~12%的DSi被生物吸收利用,从上游至下游,累积约有21%的DSi被藻类吸收沉降于库底.4)人类氮、磷排放对水库生态和水质有严重影响,毗邻县城区域水体的Chl.a和DIP浓度分别是自然河段的2.9倍和3倍左右.     

北斗数据质量分析软件设计、实现与分析

数据质量分析是全球卫星导航定位系统（global navigation satellite system, GNSS）数据处理的重要内容,也是保障北斗自动化变形监测等工程应用服务质量的技术基础。本文设计实现了北斗数据质量分析软件BDQA(BeiDou Quality Analysis),并验证了其处理能力。结果表明,BDQA软件处理效率较高,并行处理BJFS等10个国际GNSS服务组织（International GNSS Service, IGS）跟踪站24 h数据的耗时为15 s。在软件可靠性方面,以贵州汪官水库7 d观测数据为对象,BDQA处理水平与Anubis相当,两者处理结果的一致性较高。在实时处理方面,对汪官水库数据采用4 h解模式进行了处理,结果表明该水库北斗数据质量较高,MP2、MP6数值上均小于10 cm,且相对稳定,MP2、MP6时间序列的标准差均小于1 cm,这也反映了该水库北斗测站的观测质量满足高精度、自动化变形监测的实施要求。     

输水对于桥水库水质时空变化的影响

研究输水对水库水质时空变化的影响有助于科学预测水体富营养化及防控水华暴发.本文以于桥水库为例,基于2011-2015年实测资料分析入库水质——水温、总氮（TN）、总磷（TP）与流量的相关关系;并以2012年为典型年,运用平面二维"水动力-水质"数学模型模拟库区水质变化随入库流量的响应关系.研究表明：（1）11月-次年4月水库水温受气温控制,入库与库区水温差异不明显;5-10月,非输水期库区上游水温最高,输水期入库温差随流量增大呈线性升高趋势,库区上游水温明显降低且出现谷值;（2）营养物（TN、TP）浓度变化规律全年基本一致,非输水期入库TN浓度高、TP浓度低,营养物在果河段汇集,库区营养物衰减浓度降低且浓度梯度平缓;输水期入库TN浓度随流量增大呈幂函数降低趋势、TP浓度呈线性升高趋势,营养物被输移至库区上游导致库区TN、TP浓度升高且浓度梯度增大;（3）库区水温谷值及TN、TP浓度峰值均滞后于果河流量变化,且库区南岸比北岸更易受果河来流影响污染更严重.     

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.     

基于模拟优化与正交试验的库塘联合灌溉系统水资源调控

依托灌溉试验站田间降水-作物耗水-土壤水相互转化的长序列试验成果,构建灌区田间尺度水量蓄-耗-灌-排全过程的水资源模拟模块,结合系统仿真方法,建立库塘联合灌溉系统水量分配仿真模拟模型,以保障灌区基本需水(包括农村生活需水与生态环境需水)供水安全前提下的经济效益最大化为目标,运用正交试验选优原理,构建了库塘联合灌溉系统水资源优化调控模型,形成了基于仿真模拟与正交试验优化的库塘联合灌溉系统水资源优化调控技术体系,并应用于巢湖流域大官塘水库灌区,明确了灌区合理的工程布局规格与规模,确定了适宜的节水灌溉技术模式与灌溉制度,制定了塘坝和水库科学的调度规则,提出了具有可操作性的作物种植结构调整规则,提高了灌区径流拦蓄利用率,提升了塘坝和水库年际调蓄供水能力,增强了抗旱减灾能力,为巢湖流域水库灌区综合治理、库塘联合灌区水量分配方案、水库和塘坝调度规则及作物灌溉制度等地制定提供理论依据.