近期长江大通至南京河段潮动力变化趋势与机制

近期长江感潮河段径、潮动力已然发生变化,但其变化机制与趋势有待进一步探讨。通过对长江大通至南京河段的野外调查,并分析了近40年来大通、芜湖和南京站水文资料,探讨了近期该河段的潮动力变化机制与趋势。结果表明:近年来长江大通至南京段潮动力有增强趋势。具体表现为相近径流量条件,潮差平均增大约10 cm,主要分潮振幅增加10%～30%,潮汐形态系数有减小趋势。引起上述变化的原因可能有:(1)近期感潮河段整体冲刷变深导致潮波上溯阻力减小;(2)口外潮汐动力增强以及海平面上升等使潮汐上溯能力增强。此外,长江流域修建了大量水库群,导致该河段径流量变化由自然因素主导变成自然与人为调控共同作用为主,从而影响了潮动力的相对强弱。     

长江河口潮波传播机制及阈值效应分析

河口潮波传播过程受沿程地形(如河宽辐聚、水深变化)及上游径流等诸多因素影响,时空变化复杂。径潮动力非线性相互作用研究有利于揭示河口潮波传播的动力学机制,对河口区水资源高效开发利用具有重要指导意义。本文基于2007—2009年长江河口沿程天生港、江阴、镇江、南京、马鞍山、芜湖的逐日高、低潮位数据及大通站日均流量数据,统计分析不同河段潮波衰减率与余水位坡度随流量的变化特征,结果表明潮波衰减率绝对值与余水位坡度随流量增大并不是单调递增,而是存在一个阈值流量和区域,对应潮波衰减效应的极大值。为揭示这一阈值现象,采用一维水动力解析模型对研究河段的潮波传播过程进行模拟。结果表明,潮波传播的阈值现象主要是由于洪季上游回水作用随流量加强,余水位及水深增大,导致河口辐聚程度减小,而余水位坡度为适应河口形状变化亦有所减小,从而形成相对应的阈值流量和区域。     

闽江河口区沉积物中的抗生素分布特征及生态风险评价

采用固相萃取和液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)分析方法对闽江河口区域沉积物中8类54种抗生素的含量以及分布特征进行分析探讨,并利用熵值法对抗生素的生态风险进行评价。结果表明,闽江河口区域24个站点共检出6类(大环内酯类、磺胺类、喹诺酮类、氯霉素类、硝基咪唑类和苯并咪唑类)19种抗生素,总量范围在4.16~64.74 ng/g,平均值为17.35 ng/g;其中大环内酯类、喹诺酮类和硝基咪唑类抗生素检出频率达到100%。抗生素总量的空间分布情况呈闽江河口上游>北港>南港>河口下游的趋势,人口密集区生活污水和医疗废水排放是上游和北港沉积物大环内脂类和喹诺酮类抗生素含量较高的主要原因,而海水养殖过程中的直接投放可能是河口下游硝基咪唑类抗生素的主要来源;生态风险评价结果显示,大部分抗生素的生态风险值RQ<1,然而替米考星和甲硝唑在研究区域的RQ>1,具有一定的潜在风险,可能会对该区域生态环境产生负面效应。     

近25年营口浮渡河口湿地景观格局演变过程及驱动因素分析

文章通过提取1992年、2007年、2017年三期春季大潮营口浮渡河口遥感影像景观图斑,总结了近25年营口浮渡河口湿地景观格局演变过程,分析了演变的驱动因素。25年间,受人类活动的影响,浮渡河口湿地景观格局出现破碎化现象,系统形成机制遭到破坏,造成河口沙坝-潟湖景观割裂和缩减,湿地生态系统已受到严重影响。对此,文章建议在深入理解浮渡河口湿地景观形成机制、规律及驱动因素的基础上,采取“源头管控”“河岸加固”“构筑物清理”的修复治理措施以恢复其形成机制,使河口湿地生态系统得到修复。     

中国九龙江河口营养盐基准值研究

One of the key concerns in estuarine and coastal environments is eutrophication, which is known to be closely connected to nutrient enrichment. To control and improve surface water quality, nutrient criteria are recommended in order to provide reference conditions for the environment. However, the current datasets of nutrient criteria in China are either designed for surface water or sea water, and as such these are not suitable for assessing estuarine water quality, especially given the unique ecosystem and dynamic properties of estuaries. To address this issue in current estuarine water management, nutrient criteria have been developed for a local estuary in the southeast of China. Segmentation of the Jiulong River Estuary, China was firstly analysed through field investigations carried out during 2013–2014, which resulted in the delineation of three segments characterized by their distinct properties in relation to salinity, hydrology, ecosystems, etc. Historical records from 1997 to 2014 were then analysed using statistical modelling to develop candidate nutrient criteria for the estuary.This stage of the analysis was undertaken in combination with the study of nutrient status records from the 1980s,which were used to establish a baseline reference condition. The recommended criteria values of dissolved inorganic nitrogen(DIN) in Segments Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ of the Jiulong River Estuary are 64, 21 and 14 μmol/L,respectively, and the corresponding values for soluble reactive phosphorus(SRP) are 0.89, 0.76 and 0.89 μmol/L,respectively. It should be emphasised that these values are site-dependent, and that different results may be achieved at other locations depending on the physical and biogeochemical characteristics of an estuary, or even a single site within a catchment. It is hoped that by demonstrating a possible methodological approach and methods of nutrient criteria derivation in the Jiulong River Estuary, the current study will offer researchers some fundamental basis from which to begin to develop more complete nutrient criteria indices for the study of nutrient conditions in other estuaries throughout China.     

