休伦湖Saginaw湾沉积物反硝化率的测定及其时空特征

用N2生成法测定了北美休伦湖Saginaw湾1995年夏季7、8月份沉积物反硝化率,Saginaw湾内湾的沉积物反硝化率为16．0－39．6μmolN2／（m2·h）,外湾沉积反硝化率为22．7　－26．1μmolN2／（m2·h）,比较了不同湖泊沉积物反硝化率数值大小,指出休伦湖Saginaw湾水体现阶段的营养状况为贫－中营养水平．内外湾沉积物反硝化率数值波动大小与Saginaw河及休伦湖的影响有关;N2：TIN通量比值有不随采样时间的变化而变更等特性．在反硝化率测定过程中,反硝化率与O2消耗率之间有明显的正相关关系;沉积物上覆水中NH+4与NO-3之间通量值在变化趋势上有明显的负相关关系。     

青海湖热力状况的模拟与未来情景之研究

运用基于湖泊热量收支与湍流扩散的湖泊热力学模型模拟了青海湖近３０年来湖水热力状况,内容包括湖泊水面温度,温度沿深度的垂直分布,冬季结冰与融冰的起迄时间,冰盖厚度;积雪深度与天数等。在此基础上,运用４个ＧＣＭｓ模型输出的ＣＯ２倍增情景下该地区的气候状况,评价了湖泊热力状况在未来的可能变化情况。     

波浪作用下斜坡上单桩周围海床孔隙水压力响应特性试验研究

单桩基础周围斜坡海床中的波致孔隙水压力响应与纯斜坡海床存在较大差异。为了解不同波高、波周期条件下,单桩基础周围波浪传播变形及其对斜坡海床孔压振荡响应的影响,在波浪水槽末端铺设了长6 m、坡度1∶16的斜坡砂床进行试验。通过改变桩身位置和波浪参数,测量斜坡段各处波面形态,采集单桩周围孔隙水压力,分析了桩身位置及波浪参数对斜坡海床孔压响应的影响。结果表明：相同入射波条件下,随距坡脚水平距离增加,波高、近底流速和桩周孔隙水压力幅值都随之增大;桩周孔隙水压力幅值分布规律为：桩前孔压幅值明显大于桩侧与桩后孔压幅值。当Keulegan-Carpenter数大于6时,随着波高和波周期增大,马蹄涡产生的负压区使得桩侧海床孔隙水压力与纯斜坡海床孔隙水压力差值迅速增加。     

超富营养城市湖泊原位生态修复效果分析——以武汉南湖为例

城市湖泊普遍面临富营养化问题,许多湖泊甚至处于超富营养状态。鉴于其在供水、气候调节、景观提升等方面的重要作用,以水质提升为目标的生态修复对于恢复湖泊生态功能、提升城市景观等具有重要意义。文章以超富营养城市湖泊——武汉南湖为例,尝试通过围隔构建、鱼类清除、水生植被重建等生态措施改善示范区水质,探究超富营养湖泊生态修复技术。于2019年8月至12月在示范区进行实验。结果表明：（1）示范区修复措施实施后,挺水植物植株高度显著增加（P<0.01）,芦苇平均株高由0.7 m增加至1.2 m,香蒲的新生叶片在种植后50 d高达1.4 m,二者在种植后90 d,覆盖率均由种植时的10%上升至70%;（2）示范区内透明度由修复前的0.26 m上升至0.77 m,显著高于外湖区（0.26 m）（P<0.01）;（3）示范区内浮游藻类叶绿素a（chl a）由修复前38.90 μg/L降低至3.41 μg/L,显著低于外湖区（101.91μg/L）（P<0.01）;（4）示范区总氮（TN）由4.78 mg/L降低至2.60 mg/L,总磷（TP）由0.76 mg/L降低至0.08 mg/L,二者均略低于外湖区,但均不显著（P>0.05）。总体来看,经过一系列修复措施后,示范区内水生植被得到很好的恢复,水质条件得到一定的改善：透明度提升较多,chl a下降明显。氮、磷等营养水平虽然也有所降低,但与外湖区差异不大,可能是沉积物内源营养释放导致。研究表明,围隔构建、鱼类清除、水生植被重建等生态修复措施虽然可在一定程度上改善富营养湖泊水质状况,但未能有效控制内源负荷,仍需采取底质改良措施以达到降低水体营养含量的目的。相关研究结果可为城市超富营养湖泊生态修复及水质提升提供一定的借鉴。     

