横坡垄作下雨型对褐土坡面细沟侵蚀过程的影响

雨型对细沟侵蚀过程起关键作用,而横垄坡面具有独特的细沟侵蚀特征。为定量研究雨型对横垄坡面细沟侵蚀过程的影响,以褐土横垄坡面为研究对象,设计了降雨动能、降雨量和平均雨强相同的4种雨型,采用可同时调节垄向和坡面坡度的土槽进行模拟降雨,分析了各雨型下细沟发育形态、产流产沙特征和细沟水流的水动力特性等。结果表明:雨型间细沟沟头溯源、沟壁崩塌和沟底下切侵蚀速率的不同导致细沟形态具有明显差异,增加-减弱型、减弱-增加型和减弱型的沟宽和沟深较增加型分别增加158.8%和38.9%,115.7%和-27.8%,21.6%和-33.3%,相应宽深比的增加率分别为14.9%,60.4%,82.6%。雨型间的细沟径流量和侵蚀量均差异显著,径流量为增加-减弱型>减弱-增加型>减弱型>增加型,而侵蚀量为增加-减弱型>减弱型>减弱-增加型>增加型。4种雨型下产沙率与径流率之间均符合幂函数关系,但增加-减弱型、减弱型和减弱-增加型方程中的指数较增加型(0.54)分别增加2.52,2.46,1.46倍。雨型间差异最大的水力学参数为雷诺数,侵蚀动力参数则为水流功率;增加-减弱型、减弱-增加型和减弱型的雷诺数和水流功率较增加型分别显著增加107.0%和106.8%,42.2%和41.9%,16.6%和16.7%。研究结果有助于深入理解横坡垄作对坡面细沟侵蚀过程的作用机制,并为横坡垄作措施的合理利用提供依据。     

河西绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀特征的影响

为研究河西绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀的影响,通过春小麦田间试验,设置免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒4种保护性耕作处理,以传统耕作为对照,分析了河西绿洲灌区不同保护性耕作措施对田间输沙量、风蚀深度、风蚀物粒径组成、风速的影响。结果表明：0~30 cm高度输沙量能敏感地反映不同耕作措施之间输沙量的差异。与传统耕作相比,免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒处理0~30 cm高度输沙量分别减少17.4%~46.7%、21.7%~45.2%、24.7%~48.2%和10.7%~42.4%。风蚀深度传统耕作为1.22~1.44 mm,4种保护性耕作处理均为0 mm。与传统耕作相比,保护性耕作处理风蚀物粒径组成无显著变化,但<0.063 mm细粒占比有减小趋势。立茬处理20 cm高度风速显著降低24.1%~39.5%,其他保护性耕作措施风速降低不显著。综上所述,河西绿洲灌区不同保护性耕作措施能不同程度地抑制土壤风蚀,立茬处理是相对较优的保护性耕作措施,适宜该地区推广应用。     

深圳茅洲河下游沉积物中多环芳烃来源分析与生态风险

为研究茅洲河沉积物中多环芳烃的来源与生态风险,于2016年8月采集茅洲河柱状沉积物9根,使用GC-MS分析了16种多环芳烃(PAHs)。结果表明,沉积物中ΣPAHs范围为:453.7～998.1 ng·g-1,平均含量为708.3 ng·g-1,呈入海口与上游浓度较高、中下游浓度相对较低的分布特征。0～0.5 m层、0.5～1.0 m层和1.0～1.5 m层16种多环芳烃浓度分别为(855.4±81.3)、(739.7±70.3)ng·g-1和(570.3±54.2)ng·g-1。多环芳烃环数呈4环5环6环3环2环变化趋势。茅洲河0～0.5 m沉积物中多环芳烃主要来自于草、木和煤等燃烧源的不完全燃烧,0.5～1.0 m层主要来源于不完全燃烧和混合来源,1.0～1.5 m层主要来源于混合源,其次为燃烧源,且出现了石油源。研究区内沉积物中苯并(b)荧蒽(BbF)、苯并(k)荧蒽(BkF)、茚并(1,2,3～cd)芘(IcdP)和苯并(g,h,i)芘(BghiP)在各点位均有检出,因而可能会对生物产生毒害作用,其余组分在各采样点的含量均低于有效应区间低值(ERL),对生物几乎无毒副作用或毒副作用不明显,生物有害效应概率10%。     

