伊洛河流域河水来源及水化学组成控制因素

伊洛河是黄河中游南岸重要支流,由伊河和洛河在洛阳偃师汇合而成.流域上游矿产资源开采活动较多,下游城镇密集,工农业活动分布广泛.为探究不同类型人为活动对伊洛河流域河水水化学组成的影响,分别在丰水期(8月)和平水期(12月)采集伊洛河流域干流和支流河水样品,借助水体氢氧同位素组成和阴阳离子组成的时空分布特征,阐明水体来源以及水化学组成控制因素,说明人为活动的影响途径和方式.结果表明:①洛河干流河水丰水期和平水期δD和δ~(18)O均值分别为-56‰和-7.9‰以及-55‰和-8.1‰,伊河干流河水丰水期和平水期δD和δ~(18)O均值分别为-49‰和-6.9‰以及-53‰和-7.8‰,丰水期和平水期河水主要接受当地大气降水补给;②洛河及伊河干流河水水化学类型均为HCO_3-SO_4-Ca-Mg型,丰水期干流河水Ca~(2+)和HCO~-_3当量浓度占比低于平水期,而丰水期SO_4~(2-)当量浓度占比则高于平水期,显示丰水期较多硫酸盐输入;③碳酸和硫酸参与流域内碳酸盐岩和硅酸盐岩风化过程,洛河流域碳酸盐岩风化较明显,伊河流域硅酸盐岩风化较明显;④伊洛河流域人为输入影响表现在上游河水水化学组成受到金属矿产采选活动影响,下游河水水化学组成受工业废水和城镇生活污水的影响;⑤伊洛河流域上游和下游两种不同类型人为活动是河水硫酸盐硫同位素组成空间上变化的重要原因,上游河水硫酸盐硫同位素组成偏负,证实来自硫化物矿物氧化过程产生的硫酸盐贡献较大,进而间接证实硫酸参与岩石化学风化过程.下游河水硫酸盐硫同位素值偏正,与工业废水和城镇生活污水有关.     

三峡水库支流回水河段氮磷负荷与干流的逆向影响

通过分析三峡库区大宁河回水河段氮磷的来源、数量及时空特征,研究三峡水库成库初期和稳定运行期,次级支流回水段受干流的逆向影响.结果表明,成库初期,支流回水段的氮磷分配特征初步呈现干流逆向影响效应,分别有19.05%TN、28.93%TP源于干流倒灌输入;由于干流顶托作用,氮磷呈现具峰值的空间分布特征.在稳定运行期,支流回水段的氮磷来源及数量将明显受干流逆向影响,在其中的藻类适宜生长期,大宁河回水段干流倒灌输入的TN、TP分别高出上游径流输入近3倍、10倍,明显高于成库初期.当运行水位从145m升至175m时,支流回水段纳受干流倒灌输入的TN、TP可分别达15484.99、1185.75t.研究表明,干流逆向影响可能加剧三峡水库水体的富营养化.     

广西五里峡水库夏季溶解无机碳行为的初步研究

为更加清晰地认识无机碳在岩溶水库水体中的循环转化过程,2013年7月初对位于岩溶区的广西五里峡水库沿流程方向不同地点不同深度水体进行现场监测.结果表明:1研究区水体水化学主要受碳酸盐平衡体系控制,水化学类型为HCO3-Ca+Mg型.2水体溶解无机碳(dissolved inorganic carbon,DIC)含量及其同位素组成δ13CDIC分布特征:沿流程方向从库尾到坝前同一深度不同取样点DIC含量呈减小趋势(DIC(平均):1.03～0.78 mmol·L-1),δ13CDIC则逐渐变重(δ13CDIC(平均):-10.21‰～-6.62‰).沿垂直方向从表层向库底DIC含量呈增加趋势(DIC(平均):0.86～1.05 mmol·L-1),δ13CDIC则逐渐变轻(δ13CDIC(平均):-7.88‰～-13.39‰).分析认为:1碳酸盐岩溶解沉淀过程对研究区水体DIC含量及δ13CDIC的影响有限或被其它过程平抑.2研究区水体存在热分层现象,其通过影响水库不同部位、不同深度水生生物新陈代谢的方向及强度、有机质分解强度等对水体DIC及δ13CDIC产生影响,使之出现前述变化趋势.     

