渭河河床沉积物颗粒组成对渗透系数的影响

正确认识河流沉积物颗粒组成与渗透系数之间的关系,对于准确测算河床渗透系数具有重要的意义。以渭河关中段为研究对象,采用水头下降竖管渗透实验法对渭河关中段4个河段的43个点位做渗透系数的原位测定,获取各点位的垂向渗透系数(Kv)值。对测定点的沉积物样品进行了粒度分析,并进一步分析了Kv与沉积物颗粒组成之间的相关关系。结果表明,垂向渗透系数与其沉积物的含砂量以及砂土与黏土含量比值均呈指数正相关,与黏土率呈指数负相关。研究获得的垂向渗透系数与沉积物颗粒组成的拟合方程为通过颗粒分析计算垂向渗透系数提供了依据。     

汾河表层沉积物中营养盐和重金属的含量、来源和生态风险

采集30个汾河太原段表层沉积物样品,对表层沉积物中营养盐有机质、全氮、全磷和重金属元素砷、镉、铬、汞、铅及铝含量进行测定,同时对沉积物中营养盐及重金属的污染程度、来源和生态风险进行研究.结果表明:(1)研究区全氮、全磷、有机质含量分别为0.07～1.93 g/kg,0.05～0.97 g/kg,0.82～9.99g/kg,表现出源头低、太原市区和南郊相对较高的趋势,且主要来源于藻类和水生生物.(2)研究区As、Cd、Cr、Hg、Pb、Al含量分别为8.30～15.60 mg/kg,0.062～0.232 mg/kg,35.20～129.00 mg/kg,0.011～0.131mg/kg,15.90～63.50mg/kg,3.67～8.62mg/kg.多数点位沉积物中重金属含量高于背景值,总体呈现源头低,进入市区后快速升高,然后趋于相对稳定的态势.分析发现,汾河表层沉积物多数点位重金属EFs值大于1,河道重金属受人类活动影响较大.(3)除Cd和Hg外,研究区其他重金属和营养盐均具有造成较小生态风险的可能性,且部分点位Cr具有引起较大生态风险的可能.     

湖南某水库锰异常事件成因及其土壤和沉积物锰释放影响因素研究

【目的】为了解湖南地区某水库冬季锰浓度异常及研究区土壤和沉积物中锰污染特性及其释放影响因素,分析锰异常的成因,并评价研究区土壤和沉积物中锰的污染水平和潜在生态风险。【方法】采用小试试验、现场监测、历史数据调查与实地勘查调研等方法,测定了研究区土壤、沉积物锰含量,分析了土壤、沉积物中锰释放与影响因素之间的关系并探索其解吸动力学特征;调查水库水质季节性变化规律,分析气象数据变化规律及周边环境现状,综合研判本次湖南地区某水库冬季锰异常事件的成因;采用地累积指数、潜在生态风险系数评价研究区土壤、沉积物锰污染水平和潜在生态风险。【结果】研究区各处土壤、沉积物中锰含量均超过相应背景值;研究区土壤、沉积物中锰的释放与pH、溶解氧、水温、电导率、扰动等理化性质的变化密切相关;研究区土壤、沉积物除个别实验组外,锰的解吸过程均符合准一级动力学模型,解吸时间、空间环境、锰含量及存在形态等差异均会对解吸过程产生不同影响;各个点位锰震荡条件下解吸平衡量在0.026 mg g^-1～0.195 mg g^-1之间且均高于相应静置状态;研究区各处土壤、沉积物污染程度处于无污染...     

渭河中下游河道沉积物重金属污染生态风险评价

以渭河中下游河道沉积物为研究对象,在分析12个干流采样点和7个一级支流采样点沉积物中Pb,Zn,Cr,Cu,Co和Ni六种重金属元素含量变化的基础上,采用Hakanson潜在生态风险指数法对河道沉积物重金属污染的生态风险程度进行了评价。渭河中下游河道19个采样点沉积物中Pb,Zn,Cr,Cu,Co和Ni六种重金属元素含量均不同程度超过了陕西省土壤重金属背景值,除Pb外,支流沉积物中其他五种重金属的平均含量都低于干流沉积物;Hakanson潜在生态风险评价结果显示,渭河中下游采样点的六种重金属元素单项生态风险指数均小于40,综合潜在生态风险指数均小于50,潜在生态风险处于较低水平,表明渭河中下游河道沉积物中重金属富集量小,基本不构成生态风险。     