阿哈水库柱状沉积物中重金属分布特征及潜在生态危害风险评价

阿哈水库是贵阳市重要的饮用水源地,及时掌握其沉积物中重金属的污染现状和存在的潜在生态风险具有非常重要的现实意义。本文对阿哈水库库区4个采样点的柱状沉积物中重金属铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)、镍(Ni)6种毒性重金属进行了检测分析。结果表明,6种重金属含量在空间分布上有显著差异。在水平方向上,库心沉积物中的Cu、Cr和Pb含量最高,南郊水厂取水口的Zn和Cd含量最高,金钟河和游鱼河入库口沉积物中的6种重金属含量都相对较低。垂直方向上,南郊水厂取水口和库中心这两个采样点中Cr、Pb、Cu、Ni、Zn、Cd6种重金属峰值均出现在10-15 cm处。Zn、Cu和Pb平均含量都超过背景值,Cd富集系数最高,污染最严重。同时,潜在生态风险评价结果显示,水库沉积物重金属潜在生态危害风险从大到小依次为Cd,Cu,Pb,Ni,Zn,Cr,Cd是生态风险贡献因子,阿哈水库沉积物重金属总体上还是存在轻微的生态危害风险及处于轻微的污染状态。     

模拟降雨条件下地表起伏对产流产沙的影响

揭示地表起伏形态对产流和产沙的影响及作用机理,为蓄水保土、调节径流和控制径流提供参考依据。通过野外人工模拟降雨试验,在3种降雨强度(60,90,120 mm/h)下,分析了5种起伏的地表(单凸起、单凹陷、凹凸相间、凹凸相连、光滑)坡面的产流产沙情况。结果表明:(1)在3种雨强下,5种地形的初始产流时间表现为:光滑地表单凸起地表单凹陷地表凹凸相间地表凹凸相连地表,且产流越早的地表其产流量和径流系数也越高;(2)在3种雨强下,5种地表的次降雨产沙量和产沙强度由小到大依次为:凹凸相连地表凹凸相间地表单凹陷地表光滑地表单凸起地表,产沙强度越大的地表其产沙过程越不稳定;(3)与光滑地表相比,地表凸起会加剧土壤流失,地表凹陷会减轻土壤流失,且凸起和凹陷组合的地表其减轻土壤流失的效应更显著;(4)降雨强度的增大会削弱不同地表起伏对产流产沙的影响。研究结论为地表起伏类型对坡面产流产沙有重要影响,光滑地表最易产生径流,凸起地表土壤流失最严重,凹凸相连地表蓄水保土效益最好。     

洞庭湖水系水沙特性及参数间的相关性研究

研究洞庭湖水文泥沙参数间的相关性,分析泥沙的冲於演变规律,为正确评价洞庭湖的淤积特性和江湖淤积的有效治理提供理论支撑。基于湘潭站等9座重要水文站2002-2016年间的水文泥沙监测资料,系统梳理洞庭湖水系的水沙特性及水文泥沙参数间的相关性。研究表明:松滋西河、澧水和洞庭湖2016年的年径流量相比2002年增大0.3%～16.2%,其他河道降低2.9%～34.2%;资水的泥沙中值粒径2002-2016年降低57.1%,其他河道增大26.7%～300%;资水和洞庭湖2016年的年均含沙量、年输沙量相比2002年分别增大21.5%～22.2%、5.7%～40.6%,其他河道分别降低13.6%～82.9%、6.7%～88.8%;参数间相关性由强到弱排序为年均含沙量-年输沙量、年径流量-年输沙量、年径流量-年均含沙量、年均含沙量-中值粒径、年输沙量-中值粒径、年径流量-中值粒径;东、南洞庭湖入湖泥沙量和淤积量在时序上分别下降29.9%、144.73%,出湖泥沙量、排沙比分别增大55.72%、113.7%;西洞庭湖入湖泥沙量、出湖泥沙量、淤积量、排沙比在时序上降低24.06%～88.24%。三峡水库蓄水拦沙的作用降低了洞庭湖的入湖沙量、淤积量,增大了排沙量和排沙比,有利于洞庭湖寿命的延长。     