天山天池水体季节性分层特征

于2014年6-10月,对高山深水湖泊天山天池水温、电导率、溶解氧、p H值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度进行垂直剖面的连续监测,通过对其季节动态和垂直分层结构的分析,探讨天池水体季节性分层特征.天池出现明显水温分层的时间短(6-9月),夏季温跃层变化范围为2~18 m,而秋季温跃层不断下移,10月在18 m水深以下;受水温分层影响,天池水体溶解氧浓度、电导率、p H值、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在垂直剖面表现出明显的季节性分层,尤其是夏季水温分层影响溶解氧浓度、叶绿素a浓度和蓝绿藻细胞密度在水体中的分布,对天池水质变化产生重要影响.天池浅水层(水深小于10 m)溶解氧浓度较高(大于8 mg/L),而深水层(水深超过18 m)溶解氧浓度9月接近4 mg/L,季节性缺氧导致底泥营养盐向上扩散,对水体水质产生不利影响.所以,应在夏、秋季节加强水质监测,以防止天池水华发生;天池叶绿素a浓度与蓝绿藻细胞密度的垂直剖面变化趋势相似,均随水深增加呈先增加后减小的趋势,但叶绿素a浓度在2~12 m水深处较高,蓝绿藻细胞密度在5~15 m水深处较高,表明5~15 m深度适合藻类生长,同时,电导率、p H值的垂直变化也说明藻类的生长情况,这为监测天池水体富营养化取样和分析提供依据.     

近50年来内蒙古查干淖尔湖水量变化及其成因分析

内蒙古查干淖尔湖是位于季风边缘区干旱与半干旱过渡带的封闭湖泊,对气候变化响应极为敏感.利用1958-2010年的查干淖尔湖21期遥感影像以及湖泊流域1955-2010年的3个气象站点和1个水文站点的气温、降水、蒸发和径流等数据,分析查干淖尔湖近50余年的湖泊水量、面积/水位波动及其原因.结果表明,近50年来在区域气候暖干化的背景下,查干淖尔湖不断萎缩,流域生态环境退化.1958-2010年湖泊容积以2×106m3/a的速度锐减66.9%(从124.1×106m3降到41.1×106m3),湖泊面积缩小73.3%(从105.3 km2降到28.1 km2),平均缩减速度为1.8 km2/a;流域年均气温上升了2.5℃,年降水量下降了36.6 mm.湖泊水量与流域气温和蒸发量显著负相关.查干淖尔湖分为东西两部分,中间由天然堤坝相连,东湖在水闸的人为控制下水位波动范围不超过1 m.西湖水位波动则相对剧烈,湖面下降7.6 m,于2002年彻底干涸,湖盆裸露,已成为盐尘暴、沙尘暴源地.     

湖北长湖水生植物多样性及群落演替

在2011年的调查基础上,结合已有资料,研究长湖水生植物多样性、群落特征、水生植被分布现状及水生植物多样性的动态变化和群落演替规律,探讨驱动水生植物群落演替的主导因素.结果显示长湖现有水生植物95种,水生植物优势群落12个.与1985年相比,长湖水生植物无论是在优势种还是优势群落上均发生了巨大变化,从原来以沉水植物为主的优势群落逐步演替为以挺水植物+漂浮浮叶植物为优势的水生植物群落.同时水生植被分布面积急剧缩小,生物量显著下降,2011年全湖水生植被覆盖率仅为4.2%,单位面积平均生物量只有2001年的10%,全湖生物总量相比于2006年下降了88.5%.分析表明,大规模围网养殖等人为干扰活动及水体富营养化是致使长湖水生植物多样性显著下降和群落发生逆向演替的主要原因.     

