侧向溢流堰控制泥沙的试验研究

横跨河床的砂防坝，势必存在限制鱼类活动的弊端。缝隙坝常因阻塞而失去作用。为此提出侧向溢流堰控制泥沙的设计方案。重点研究其分流作用、拦截泥沙作用。共设３个因素（堰长Ｌ、堰高Ｄ、堰宽Ｂ），１０个处理。研究结果表明：分流比Ｑ２／Ｑ０。与高深比Ｄ／ｈ没有相关关系。但在Ｄ／ｈ相同条件下，随Ｌ的增加，Ｑ２／Ｑ０。有增加的趋势。而Ｑ２／Ｑ０与Ｌ／Ｂ回归方程为Ｑ２／Ｑ０＝０．０５５Ｌ／Ｂ。排沙比Ｖ１／Ｖ０与Ｑ１／Ｑ０相关分析结果与Ｄ无关。从主槽排向侧槽的沙量取决于Ｌ。河床纵断变化为Ｌ越长，堰上跨越易冲刷，下游越易出现沉积。横断变化当Ｄ＝０时，堰区及侧槽有泥沙沉积；当Ｄ＝２ｃｍ时，在堰附近产生沉积。利用侧向溢流堰的分流作用，可以起到在主槽内控制泥沙作用。但在侧槽也存在泥沙沉积现象。因此，如何对堰长、堰高、及主、侧槽宽度进行设计，使泥沙只在主槽内沉积将是今后研究的课题。     

溢流堰顶低于淤面时的淤地坝调洪方法初探

在分析淤地坝溢流堰顶低于淤面时泄水滞洪特点的基础上,探讨了具体的调洪方法。经在柳林县呼家圪台骨干坝除险加固设计中应用,下泄流量明显增大,滞洪库容明显减少,淤面以上水深明显减少,侧墙高度明显增加,除险加固后更加安全,其方法具有一定的推广价值。     

氮磷的不同供应比例和频度对藻类水华形成的影响

为了探讨氮磷的不同供应比例和频度对藻类水华形成的影响,本研究设计了7种氮磷添加比例（质量比）：只添加氮（以＋N表示）、50：1、20：1、7：1,1：1、1：7和只添加磷（以＋P表示）;2种添加频度：频度较大的L系列（实验前期每日均进行添加）,频度较小的S系列（只在实验过程中添加1次）。两种添加频度下,相同添加比例的处理的营养盐添加量相近。在处理＋N、50：1、20：1、7：1和1：1中以N浓度为基准进行相应比例的P添加,在处理1：1、1：7和＋P中以P浓度为基准进行相应比例的N添加。在1：1处理缸中N、P净增加均约为2.4mg·L-1。实验水体来自一个浮游植物丰富但没有微囊藻水华的天然富营养池塘。实验于2007年8月1日—8月13日在室外采用玻璃缸进行。结果表明,两种添加频度以及不同氮磷添加比例下,实验过程中出现的水华种类均为微囊藻（Microcysti sspp.）水华,没有固氮藻类水华出现。在两种不同添加频度下,微囊藻水华在处理＋N、50：1、20：1、7：1和1：1中明显形成,而处理＋P和1：7中,微囊藻水华的出现会晚几天或者水华现象不明显,这表明本实验中单独添加氮比单独添加磷对微囊藻水华形成的促进作用要明显些。水体中微囊藻水华的出现与适宜的氮磷比例添加有关,氮磷添加比例适宜时,两种不同的添加频度下均可出现微囊藻水华,但氮磷营养盐的不同添加比例和频度均没有导致固氮藻类水华的出现。     

淹没效应对不同类型琴键堰泄流特性的影响

为了探究琴键堰在淹没出流条件下的泄流情况及对淹没效应的敏感性,该研究在矩形水槽中对四种琴键堰基本体型（A型：上下游均倒悬;B型：上游倒悬;C型：下游倒悬;D型：上下游均无倒悬）进行了物理模型试验,分析琴键堰在淹没出流条件下的流态随下游水位的变化过程,得到其上下游堰上总水头之间的关系及淹没系数,并进一步分析四种琴键堰对淹没的敏感性以及比较四种琴键堰在淹没出流条件下的泄流量和泄流效率。试验结果表明,随着下游水位的壅高,四种琴键堰堰后依次出现了淹没后的冲击射流、破碎（表面跳跃）、表面波和表面射流流态;在来流量相同的情况下,C型和D型琴键堰在淹没系数S≥0.6时,逐渐发生淹没,且其流量折减系数随淹没系数的增大而减小,而B型和A型琴键堰分别在S≥0.15和S≥0.2时提前进入淹没状态。四种不同体型琴键堰的临界淹没度（Sm）分别为：A型0.5、B型0.3、C型0.7、D型0.65。对比看来,仅具有上游倒悬结构的B型琴键堰对淹没最为敏感,其次是具有对称倒悬结构的A型,而向下游的倒悬结构可以延缓上游的淹没;四种不同类型琴键堰的淹没泄流效率受\     