暴雨条件下紫色土区玉米季坡耕地氮素流失特征

【目的】研究暴雨条件下,川中丘陵紫色土区坡耕地玉米全生育期土壤侵蚀及氮素流失规律,为研究区氮素流失预测和有效防控提供科学依据。【方法】采用人工模拟降雨与径流小区相结合的方法,在玉米苗期（5月1日）,拔节期（5月26日）,抽雄期（6月27日）和成熟期（8月4日）进行模拟降雨,结合川中丘陵紫色土区夏季暴雨多的特点,开展降雨强度为1.5 mm·min^-1,坡度为15°条件下地表径流、壤中流和侵蚀泥沙中氮素流失特征的研究。【结果】（1）玉米各生育时期地表径流产流率和产沙率总体表现为随降雨时间延长而呈增加的变化趋势,地表径流产流率和产沙率均表现苗期最高,抽雄期最低;壤中流产流率则表现为抽雄期最高,成熟期最低。（2）玉米各生育时期地表径流中总氮流失率随降雨时间延长而呈增加,在降雨36 min后基本趋于稳定,总氮和可溶性总氮流失率均在玉米苗期最大,平均值分别为5.24和4.74 mg·m^-2·min^-1;玉米全生育期地表径流中硝态氮流失率则在降雨30 min后基本稳定,铵态氮流失率呈现波动性,硝态氮和铵态氮流失率均在玉米拔节期最大,平均值分别为3.90和0.14 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期地表径流中总氮,可溶性总氮和硝态氮流失量与地表径流量呈现极显著线性关系。（3）壤中流中总氮流失率在玉米各生育时期随降雨时间延长缓慢增加,壤中流中可溶性总氮和硝态氮流失率在玉米苗期、拔节期和成熟期变化趋势与总氮一致,而铵态氮流失率在玉米全生育期呈现波动性;总氮,可溶性总氮,硝态氮和铵态氮流失率均在玉米拔节期最大,平均值分别为25.04、20.34、16.20和0.22 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期壤中流中总氮,可溶性总氮和硝态氮流失量与壤中流量呈现显著线性关系,且均在玉米拔节期表现为斜率最大。（4）玉米各生育时期侵蚀泥沙中氮素流失率均随降雨时间延长而增加,但在玉米苗期表现为增幅最大,平均值为0.92 mg·m^-2·min^-1。在玉米全生育期,侵蚀泥沙中氮素流失量与侵蚀泥沙量呈现极显著线性关系。（5）地表径流中不同形态氮素流失量均在玉米苗期和拔节期最大,壤中流中总氮流失量则在玉米拔节期和抽雄期最大,侵蚀泥沙中氮素流失量在玉米苗期最大。壤中流为研究区坡耕地氮素流失的主要途径,占氮素流失总量的64.07%-83.39%。可溶性总氮为径流中氮素流失主要形态,以硝态氮为主要形态。【结论】1.5 mm·min^-1降雨强度下,地表径流和壤中流中总氮流失量分别在玉米苗期和拔节期最高,可溶性总氮和硝态氮流失量均在拔节期最高,存在水体富营养化潜在风险,控制苗期地表径流量和拔节期壤中流量可减少该区域氮素流失量。     

赤泥与粉煤灰固稳疏浚底泥磷的研究

底泥疏浚是解决水体富营养化的重要举措之一,如何有效处理疏浚底泥已经成为亟待解决的难题。土地利用是有效吸纳疏浚底泥的方法之一,但却存在营养元素尤其是磷元素容易流失的问题。以铝业矿渣赤泥和煤燃烧副产物粉煤灰为原料,将其用于疏浚底泥中磷的固稳,考察了疏浚底泥的性质、固稳剂对疏浚底泥pH的影响、固稳时间以及固稳剂添加量对磷浸出量的影响。结果表明:疏浚底泥的pH随着固稳剂添加量的增加而升高,磷的浸出量随着固稳时间的延长而降低;对于掺混赤泥的疏浚底泥,磷的浸出量随着赤泥添加量的增加而增加,而对于掺混粉煤灰或赤泥与粉煤灰等量混合的疏浚底泥,磷的浸出量随着固稳剂添加量的增加而降低。粉煤灰或赤泥与粉煤灰等量混合作为固稳剂均能够有效固稳疏浚底泥中的磷。     

东雷抽黄引水灌区退水对干渠减淤的影响

【目的】分析东雷抽黄引水灌区渠系泥沙淤积问题,探讨通过加大干渠输水流量以减少渠道淤积的可行性。【方法】利用东雷抽黄灌区总干渠的泥沙淤积实测资料,对水沙输移数学模型进行验证,再依据典型年份不同灌季不同时段引水含沙量高低情况,拟定了加大渠道输水流量的多种方案,对不同方案情况下渠道的冲淤过程及减淤量等进行数值模拟计算。【结果】减淤量和抽水费用等的计算结果表明,减淤效果最佳的方案是春灌期间含沙量较低时段加大渠道输水流量,该方案的减淤率为59.63%,减淤耗水费用为9元/m~3,较人工清淤费用(50元/m~3)节省成本82%。【结论】在春灌或夏灌含沙量较低时段,利用退水渠加大干渠输水流量减少渠道淤积在技术上是可行的,经济上也是合理的。     

海洋放线菌Streptomyces sp. HNWSW-49的次生代谢产物研究

对1株具有抗芒果炭疽病菌活性的海口湾海泥来源放线菌Streptomyces sp.HNWSW-49发酵液的化学成分进行研究。采用多种色谱技术对化合物进行分离纯化,以波谱数据确定化合物的结构。从来源于海口湾海泥的放线菌Streptomyces sp.HNWSW-49发酵液的乙酸乙酯提取物中分离鉴定了7个含氮化合物,分别为:环-(苯丙-丙)二肽(1),环-(亮-甘)二肽(2),环-(苯丙-缬)二肽(3),环-(羟脯-苯丙)二肽(4),N-(2-苯基)乙酰胺(5),β-腺苷(6),和2-哌啶酮(7)。所有化合物均为首次从该放线菌中分离得到,其中化合物6为首次从微生物中分离得到。