贵州施秉白云岩喀斯特区水化学和溶解无机碳稳定同位素特征

对贵州施秉白云岩喀斯特世界自然遗产地49个水点进行采样,分析地表水和地下水水化学特征及控制因素,并探讨溶解无机碳(DIC)稳定同位素的分布特征和来源.结果发现,研究区地表水和地下水p H值呈中性到碱性,溶解质较低,水中阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO-3为主,水化学类型为重碳酸-钙镁型(HCO3-Ca·Mg).北部上游页岩分布区外源水水中Cl-、NO-3、SO2-4的比重相对白云岩区喀斯特水水点的高,Si的含量也明显高于白云岩地区喀斯特水;外源水的SIc和SId值为负,而流经白云岩区后均大于0.水化学数据表明研究区水化学受降水和人为活动影响很小,Gibbs图显示水中离子组成主要受岩性的控制.研究区喀斯特地表水中δ13CDIC值变化范围为-8.27‰~-11.55‰,平均为-9.45‰,地下水的δ13CDIC值范围为-10.57‰~-15.59‰,平均为-12.04‰,地表水δ13CDIC值比地下水偏重.DIC的δ13CDIC值在杉木河支流上整体表现为河流上游相对于下游偏轻,而杉木河干流上河水DIC的δ13CDIC值的变化则比较复杂.根据同位素质量平衡,利用DIC的δ13CDIC实测值,计算了喀斯特区地下水DIC来自土壤CO2和白云岩矿物溶解的比例,计算结果为51.2%来自于土壤CO2,矿物本身的贡献约为48.8%.     

西江水氢氧同位素组成的空间变化及环境意义

2014年6月和2015年1月,在西江各干流和支流分别采集了54个水样,对水的氢氧同位素组成进行了分析.结果表明,西江水体δ18O和δD存在明显的线性关系,这种相关关系旱季显著于雨季,西江水体旱、雨季18O、D值均沿大气降水线分布.氘盈余(d)值雨季大于旱季,主要是由于雨季降水多通过落水洞、竖井、漏斗等岩溶形态直接补给地下河,与围岩接触的时间较短,而旱季降雨较少,地表河系统受储存在岩溶裂隙、孔隙中的地下水体补给.由于受海拔高度及蒸发效应的影响,西江干流红水河—浔江段和支流右江—郁江段δ18O和δD值整体上表现为沿流程逐渐偏正的趋势,而由于桂江支流上游到下游海拔差异不大,流程简短、加上桂江支流水量少于西江干流和右江—郁江支流,桂江支流未出现从上游到下游逐渐偏正现象.通过δ18O与高程的关系建立了二者之间的线性回归模型,揭示了雨季西江水体随高度的变化率为:-0.44‰·(100 m)-1,旱季为-0.45‰·(100 m)-1,反映西江流域降水的高度效应,这对流域水循环过程的研究具有重要的水文地质意义.     

三峡库区蓄水后支流回水段富营养化研究

为掌握三峡水库蓄水后支流回水段的营养特征及其变化情况，2004年4月分别对大宁河、神女溪、抱龙河与大溪河回水段水体进行了富营养化调查和监测，调查监测的项目包括透明度、总氮、总磷、高锰酸盐指数和叶绿素a等重要指标。并运用综合营养状态指数法对监测结果进行了评价与相关性分析，初步研究了支流回水段水体的水质状况。结果表明库区支流回水段的营养盐浓度并不比长江干流高，但库区支流回水段的中下游区域已经发生了轻度富营养化；相关公式的建立有助于掌握支流回水段的水质状况；叶绿素a与氮、磷等营养盐呈现较好的正相关关系，与透明度和电导率则呈较显的负相关关系。     