伊乐藻对污染水体中氮、磷的净化效果及其克藻效应

为了科学评价伊乐藻在水生态修复中的实际应用价值,在模拟条件下初步研究了沉水植物伊乐藻（Elodea nuttallii）对污染水体中氮、磷的净化效果及其克藻效应。结果表明,伊乐藻对总氮、氨态氮、硝态氮和总磷均具有一定的净化效果,并且水体中氮、磷起始浓度越高,其去除效果越明显;不同生物量伊乐藻对河水中其他藻类均具有较强抑制作用,并且随着生物量增加,其克藻效应更加明显。     

贝类对海水养殖新源水悬浮物的生物沉积作用

为了去除工厂化海水养殖新源水中含有的大量悬浮颗粒物,针对蓄水池中悬浮物重力沉降速率较慢,利用一般的机械过滤或泡沫分离又消耗大量能源的缺点,该试验选择适应能力强的滤食性双壳贝类太平洋牡蛎（Crassostrea gigas）和紫贻贝（Mytilus galloprovincialis）,在不同时期进行现场试验,测定其对蓄水池新源水中悬浮物的生物沉积速率并评估通过一定规模放养贝类对整个蓄水池中悬浮物的沉积效果。结果表明,在适宜的温度条件下（17～25℃）,太平洋牡蛎对蓄水池水中悬浮物生物沉积速率为1.08～1.32 g/（ind·d）,紫贻贝为0.65～0.85 g/（ind·d）。通过在蓄水池中大量吊笼养贝类,蓄水池中贝类养殖区的悬浮物沉降速率明显高于非养殖区。表明滤食性双壳贝类可以用于工厂化养殖新源水中悬浮物的去除,不仅能够实现污染物的资源化去除,还降低了新源水的后续处理负荷。     

施肥对农田氮磷污染物径流输出的影响研究

施肥不当是造成农田地表径流 N、P 污染的主要原因。本文采用实地调查与模拟实验相结合的方法,研究了不同肥料品种、不同施肥强度、不同施肥时间与方式对土壤地表径流 N、P 流失的影响。结果表明,农田径流 N、P 的流失量与肥料投入水平有一定的正相关性,施肥后土壤地表径流中总 P 浓度比未施肥前成倍增加。不同肥料品种以硝酸铵最易增加径流中 N 的含量;通过经济与环境协调分析,相对于其他处理而言,一定量的尿素与普钙配合施用可减少 N、P 流失,同时获得较高的白菜产量;就施肥方式而言,深施或穴施比表施可显著降低径流中 N、P 的流失量。     

雨强及播栽方式对太湖地区麦田径流氮磷流失的影响

为明确太湖地区麦田氮磷流失特征,通过田间模拟试验研究了播栽方式(条播、撒播)和降雨强度(低,30 mm/h;中,60 mm/h;高,90 mm/h)对麦田氮磷流失的影响.结果表明:初始产流时间与雨强显著负相关,而径流系数与雨强显著正相关(P<0.01).径流氮磷浓度在径流初期较高,并随产流时间不断降低,且均可用对数函数...     

人类活动对赣江入湖泥沙量的影响

运用Spearman秩相关检验和双累积曲线等方法,分析了赣江外洲站1970-2011年入湖泥沙量演变趋势.在此基础上,通过产沙函数S=Mf(Q,P)导出的人类活动对输沙量影响模型和双累积曲线回归模型研究了人类活动对输沙变化规律的影响,并定量计算了人类活动对赣江流域入湖泥沙减少的贡献率.结果表明,近40多年来,赣江外洲站入鄱阳湖泥沙量年际波动较大,总体呈明显减少趋势.水土保持措施的实施、水利工程的修建等人类活动是入湖泥沙减少的主要驱动力.相比1970-1983年基准年,1984-1992年人类活动年均减少入湖泥沙量153.95万t,贡献率为49.27％;随着人类活动的加剧,至1993-2011年人类活动年均减少入湖泥沙量734.51万t,贡献率高达97.24％.     