渭河陕西段河道沉积物中碳氮磷来源分析及污染评价

基于渭河陕西段及其支流河道16个采样点中沉积物的总氮(TN)、总磷(TP)和总有机碳(TOC)含量,运用C/N和N/P比值法研究沉积物中营养元素的可能来源,并采用有机污染指数法评价沉积物污染状况。结果表明,沉积物中TN含量为0.069~3.839g/kg,66.1%的样品含量低于平均值0.639g/kg;TP含量为0.453~1.841g/kg,62.7%的样品含量低于平均值0.713g/kg;TOC含量为0.772~25.221g/kg,62.3%的样品含量低于平均值5.609g/kg。渭河陕西段沉积物中有机质主要受内源影响,以藻类和浮游动植物为主;沉积物中磷的来源主要为外源输入。2014—2016年所有采样点的N/P值均小于Redfield比,这可能与沉积物中碳氮磷的生物地球化学过程有关。2016年11月,在局部河道如林家村、卧龙寺桥、常兴桥、兴平、草滩、清姜河入渭处可能受到外源有机质的影响。2015年内有机指数与有机氮指数变化一致,即汛前<汛中<汛后。在2014—2016年,渭河陕西段沉积物中有机氮污染和有机污染整体上得到有效控制,但在局部河道如咸阳铁桥、草滩、黑河入渭和灞河入渭处等距离城市较近区域存在污染反弹可能,需引起注意。     

渭河咸阳段近代洪水沉积物粒度特征分析

粒度是沉积物中各种粗细颗粒的机械组成,可以用于洪水沉积环境和物质运动方式的判定.通过对渭河咸阳段河漫滩沉积状况野外调查和53个样品的粒度资料分析,研究了渭河咸阳段的洪水沉积物粒度特征,分析了粒度组成、粒度参数和粒度频率曲线等粒度特征资料.探讨了渭河咸阳段洪水变化和沉积环境.研究结果表明,渭河咸阳段河漫滩北堡子剖面近30 a来洪水沉积厚度为2.6m,主要粒度组成中砂粒级的含量最高,颗粒较粗,分选较差.根据粒度特征资料分析,渭河咸阳段河漫滩沉积物发育较好,变化明显,能够较清楚地指示渭河近30 a来发生的约13次洪水的变化.     

南部沿海基岩地区地表风化层渗透特性研究

[目的] 研究基岩地区地表风化层渗透特性，寻求其渗透系数的确定方法，可为孔隙-裂隙岩体地下工程的性能评价提供科学依据。 [方法] 以中国南部沿海花岗岩为研究对象，采用张力入渗仪，重点针对基岩风化层开展入渗试验研究，利用非线性回归法、多压力法、WS方法以及瞬态方法中的单盘测定法计算渗透系数，开展不同方法的综合对比与地质统计分析，确定研究区场地基岩表层风化层的渗透系数及其空间分布规律。 [结果] ①研究区基岩全风化层渗透系数分布在0.023～3.918 m/d，平均渗透系数约为0.971 m/d，与经验值相符； ②研究区地形较高处基岩风化层渗透能力相对较强，地形较低处渗透能力较弱； ③不同计算方法获得的渗透系数存在一定的差异性； ④多压力方法更适合研究区基岩风化层渗透系数的确定。 [结论] 研究区基岩风化层渗透系数可采用张力入渗仪和多压力方法确定，其渗透性能整体较弱。     