三峡支流大宁河库湾水质分布变化原因及其生态效应

为探讨三峡支流大宁河库湾水体水质分布变化的原因及其产生的生态效应,从大宁河库湾污染源、三峡干支流水体交换等视角,建立三峡干流与大宁河库湾交换水量的计算公式,监测大宁河库湾表层水样水质的逐月变化情况,重点分析不同调度期三峡干支流水体交换变化驱动下大宁河库湾水质时空分布的响应变化.结果表明:①三峡干流回水倒灌、大宁河上游来流是大宁河库湾水量、TN、TP等的主要来源,干流表层水体EC（电导率）、ρ（TP）和ρ（TN）均高于大宁河上游来流.②蓄水期至高水位期,在干流回水倒灌作用和库湾水量滞留作用的影响下,库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布向上延伸至距离入江口0~20 km及以上的库湾水域.泄水期至低水位期,干支流交换水量为负值,表示库湾流出水量高于干流回水倒灌水量.这两个时期库湾表层水体EC、ρ（TP）和ρ（TN）高值分布首先集中于距离入江口0~5 km的库湾水域,随后向库湾中游方向延伸,可能因泄水后期、低水位期仍有少量干流回水从中表层方向倒灌以及库湾中游藻密度高引起.③5-9月距离入江口0~20 km的库湾中游、下游水域藻密度明显高于其他时期其他水域,与水温适宜、非氮非磷限制的营养结构[TN/TP（摩尔比）为30~40]促进藻类生长繁殖有关.研究显示,不同调度期干支流水体交换是驱动大宁河库湾水质分布变化的重要因素,进而库湾水体氮、磷营养结构的时空变化一定程度上影响着浮游藻类生长分布.      

三峡水库坝前水体水化学及溶解无机碳时空分布特征

以三峡水库坝前水体为研究对象,分析了三峡水库蓄水至145m和172m水位时坝前垂向水体基本物理化学参数、主量元素、溶解无机碳(DIC)含量及其碳同位素(δ13CDIC)分布特征.研究结果表明,无论夏季还是冬季,坝前水体均没有出现水温分层现象,pH、电导、溶解氧也没有发生分层现象.坝前水体水化学组成主要受碳酸盐岩风化的控制,主量元素、溶解无机碳含量和三峡大坝截流前相比没有发生明显的变化.水体δ13CDIC值夏季(丰水期)低于冬季(枯水期),在垂向上变化不明显,与水库、湖泊δ13CDIC的时空变化特征相异而与自然河流的变化特征相似.目前,三峡水库坝前水体水化学特征主要表现出自然河流的特征,水库"湖沼学反应"还不明显.     

三峡库区沉积物秋末冬初的磷释放通量估算

2010年11月～12月在三峡水库开展了沉积物内源负荷调查,对云阳等6个长江干流点和9条支流河口的沉积物-水界面正磷酸盐含量(PO34--P)进行了分析.结果表明,支流上覆水和孔隙水中PO34--P含量略高于干流,其中支流孔隙水中的含量为9.59～29.79μg.L-1,干流孔隙水中的含量为9.01～25.36μg.L-1.根据Fick第一定律公式得到郭家坝和小江河口为PO34--P的"汇",释放通量分别为-0.63 mg.(m2.a)-1和-0.60 mg.(m2.a)-1,其它区域的PO34--P均是由孔隙水向上覆水进行扩散,释放通量的范围为0.15～2.47 mg.(m2.a)-1.假设分子扩算是沉积物营养元素迁移的主要途径,库区水体混合均匀,估算出沉积物孔隙水营养元素在沉积物-水界面的扩散迁移对上覆水体的影响程度较小,仅有-0.011%～0.098%.目前三峡水库沉积物作为内源,释磷作用还未对水质产生较大影响,但不排除水库外部污染源得到控制后,三峡库区沉积物内源营养负荷的潜在释放风险.     

土地利用变化对贵州印江喀斯特小流域水体DIC含量及δ~(13)C_(DIC)的影响

以印江流域水体为研究对象,分别于2014年夏季和冬季采集印江河主干与支流表层水样品,测定并分析其基本物理化学参数、主量离子浓度和溶解性无机碳(DIC)含量及其碳同位素组成(δ~(13)C_(DIC)),结合流域内不同的气候条件和土地利用强度与方式等生态环境条件,对表层水体中DIC的来源及其时空变化特征进行探讨。结果表明:印江河流域表层水p H值呈中性到碱性,水化学组成主要受碳酸盐岩风化的控制,阳离子主要以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,阴离子主要以HCO-3为主,而且主量离子在冬夏季表现出较为显著的差异。印江河流域干、支流水体DIC和主量离子含量向下游总体呈现递增趋势,并随季节呈现夏低冬高的变化趋势,可能与研究区水体上游土地利用强度低而下游存在大量的农耕用地以及当地冬夏季降雨量差异有关。相比之下,印江河流域干流水体δ~(13)C_(DIC)均值为-10.39‰、支流水体δ~(13)C_(DIC)均值为-8.29‰,差异相对显著,反映了作为源头支流水体主要受碳酸盐岩风化影响,支流汇入干流水体过程周边土地利用强度增大、方式多样,影响较为明显。而且该流域干、支流水体δ~(13)C_(DIC)的季节性差异显著,支流水体DIC主要由于水-岩交换在冬季更加富集13C,而干流水体DIC则主要由于生物量效应在夏季相对富集13C,极有可能与当地土地利用强度和方式的季节性变化有关。     