洪泽湖地区麦稻两熟农田及杨树林地降雨径流对地下水水质的影响

农业氮磷养分流失已经成为地下水污染的重要原因之一,为了探究和比较麦稻两熟农田和杨树林地氮磷流失对地下水的影响,本文在洪泽湖河湖交汇区设置农田和杨树林监测小区和监测井,进行了为期1年的地表养分流失和地下水水质监测。结果表明：1）林地雨前雨后表层土壤含水量均小于麦田,麦田土壤含水量较雨前平均提高8.95%,林地提高4.05%。2）麦田和杨树林地表层土壤硝态氮、铵态氮及有效磷流失总量分别为63.53 mg·kg^-1、5.61 mg·kg^-1及57.43 mg·kg^-1和16.78 mg·kg^-1、2.45 mg·kg^-1及0.73 mg·kg^-1,稻季田面水硝态氮、铵态氮、可溶性磷和颗粒态磷流失总量为8.32 mg·L^-1、27.44 mg·L^-1、2.39 mg·L^-1和2.99 mg·L^-1,监测期内杨树林氮磷流失总量明显低于农田。3）农田表层养分流失量与降雨量存在密切关系,基本随降雨量增大呈对数增长,而杨树林几乎不受降雨影响。4）农田产生径流的理论最小降雨量（麦田：3.3 mm;稻田：4.2 mm）远小于杨树林地（22.8 mm）,麦田铵态氮、正磷酸盐浓度,稻田和杨树林地总氮、硝态氮、铵态氮、总磷、可溶性磷、正磷酸盐浓度与降雨量存在显著相关性。5）农田径流中养分浓度与地下水氮磷含量存在显著相关性（P<0.05）,而杨树林地地下水氮磷含量保持在相对稳定水平,与径流中养分浓度无明显相关性。与农田相比,林地能够更好地控制径流养分流失,缓解地下水污染,有利于农业面源污染的控制。     

伊通河流域农业非点源污染对水环境的影响模拟研究

针对伊通河流域的农业非点源污染问题,在GIS技术和流域基础数据库的支持下,采用SWAT模型建立了该区农业非点源污染模型.对研究区农药化肥中的氮、磷元素,泥沙的时空分布状况及总氮进入地下水的状况进行了模拟研究.模拟结果表明该模型精度满足要求.通过模型模拟计算,泥沙的输出量1985及2008年分别为7.04×106和3.46×106 t.1985年总氮和总磷的输出量分别为20 400和2 300 t;2008年的输出量分别为1985年的1/2.6,7,8这3个月污染物质输出所占比例较大,约占全年的90％.同时模拟结果还显示,通过渗透进入地下水的氮量不能被忽视,1985年和2008年通过下渗进入到地下水中的氮量约为当年其他形式输出量的2.4和5.5倍.     

呼伦湖流域生态水文过程对水环境系统的影响

呼伦湖是一典型的草原型湖泊 ,受人类活动的直接影响较小 ,湖泊水环境系统的演化受到流域生态水文过程的影响。在全球变化和人类非理性活动的干扰下 ,湖泊水环境系统呈现出恶化的趋势。对呼伦湖水环境系统的调控必需建立在对流域生态水文过程的调控上     

天目湖流域茶园不同施肥水平与方式对茶叶品质和土壤氮磷淋失浓度的影响

[目的]出于对天目湖流域水环境保护的需要,揭示施肥对茶叶品质和土壤氮磷淋失的影响机制,遴选流域内茶园最佳施肥模式,进而为天目湖流域面源污染治理提供理论支撑。[方法]基于长期定位试验,考虑了两种施肥方式(传统复合肥CF和优化缓释肥OF),并设置了CF/OF₁(214.73,74.26 kg/hm²),CF/OF₂(245.40,84.86 kg/hm²),CF/OF₃(306.75,106.08 kg/hm²)和CF/OF₄(368.10,127.30 kg/hm²)4个氮磷施用水平,以探讨其对天目湖茶园土壤氮磷淋失浓度和茶叶品质的影响。[结果]在同等施肥水平下,相较于CF处理,基于OF的茶园土壤溶解性总氮、硝态氮、溶解性总磷和正磷酸盐淋失浓度分别减少40.22%～82.31%,44.86%～62.39%,26.67%～96.36%和20.00%～97.29%;不同施肥水平和方式对茶叶水浸出物含量的影响很小(变化范...     