泾阳南塬黄土边坡饱和渗透系数变异性分析

[目的]研究泾阳县南塬耕植土下部黄土层饱和渗透系数空间变异性特征,为研究水的渗透对黄土滑坡的影响提供依据。[方法]通过室内变水头渗透试验测定泾阳县南塬54个测试点的垂直饱和渗透系数和水平饱和渗透系数,并用传统统计学和地统计学方法进行分析。[结果]探槽取样区的饱和渗透系数在10~(-2)~10m/d范围之内,平硐取样区的渗透系数明显小于探槽渗透系数值,在10~(-4)~1m/d范围之间。探槽垂直方向空间相关程度中等,变程为5.05,水平方向空间相关程度强,变程为3.50;平硐垂直方向空间相关度中等,变程为17.46,水平方向空间相关程度弱,变程为16.00。[结论]黄土边坡饱和渗透系数的空间变异性较强。     

杭州湾典型潮滩湿地植物带沉积物磷吸附特征

利用磷酸盐吸附动力学和等温吸附实验,研究了杭州湾潮滩湿地沉积物磷素吸附特征,并分析了不同植被类型及其沉积物理化性质对磷吸附的影响。结果表明,不同沉积物磷的吸附与释放过程均包括快速吸附(0~1 h)、慢速吸附(1~16 h)和平衡(16~72 h)3个阶段,不同植物没有明显影响这一趋势。改进的Langmuir模型拟合表明,沉积物最大吸附容量(Qmax)在154.5~436.2 mg/kg间,生长植物的沉积物Qmax明显高于光滩沉积物。沉积物自带可解吸磷(NAP)较少,在1.853~4.777 mg/kg间,NAP在不同类型沉积物的分布趋势与Qmax值相似。4种植被类型沉积物EPC0值低于潮汐水体中磷酸盐浓度,扮演着"汇"的角色,EPC0在不同沉积物间差异较小。相关性分析显示,杭州湾潮滩沉积物Qmax和NAP受有机质、颗粒组成和总无机磷含量影响,其中Qmax还受电导率影响,而研究区EPC0与沉积物理化性质不存在显著相关性。植物可以通过影响沉积物的物理化学参数,从而影响磷的吸附过程。     

渭河两岸缓冲带的土壤有机质含量分布特征及其影响因子

选取陕西省内渭河沿岸南北3 000 m缓冲区为研究区,利用野外调研、室内实验处理并应用GIS、ENVI、SPSS等软件,分析了土壤有机质的空间分布特征及影响因子,为渭河沿岸生态环境治理与修复提供理论依据。结果表明:渭河沿岸土壤有机质平均含量范围6.3~22.5 g/kg,有机质含量较低。渭河沿岸缓冲带区内南北两岸土壤有机质含量在1 000 m范围内随着距离的增加而增加,1 000 m范围外随距离增加而减少或基本不变;渭河沿岸的土壤有机质平均含量上游最高,下游次之,中游最低。土壤有机质的影响因子有地形因子(高程、坡度)、植被覆盖度和土壤质地。其中土壤有机质与高程、植被覆盖度(NDVI)和土壤颗粒中粉砂百分含量呈正相关,特别是高程因子与土壤有机质表现为显著相关;而土壤有机质与坡度、土壤颗粒中砂粒百分含量呈负相关。     

咸阳市土地利用与生态系统服务价值时空变化研究

分析了咸阳市1997-2005年土地利用数量、结构变化的情况,在此基础上运用国内外学者生态价值估算的方法与模式,结合研究区的实际情况对估算方法进行了修正,并对所研究时段内各年度的生态系统服务价值(ESV)以及各种土地类型的生态系统服务价值比例进行了估算.(1)研究期内,研究区耕地减少最多,林地增加最多,其中,泾阳县、武功县、三原县、礼泉县是成阳市林地变化的热点区域.(2)研究期内,成阳市的ESV增加了44 774.15万元.年增加率为0.72%,其中渭城区、礼泉县、永寿县、彬县、长武县是成阳市ESV变化的热点区域.(3)研究期内,耕地的ESV所占比例减少最多,林地的ESV所占比例增加最多.渭城区、秦都区、彬县和渭城区分别是咸阳市耕地、园地、林地和水域ESV所占比例变化最大的地区,各区县的牧草地和未利用地的ESV所占比例变化不明显.     