Water environmental planning considering the influence of non-linear characteristics

In practical water environmental planning, the influence of the non-linear characteristics on the benefit of environmental investment was seldom taken into consideration. This paper demonstrates that there exist a lot of non-linear behaviors in water environment by emphatically analyzing the influence of the non-linear characteristics of the economic scale, the meandering river and the model on water environmental planning, which will make a certain impact on the water environmental planning that sometimes cannot be neglected. This paper also preliminarily explores how to integrate the non-linear characteristics into water environmental planning. The results showed that compared with traditional methods, water environmental planning considering non-linear characteristics has its prevalence and it is necessary to develop the relevant Dlannin,. theories and methods.     

藻细胞特性对净水工艺的影响研究

以藻细胞的基本特征为基础,概括了目前净水工艺除藻的一般方法和原理,分析阐明了藻细胞特征对净水工艺的影响机制。      

海洋电磁环境及其对水中目标特性应用的挑战

简要介绍了国内外海洋环境水下电磁场特性研究情况,分析了研究水下电磁环境的必要性。以实测海洋环境电磁场数据分析结果说明了海洋电磁环境的复杂性,指出为应对电磁特性应用所面对的挑战,海洋水下电磁环境研究应该加强的方向和目标。     

厄立特里亚科卡矿区水质量评价及水污染特征研究

在2008年-2010年分别对厄立特里亚Zara矿区11个地下水和6个地表水(雨季采样)采样点进行抽样检测,运用世界卫生组织饮用水标准对26个水质指标进行单因子评价.结果表明,该地区水质因受地层矿物溶滤成分的影响不适合直接饮用.地下水中重金属超标严重,硫酸盐、溴酸盐和总磷也高于饮用水的最大允许水平(MPL).各指标在空间分布上差异较大,距矿区较远的监测点水质相对较好.地表水中仅总Fe和总Al含量超标,优于地下水水质,最大超标倍数分别为12.9倍和18.8倍.     

南水北调东线河流水环境污染特征及治理对策

利用2006～2009年例行监测数据以及2010年加密补充监测数据对复新河水环境状况进行了分析,通过对该地区污染源详细调查,利用等标污染负荷法对研究区域污染源状况进行了评价,在此基础上,对沙庄桥断面不达标原因进行了分析,并提出保障复新河水质达标的治理措施。结果表明:复新河流域水质超标现象显著,水质总体呈现先下降后上升趋势,原有治理措施达到一定的效果,但沙庄桥断面与稳定达Ⅲ类水标准仍有较大差距。研究区内污染负荷以畜禽粪尿的排放所造成的污染的贡献率最大,占36.55%,生活污水排放所造成的污染次之,占33.46%。流域内污染源是复新河水质受污染的主要影响因素,来水不畅,尾水无出路是断面不达标的首要原因。     

南水北调中线水源地丹江口水库水化学特征研究

丹江口水库是南水北凋中线工程的水源地,对水库中的5个点位进行了3 a的动态监测.对水化学类型和水化学特征进行了系统分析,运用相关分析及方差分析,对水化学时间、空间分布特征进行了研究.结果表明,TDS介于149.9-291.2mg·L-1,属于弱矿化度水.总硬度(以Ca2 、Mg2 浓度和计)介于40～50 mg·L-1之间,属于极软水.HCO3-及Ca2 分别介于122.5-170.0 mg·L-1、37.1-43.2 mg·L-1,分别占主要阴、阳离子组成的77.54%～77.87%和70.66%-77.93%.按照O.A.阿列金分类法,丹江口库区水质为HCO3--Ca型水.主要离子呈现一致的空间变化,在丹江库区沿水流方向逐渐降低,至汉江库区达到最小值.水化学特征的季节及时间变化表明,主要离子的浓度在枯季比在雨季大.丹江口水库水化学特征主要由岩石风化决定,高浓度的HCO3-及Ca2 主要来源于方解石和白云岩,但是上游及库区周边人为活动对NO3-产生了一定的影响.最后,提出了流域水资源保护的建议和措施.     