加气灌溉与秸秆还田对水稻氮磷损失的影响

秸秆还田对于培育地力、提高作物品质与产量具有重要意义,然而在中国南方水稻种植区稻麦轮作耕作方式下,小麦秸秆还田后出现了水稻田面水质恶化的问题。该研究设置不同秸秆还田以及不同进气量的微纳米加气灌溉6个处理,开展水稻盆栽试验,观察分析水稻生育期内稻田水化学指标以及氮磷损失的变化规律。结果表明：水稻田面水与渗漏水中化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）浓度以及氮磷浓度的起伏变化主要受施肥因素影响;秸秆还田条件下水稻田面水COD浓度、总氮（Total Nitrogen,TN）浓度、铵态氮（NH4+-N）浓度、硝态氮（NO3--N）浓度均有所提升,总磷（Total Phosphorus,TP）浓度有所降低;水稻渗漏水COD浓度、NH4+-N浓度在秸秆还田后会有所升高,TN浓度、NO3--N浓度会有所降低;微纳米加气灌溉有利于降低秸秆还田后稻田水的COD浓度、TN浓度、NH4+-N浓度,其最优去除率可达19%、31%、45%。秸秆还田有利于提高稻田氮磷利用率,但是会增加氮素损失量,微纳米加气灌溉可以有效减少小麦秸秆还田后稻田的氮磷损失量,综合考虑改善稻田水COD浓度、减少氮磷损失以及保证水稻产量,推荐使用0.7 L/min进气量的微纳米气泡水对小麦秸秆还田后的水稻进行灌溉。该研究结果可为秸秆还田条件下稻麦轮作区水稻灌溉管理提供理论和技术指导。     

鄱阳湖流域降雨侵蚀力变化及其对入湖悬移质输沙量的影响

鄱阳湖是中国最大的淡水湖,揭示流域降雨侵蚀力时空演变及其对入湖泥沙的影响对科学指导流域生态保护与修复、促进流域生态文明高质量发展具有重要意义。基于鄱阳湖流域63个气象站1961—2017年逐日降雨量和鄱阳湖五河入湖悬移质输沙量（以下简称输沙量）年数据,采用Mann—Kendall非参数检验、双累积曲线、线性回归等方法,分析了流域降雨侵蚀力和入湖输沙量动态过程,定量评估了降雨侵蚀力变化和人类活动对入湖输沙量的影响。结果表明：鄱阳湖流域平均降雨侵蚀力为10 034.1（MJ·mm）/（hm²·h）,介于6 738.8~12 734.8（MJ·mm）/（hm²·h）,呈西南地区低、东北地区高的空间分布格局;降雨侵蚀力年际间呈不显著的上升趋势（P>0.05）,在21世纪10年代最大,20世纪60年代最小。鄱阳湖入湖年均总输沙量1 183.3×10⁴ t,呈极显著下降趋势（P<0.01）,在20世纪70年代最大,21世纪00年代最小。入湖总输沙量和赣江、信江及修水输沙量分别在1992年、1999年后发生趋势性减少（P<0.01）。以输沙量突变前的时段为基准期,突变年份后人类活动和降雨侵蚀力变化对入湖总输沙量变化的影响程度分别为-138.1%和38.1%;对赣江入湖输沙量变化的影响程度分别为-125.8%和25.8%;对信江入湖输沙量变化的影响程度分别为-121.3%和21.3%;对修水入湖输沙量变化的影响程度分别为-141.4%和41.4%。近60年降雨侵蚀力变化表现为增加入湖输沙量,而人类活动（水库建设、水土保持和采砂活动）是鄱阳湖入湖输沙量减少的主要原因。     

不同缓释肥施用比例对桃树-大豆间作农田地表径流氮、磷流失及土壤养分的影响

针对滇池流域坡耕地不合理施肥、农业面源污染风险大的现状,试验通过在滇池流域桃树-大豆间作模式下施用不同比例的缓释肥(处理Ⅰ(2/3缓释肥+1/3复合肥)、处理Ⅱ(全部施用缓释肥)、CK(全部施用复合肥)),对在自然降雨形成的地表径流进行了采样与分析,研究了不同比例缓释肥施用对农田地表径流中氮、磷流失量的影响;同时,通过定期对土壤样品的采集与分析研究了施用不同比例的缓释肥对土壤养分及物理性质的影响。结果表明:与CK相比,处理Ⅰ与处理Ⅱ的总氮流失量分别削减了16.77%和24.99%,铵氮流失量分别削减了24.65%和29.74%,硝氮流失量分别削减了16.06%和30.42%,总磷流失量分别削减了31.51%和34.60%。随着时间的推移,全部施用缓释肥可以使0—20cm和20—40cm 2个土层的养分含量显著高于对照。因此,在桃树-大豆间作模式中,施用缓释肥显著降低了氮、磷流失量,并提高了土壤中养分含量。     