通过水体置换降低水库富营养化风险：长江口青草沙水库案例研究

城市淡水系统的富营养化风险是世界范围内普遍关注的问题。多种物理、生物和化学技术手段被应用到富营养化湖库的治理当中,以期抑制水体的富营养化程度和藻类生物量。经证实,在未有效降低营养盐来源的情况下,这些手段的效果有限。而在发展中国家,控制营养盐来源可能需要花费数十年的时间。本研究旨在分析某一高营养盐负荷的沿海水库的富营养化和藻类水华风险,以期确认通过水利调度来抑制水库富营养化状态的可行性。该案例水库为位于长江口的青草沙水库。该水库2009至2012年期间的库内五个点位的水质数据被用于进行案例分析。水质指标包括水温、透明度、溶解氧、总氮、总磷和浮游植物叶绿素a。该水库的建设期为2009年4月至2010年10月,期间水库未曾与长江口发生水体交换。该水库的试运营期为2010年10月至2011年1月,正式运营期为2011年1月至今。在运营期间,库内与长江口的水体交换逐步上升。综合营养状态指数（TLI）被用于评估该水库的营养状态变化情况,该指数是通过数个代表性水质指标计算得到。库区的TLI指数峰值在2009年夏季可达51,在2011年夏季可达55,超过TLI指数的富营养化阈值50。TLI的谷值32出现在2010年的夏季。水质观测期的其他时段的TLI指数均可保持在50以下。以上分析结果表明：水库在2009年和2011年夏季由于过量的营养盐负荷和藻类水华迅速恶化到富营养化状态。水库在2010年和2012年均未出现富营养化状态和藻类水华,这是由于2010年期间水库缺少营养盐输入,2012年期间水库调度充分地置换了库区水体。库区水质指标的时空变化均通过文中的观测资料和数据分析进行展示。经分析表明,通过潮汐涨落来充分置换库区水体的水库调度手段是一个极为经济有效的抑制高营养盐水体富营养化和藻类水华的工程手段。     

Spatial and temporal distributions of nitrogen, phosphorus and heavy metals in the intertidal sediment of the Chang jiang River Estuary in China

Spatial and temporal distributions of nutrients (N and P) and heavy metals (Cu, Zn, Pb and Cd) in the intertidal sediments at Dongtan wetland of the Changjiang River (Yangtze River) Estuary were examined by laying one transect running seaward to landward during January, April, June, August and October of 2005. Total nitrogen (TN) and heavy metal concentrations in the intertidal sediment showed an increasing trend from open bare °at to the high marsh, with the maximum concentrations in the high marsh and the minimum values in open bare °at. In contrast, sediment total phosphorus (TP) concentrations changed little among sampling sites. One-way ANOVA found that there were signiˉcantly temporal variations of nutrients and heavy metals concentrations in the intertidal sediment (P <0.05). The concentrations of heavy metals generally showed an increasing trend from January to October. As compared with other large estuaries, heavy metal contamination in the intertidal sediment of the Changjiang River Estuary was relatively low.     

鸭绿江河口沉积物元素地球化学及其控制因素

对鸭绿江河口地区的56个站位沉积物的常量元素含量进行了测试,并对测试结果进行了多元统计分析。研究结果表明,多数常量元素含量在鸭绿江西岸潮滩地区和西部海域波动较小,而在上游地区和河口口门地区变动较大,在河口最大浑浊带内出现两个峰值。R型主因子分析结果表明,粒度控制效应对鸭绿江河口地区常量元素的含量分布起着主要作用,贡献方差达76.55%。运用Q型聚类分析将各站位归为两种类型,揭示出沉积动力环境的差异是造成这种常量元素地球化学分区特征的最主要因素。此外,通过与附近河口对比发现鸭绿江河口及近岸地区沉积物中的常量元素含量同朝鲜半岛的河流、中朝准地台花岗岩以及朝鲜半岛花岗岩比较接近,但与长江和黄河有着较大的差异。     

双台子河口重金属污染的沉积记录

根据双台子河口沉积柱中微量金属的含量及沉积物的粒度参数,结合137Cs放射性比活度精确定年,研究了双台子河口的沉积速率和重金属的污染变化特征,并利用地累积指数法评价了重金属的污染程度。137Cs计年的结果表明,沉积柱的平均沉积速率为1.3cm/a。沉积物的粒径从底层向表层逐渐变细,反映了水动力条件的减弱。绝大多数重金属的含量基本上都是自底部向上逐渐增加。重金属元素与细粒沉积物(63μm)均具有较好的正相关性,说明细粒物质对重金属具有较高的吸附能力。采用地累积指数对沉积柱中重金属元素的垂向变化进行了评价,发现除Cd元素外,大部分元素均未受到污染(Igeo0)。推测Cd的污染可能主要与20世纪90年代起至今人类活动对双台子河口产生的影响逐渐增加有关。