输水期间于桥水库流域水体中溶解态多环芳烃的分布特征与风险

为调查输水期于桥水库流域水中多环芳烃(PAHs)的分布特征,采用气相色谱-质谱法对该区16种US EPA优先控制的PAHs进行了分析,并对PAHs的健康风险和生态风险进行了评估.结果表明,在18个点位采集的水样中均有PAHs检出,且上游水域和库区PAHs组分和浓度均存在着显著差异.上游水域水体(除洒河大桥点位外)中的PAHs以2~3环为主,其百分比介于86%~95%,ΣPAHs浓度介于13.7~104.1 ng·L~(-1)间,其中大黑汀水库渔业养殖密集区水体中PAHs污染水平较高;库区水体中低环数和高环数PAHs含量相当,ΣPAHs浓度介于1.6~3 512.5 ng·L~(-1)间,其中库区北岸水中PAHs浓度最高.Flu/Pyr、Fla/(Fla+Pyr)比值分析表明,于桥水库流域PAHs主要来自村镇居民燃煤供暖、生物质燃烧.分别采用US EPA健康风险评价模型和Kalf等使用的商值法对PAHs的饮水致癌风险和生态风险进行了评估,结果显示,库区水体的饮水致癌风险水平超过了10-6,以及库区B[a]A、B[k]F、Bap的商值(实际浓度/最大允许参考浓度)也均大于1,说明库区水体PAHs引发的致癌风险和生态风险均应当引起重视.     

黄浦江表层水体中有机氯农药的分布特征

用双柱GC-ECD对黄浦江表层水体中的20种有机氯农药(OCPs)进行了分析,水体中ρ(OCPs)为87.28～148.97 ng/L,含量较高的组分有β-BHC,δ-BHC,α-BHC,4,4′-DDT和七氯等,ρ(BHCs)高于ρ(DDTs),分别为42.13～75.47和3.83～20.90 ng/L.组分分布特征表明,水体中BHCs主要为环境中的早期残留,在淀峰断面显示近期输入特征;水体中DDTs显示近期输入特征.高平潮时ρ(OCPs)低于低平潮,高平潮时大量长江水的涌入对黄浦江水体中的有机氯农药起到一定的稀释作用.水体中有机氯农药呈现较明显的季节性变化,丰水期含量高于枯水期,丰水期农田径流和土壤剥蚀作用的加强是导致水体中ρ(OCPs)升高的重要原因,说明黄浦江水体中有机氯农药的来源具有面源特征;水温升高加强了沉积物中有机氯农药的二次释放与其他地区相比较,黄浦江表层水体中ρ(OCPs)较低,ρ(DDTs)和ρ(BHCs)均未超过地表水环境质量标准限值.      

回转体高速入水弹道模型研究

目的 快速预测回转体高速入水过程中的空泡形态发展和分析回转体高速入水后的弹道特性。方法 基于空泡截面独立扩张原理,建立回转体高速入水非定常超空泡计算方法,通过高速水动力计算方法,结合回转体动力学方程,实现回转体运动参数的求解。结果 通过与文献试验结果对比,验证了回转体高速入水弹道模型的可靠性。对比试验结果,模型的预测误差在10%以内,可满足回转体高速入水弹道预测需要。利用所建立的弹道模型计算了回转体在高速垂直、倾斜入水2种工况下的空泡形态、运动参数变化。发现回转体高速入水过程中,空泡会影响回转体的运动,回转体速度衰减主要和空化器阻力有关。回转体在受到扰动角速度的影响后,滑行力会改变回转体的姿态角和攻角,并使弹道发生弯曲,但有助于回转体运动的稳定。结论 在入水空泡能完全包裹回转体的情况下,可对回转体进行结构优化,增强回转体尾拍运动中受到的滑行力,提升回转体高速入水运动稳定性。适当减小空化器直径,能降低回转体入水过程中的阻力,并增加射程。     

程海冬季水华特征、成因与控制对策

报道了程海冬季水华发生时间、分布、聚集状况、优势种和现存量。认为：营养物质积累、特殊的水动力、适宜的水温和光照是刺激铜绿微囊藻水华暴发的原因,近期应采取流域生态系统管理、削减污染物入湖量、增强生态系统功能三方面的控制对策减轻水华危害。