亚热带典型农林混合流域河岸带景观格局对河流磷输出的影响

为进一步明确流域河岸带景观尺度范围差异性及对河流磷(P)输出的影响,量化解析河岸带尺度下景观与河流P之间的关系。以亚热带典型农林混合流域为研究对象,基于长期水文、水质监测数据,利用冗余分析明确不同河岸带尺度景观格局特征与不同水文季节河流P浓度的关系,并采用变点分析量化导致丰水期、平枯水期河流P浓度突变的核心景观指数的阈值范围。结果表明:(1)河岸带景观格局对河流P浓度的影响具有显著的空间尺度性特征,300,400 m分别是影响丰水期和平枯水期河流磷浓度变化的关键临界尺度。(2)河岸带居民地斑块最大斑块面积指数(LPI_居)和农田斑块分散指数(SPLIT_农)分别是影响平枯水期和丰水期河流磷浓度的核心景观格局特征指数,当SPLIT_农＞15.76~23.83,LPI_居＜28.8%~36.5%时,能够降低河流P浓度的突变概率。研究结果可为以缓解P面源污染为目标的土地利用和景观规划提供重要理论依据。     

传统稻鱼系统生产力提升对稻田水体环境的影响

如何在提升传统农业系统生产力的同时又不破坏其内涵、还对环境不产生负面影响,是一个受到研究者持续性关注的挑战性课题。本研究以具有1 200年历史的全球重要农业文化遗产稻鱼系统为例,研究稻鱼系统鱼的放养密度对生产力和环境的影响,探讨能够显著提升稻鱼系统生产力且又不破坏其传统性(产品优质、环境友好)的途径。研究表明,传统稻鱼系统(RF)(田鱼目标产量375 kg.hm 2)与水稻单作系统(RM)水体的化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)及铵态氮(NH4+-N)含量均没有显著性差异。随着田鱼养殖密度提高(鱼产量由750 kg.hm 2提高到3 000 kg.hm 2)和饲料投入的相应增加,稻鱼系统的生产力和经济产出大幅度提高(稻鱼系统的净经济收入增加25.2%~101.4%),但稻鱼系统(RF)水体的COD值及TN、TP和NH4+-N含量均呈现增加的趋势,尤其是当鱼目标产量增至3 000 kg.hm 2时,水体TP含量和COD值显著提高,面源污染风险增加。分析还表明,鱼放养目标产量为2 250 kg.hm 2时,稻鱼系统经济效益最佳,此时净经济收入比传统稻鱼系统增加55.9%,并且不会对水体环境质量产生负面影响。     

负荷对渗滤系统控制农业径流污染物的影响

为了考察负荷变化对渗滤系统拦截削减农业径流污染物性能的影响,在重庆市万州高峰镇鹿山河旁建立多级渗滤系统,开展了农业径流污染物净化效果的试验研究。结果显示,系统对污染物具有较好的去除效果,对化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的平均去除率分别为35%、73%、37%和54%。污染物出水浓度随进水负荷的升高而升高,具有明显的线性关系。单位面积污染物去除负荷与进水负荷近似服从对数关系,低进水负荷时系统运行稳定,高进水负荷时系统污染物去除负荷波动较大。随着渗滤系统级数的增加,污染物出水负荷和去除负荷沿程上均体现出逐渐降低的趋势。渗滤系统沿程污染物负荷的变化兼具滨岸缓冲带、植被过滤带和生物接触氧化池的特点。     

土地利用方式对红枫湖入湖流域土壤团聚体磷含量及其形态的影响

以贵州省安顺市红枫湖入湖口4种典型土地利用方式（玉米地、菜园、林地及撂荒地）为研究对象,分别探讨了土地利用方式对0—15em和15～30cm两个层次土壤团聚体总磷含量及其形态的影响。结果表明,不同土地利用方式下,原状土壤及各粒级团聚体总磷含量均表现为玉米地〉菜园〉撂荒地〉林地。土壤各粒级团聚体磷形态含量以ResidualP、NaOH—P、NaHCO3-P为主,其中ResidualP在各土地利用方式中的含量均最高,变幅分别为玉米地28．3％～45．4％、林地61．1％-72．7％、菜园45．9％～53．0％、撂荒地52．1％-72．4％;玉米地和菜园土壤均表现为有机磷含量约为无机态含量的2倍;随团聚体粒径的减小,土壤对总磷含量的贡献率呈减少趋势,土壤团聚体对总磷含量贡献主要集中在5～2mm和2~0．5mm两个粒级中,贡献率均达77％以上,其中耕作土壤（玉米地、菜园）中5-2mm和2-0．5mm两个粒级团聚体中的磷是湖泊面源污染中磷素的主要贡献载体,也是造成湖泊富营养化的关键因素。