基于土地利用转型的广西边境地区生态服务功能交叉敏感性分析

为揭示边境地区土地利用转型对生态服务功能的影响,推动区域生态环境与社会经济高质量发展。基于广西边境地区2000年、2010年、2018年3期土地利用遥感监测数据,识别18年间土地利用转型和生态系统服务价值的动态演变过程,结合改进的交叉敏感性系数探讨了广西边境地区生态系统服务价值对土地利用转型的敏感性程度。结果表明:(1)2000—2018年广西边境地区土地转型前期平缓,后期剧烈,耕地向建设用地、水域的转移是主要的转型驱动因素;(2)2000—2018年ESV呈现出先增后减的态势,地均ESV高值主要集中于防城区、宁明县南部以及那坡县南部生态环境本底优越的一带,地均ESV低值出现在宁明县北部、龙州县、大新县以及靖西市的中心城区生态系统较为薄弱的岩溶地区;(3)耕地、林地、水域与其他地类相互转型对生态系统服务功能影响较为敏感,其中最敏感的是林地与建设用地的转型,草地、未利用地与其他地类的转型缺乏敏感性。(4)生态敏感性空间演化分异特征显著,耕地与建设用地高生态敏感性重点分布在东兴市、宁明县、龙州县、靖西市,林地与建设用地高生态敏感区主要分布在防城区和东兴市主城区、凭祥市以及靖西市北部等重要的贸易出口通道。研究结果可为优化边境国土空间格局,实现生态服务功能的提升提供科学指引。     

渭河水沙变化及其影响因素分析

渭河是黄河的一条多泥沙支流 ,1970年之前每年向黄河输送泥沙 1 85亿t。渭河具有水沙异源的特点 ,泥沙主要来自南河川站以上地区 ,径流主要来自南河川站至咸阳站区间流域。 1970～ 1996年 ,流域内水利水保措施年均减水2 5 5亿m3 ,年均减沙 0 6792亿t,发挥了重要的蓄水拦沙和削洪作用。流域内人类活动有使泥沙增长的势头     

陕西省关中地区农田生态系统碳源/汇估算

运用改进的CASA(carnegie ames stanford biosphere)模型,基于化肥、农膜、农地翻耕、农机运用4类主要碳排放,结合2010年相关遥感数据和统计数据,以县(区或市)为单元对陕西省关中地区农田生态系统碳吸收、碳排放及净碳汇进行了测算。结果表明:(1)研究区碳吸收总量约为6.44×106 t,其中6,7,8月为碳吸收高值月,12,1,2,3月为碳吸收低值月。碳吸收量高于2.0×105 t的县(区或市)分布在宝鸡市北部,咸阳市西部,渭南市中部和西南部。(2)研究区碳排放总量约为1.41×106 t,农用化肥为主要碳排放源,约占89%。碳排放量超过6.00×104 t的县(区或市)分布在渭南市中部、咸阳市中部偏南。(3)研究区净碳汇总量约为5.03×106 t,各县(区或市)净碳汇量均为正值。净碳汇总量超过2.00×104 t的县(区或市)主要分布在关中地区西北部。     

渭河水文情势变化评估及归因分析

河流水文情势关系着河流生态健康,对河流生态系统的完整性和稳定性具有重要影响。采用线性回归法、Mann-Kendall法、累积距平法及双累积曲线法分析了渭河流域咸阳、华县与状头3个水文站径流变化特征(1965—2018年),结合IHA-RVA法综合评估河川径流水文指标改变程度,揭示了人类活动对水文情势的影响。结果表明：1965—2018年渭河主干及子流域北洛河流域年径流量呈显著减少趋势(p<0.05),干流咸阳和华县站年径流减少速率分别为5.5×10⁷ m³/a和6.8×10⁷ m³/a,北洛河状头站年径流减少速率为8.0×10⁶ m³/a;咸阳和华县站年径流量突变年份均为1993年,状头站年径流量突变年份为1994年。对比突变前后水文指标变化程度,咸阳、华县与状头站水文整体改变度分别为48%,46%和50%,为中度改变。流量变化改变率及频率改变最为显著,水利工程与水土保持措施是河川水文情势变化的主因。研究结果可为流域水资源可持续利用与水土保持措施合理...     