港湾中海啸流的模拟及其时空演变特征对输入条件不确定性的响应分析

一直以来,海啸波特征作为表征海啸潜在破坏性的参数指标得到了广泛应用,特别是针对近场极端海啸事件造成的灾害来说,这种表征具有较好的适用性.然而总结分析历史海啸事件造成的损失发现：在远场近岸及港湾系统中,海啸诱导的强流却是造成损失的主要原因.陆架或港湾振荡导致海啸波幅快速升降诱发强流,可能促使港工设施受到威胁及损害,进而对海啸预警服务及海事应急管理提出了新的挑战.因此,全面理解与评估海啸在港湾中诱发的灾害特征,探索港湾中海啸流的数值模拟方法,发展针对港湾尺度的海啸预警服务指导产品尤为迫切.受限于海啸流验证数据的缺乏及准确模拟海啸流技术方法的诸多不确定性,大部分海啸数值模拟研究工作主要是针对水位特征的研究及验证,可能导致对港湾中海啸灾害危险性认识的曲解与低估.本研究基于非线性浅水方程,针对夏威夷群岛三个典型港湾建立了精细化海啸数值模型（空间分辨率达到10 m）,并联合有限断层破裂模型计算分析了日本东北地震海啸在三个港湾及其邻近区域的海啸特征,波、流计算结果与实测结果吻合较好,精细化的海啸港湾模型模拟结果可信.模拟发现港湾中较小的波幅,同样可以产生强流.综合分析日本东北地震海啸波、流特征对输入条件不确定性的响应结果发现：港湾中海啸波-流能量的空间分布特征差异较大,这与港湾系统中海啸波的驻波特性相关;相比海啸波幅空间特征,海啸流特征具有更强的空间敏感性;海啸流时空分布特征对输入条件的不确定性响应比海啸波幅对这些不确定性的响应更强,海啸流的模拟与预报更有挑战性;不确定性对海啸流计算精度的影响会进一步传导放大港湾海啸流危险性的评估及对港工设施产生的应力作用的误差,合理的输入条件对海啸流的精确模拟至关重要.最后,希望通过本文的研究可以从海啸波-流特征角度更加全面认识近岸海啸灾害特征,拓展海啸预警服务的广度与深度,从而为灾害应急管理部门提供更加科学合理的辅助决策产品.     

长江中下游浅水湖泊悬浮颗粒物吸收系数测定方法探讨

对两种水体悬浮颗粒物吸收系数测定方法及相关计算进行对比研究.通过长江中下游湖泊典型藻类的实验室培养,利用T方法和T-R方法分别对藻类颗粒物、藻类泥沙混合悬浊液进行吸收系数测定.通过颗粒物光谱吸收系数与叶绿素a之间的相关性关系,对比了两种方法的测量稳定性.通过对不同比例的藻类和无机悬浮颗粒物(ISS)的混合悬浊液进行分析,获得了不同浊度水体悬浮物吸收光谱的变化情况.结果表明,在纯藻或者泥沙含量较少的水体进行颗粒物吸收系数光谱测定时,T方法和T-R方法均可以采用,并且均具有较高的测定精度.然而,在泥沙含量相对较高的浑浊水体,应尽量选取T-R方法进行颗粒物吸收光谱的测定,以提高测定精度.长江中下游浅水湖泊由于底泥易受风浪影响发生再悬浮,因此在颗粒物吸收系数光谱测定中,当水体中ISS含量超过30 mg/L时,应选择T-R方法.     

利用湖泊内源性饵料饲喂中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)的养殖与净水效应

在东太湖网围养殖区进行不同放养密度(3000、6000、9000只/hm²)饲喂太湖水草与螺蛳的中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)养殖实验,各处理组均设投喂鱼肉与玉米等外源性饵料的对照,以获得不同养殖模式对中华绒螯蟹生长、品质及养殖水环境的影响,以及利用浅水草型湖泊内源性饵料养殖中华绒螯蟹的适宜放养密度.结果表明,规格和增肉倍数虽然均显著小于相同养殖密度下投喂外源性饵料的对照组,但是各实验组商品蟹体重均能达到150 g;低密度养殖组(3000只/hm²)的产量与对照组无显著差异,其余两组显著低于对照组;而低密度养殖组的河蟹回捕率显著低于对照组,其余两组则无显著差异.实验养殖区水质状况优于投喂外源性饵料的对照区,其TP含量显著低于对照区,投喂外源性饵料会增加水体N、P含量,导致水体富营养化.投喂太湖水草与螺蛳等内源性饵料进行中华绒螯蟹养殖不但可以有效地抑制浅水湖泊水草的疯长,还可通过中华绒螯蟹收获从水体输出N、P营养盐,起到净化水质的作用.不同密度养殖的生态与经济效益对比结果显示,利用草型湖泊内源性饵料养殖中华绒螯蟹的适宜放养密度为6000只/hm²左右.