应用土壤质地预测干旱区葡萄园土壤饱和导水率空间分布

田间表层土壤饱和导水率的空间变异性是影响灌溉水分入渗和土壤水分再分布的主要因素之一,研究土壤饱和导水率的空间变化规律,有助于定量估计土壤水分的空间分布和设计农田的精准灌溉管理制度。为了探究应用其他土壤性质如质地、容重、有机质预测土壤饱和导水率空间分布的可行性,试验在7.6 hm2的葡萄园内,采用均匀网格25 m×25 m与随机取样相结合的方式,测定了表层(0～10 cm)土壤饱和导水率、粘粒、粉粒、砂粒、容重和有机质含量,借助经典统计学和地统计学,分析了表层土壤饱和导水率的空间分布规律、与土壤属性的空间相关性,并对普通克里格法、回归法和回归克里格法预测土壤饱和导水率空间分布的结果进行了对比。结果表明:1)土壤饱和导水率具有较强的变异性,平均值为1.64 cm/d,变异系数为1.17;2)表层土壤饱和导水率60%的空间变化是由随机性或小于取样尺度的空间变异造成;3)土壤饱和导水率与粘粒、粉粒、砂粒和有机质含量具有一定空间相关性,而与土壤容重几乎没有空间相关性;4)在中值区以土壤属性辅助的回归克里格法对土壤饱和导水率的预测精度较好,在低值和高值区其与普通克里格法表现类似。研究结果将为更好地描述土壤饱和导水率空间变异结构及更准确地预测其空间分布提供参考。     

干热河谷冲沟发育区土壤细沟可蚀性及主要影响因素

为探明我国干热河谷区不同活跃程度冲沟不同空间部位土壤细沟可蚀性(Kr值)在不同近地表水文条件下的差异,在云南省元谋县选择不同活跃程度的冲沟,采集其不同空间部位(集水区、沟壁、沟床)的土壤样品,利用“V”形细沟模拟冲刷装置进行放水冲刷试验,流量设置为150,300,450,600,750,900 mL/min,分别进行排水、饱和、渗流3种水文状态的模拟试验。结果表明:(1)干热河谷冲沟发育区土壤砂粒含量明显高于粉粒和黏粒,占50%以上,土壤有机质(SOM)和全氮(TN)含量较低;(2)不同活跃程度冲沟土壤机械组成、有机质含量之间均存在显著差异,且随着冲沟稳定性增加,土壤砂粒含量呈逐渐降低趋势,土壤粉粒、黏粒、SOM、TN含量则呈不同程度的增加趋势;(3)在不同近地表水文状态下,土壤Kr值(s/m)均随冲沟稳定性的增加而呈递减趋势,表现为Kr(活跃型)>Kr(半稳定型)>Kr(稳定型),而不同活跃度冲沟土壤临界剪切力τc值之间具有一定差异性,但无明显规律;(4)冲沟不同部位土壤Kr值之间也具有显著的空间异质性,表现Kr(集水区)相似文献   

不同底栖生物扰动对沉积物渗透性的影响

[目的]探讨不同生物扰动对沉积物成分、粒径分布和渗透性的影响,为河流污染治理与潜流带修复提供科学依据。[方法]通过室内模拟沉积物中摇蚊幼虫(Chironomid larvae),颤蚓(Tubificid)和尖膀胱螺(Physa acuta)的生物扰动过程,研究不同底栖生物扰动对河流潜流带沉积物渗透系数的影响。[结果]混合生物组中,摇蚊幼虫和尖膀胱螺组合为渗透性能加强最大的一组。生物扰动作用通过改变沉积物的物理特性促使其结构疏松,孔隙增大,从而对沉积物颗粒粒径大小和分布区域产生明显干预作用,从而影响沉积物的渗透性。摇蚊幼虫对沉积物成分变化及粒径分布影响最大,使沉积物渗透性增强;颤蚓的淤塞作用主要发生在水-沉积物界面以下3~9cm,导致渗透性减弱;尖膀胱螺对沉积物粒径分布的影响不明显。[结论]在同一沉积物环境条件下,单一物种组中摇蚊幼虫和尖膀胱螺对沉积物的渗透性呈促进作用,摇蚊幼虫的促进效果比尖膀胱螺更显著,颤蚓对沉积物渗透性呈削弱作用。