固磷试剂强化湿地基质吸附磷的研究

湿地中基质的吸附与转化是磷去除的主要途径,强化湿地基质对磷的吸附能力是提高磷去除率的关键所在。研究以云南罗时江河口湿地的基质为实验对象,考察了三种固磷试剂(FeCl3、AlCl3、CaCl2)对基质磷吸附性能的强化效果。结果表明,FeCl3和AlCl3的施用比CaCl2更明显有效地增加了基质磷的吸附能、最大吸附容量、最大缓冲容量,同时更大幅度地降低了基质磷平衡浓度(EPC0),从而赋予基质更强的从水相中吸附磷的能力。在同处最低使用剂量时,投加FeCl3降低EPC0值的幅度大于AlCl3,而AlCl3对其他吸附参数的提升高于FeCl3。     

泾河流域陕西段水环境容量估算和分配模型研究

非点源污染河流的水环境容量研究对其污染物总量控制具有现实意义。采用输出系数法计算年投放量和年入河量,对年入河量进行按月分配,通过河流输入—输出平衡关系计算研究河段的月自净水量。结果表明:按照水环境功能区划中Ⅲ类水质的要求,泾河流域陕西段总氮全年超标,流域内各污染源的总氮投放量均需削减,削减总量达到3 191.891 1t;按照污染源削减量分配结果,土地利用类型是总氮污染削减量最大的(1 294.239 6t),而畜禽养殖是削减比例最大的污染源(47.76%)。从污染源的时间分配来看,降水量大的丰水期是污染物削减量最大的时期,各污染源的削减量随着降水径流的增大而增大,说明降水径流是造成泾河流域陕西段总氮污染的限制性因子。     

煤矸石酸性水释放对土壤重金属化学行为的影响

利用微波消解法和Tessier的5步连续提取法分析测定了韩城燎原矿区高硫煤矸石堆放场不同深度土壤的9种重金属含量和不同赋存形态,并结合重金属分配系数分析了它们的释放迁移能力。结果表明,堆放场土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Sn、V、Zn的均值皆超过远离堆放场土壤背景值和中国土壤背景值,其中以As、Cd、Zn为最显著。在不断接受煤矸石堆放场雨水淋溶释放的酸性水入渗条件下,污染土壤中重金属的生物有效性和迁移性为:CdZnNiSnPbCuAsCrV。由于受到土壤含水率和有机质的影响,在土壤40—60cm范围内,重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn释放迁移能力为最弱。酸性水入渗对As、Cd释放迁移能力影响较小,而对Cd释放迁移能力影响较大。     

基于CROPWAT的泾惠渠灌区玉米和棉花灌溉需水量时空分布研究

基于泾惠渠灌区30a的气象资料,采用CROPWAT模型分析了泾惠渠灌区作物蒸发蒸腾量及灌溉需水量的变化,并运用SPSS软件,计算了灌区作物需水量与气象因子的相关系数。分析表明:玉米蒸发蒸腾量平均值为524.33mm,蒸发蒸腾量高峰期出现在7月中旬到8月下旬;棉花蒸发蒸腾量平均值为869.13mm,峰值出现时间与玉米一致;灌区玉米在抽雄-开花期灌溉需水量为130.12mm,籽粒形成-乳熟期灌溉需水量为359.32mm,9月下旬以后,灌溉需水量下降;棉花生育期需水量空间分布比较均匀,平均值为869 mm,整个灌区灌溉需水量平均值为453.6mm,棉花苗床期灌溉需水量开始增加,花铃期达到最大值,吐絮期灌溉需水量减小;灌区作物需水量与气温呈正相关,与降水呈负相关,与风速和相对湿度相关性较小,与日照时数相关性较大。     

渭河生态水文联系变异分区研究

【目的】对生态水文联系分区以表征不同空间范围内的变异情势,进而为流域生态水文联系的良性维持提供理论支撑。【方法】统计渭河流域21个站点水文序列的水文改变指标(IHA),应用变化范围(Range of Variability Approach,RVA)法对其不同时间段的生态水文联系改变程度进行评估,并分析其空间分布规律。基于IHA构建分区指标体系,依据不同站点的生态水文联系变异程度,运用层次聚类法进行分区,并与主成分分析结果进行对比以验证其合理性。【结果】依据渭河流域内各站点的生态水文联系变异情况,将渭河流域划分为强烈变异区、中度变异区与轻度变异区3个变异区,不同分区可反映其生态水文联系综合变异的变异情势。根据各分区内的主导变异成分,可将3个分区再细化成5个变异小区,在强烈变异区中,将高、低脉冲流量和丰水期流量为主导变异成分的站点划为强烈变异区Ⅰ,极端流量和流量变化率为主导变异成分的站点划为强烈变异区Ⅱ;在中度变异区中,将高、低脉冲流量和流量变化率为主导变异成分的站点划为中度变异区Ⅰ,将最小极端流量、高脉冲流量和丰水期流量为主导变异成分的站点划为中度变异区Ⅱ;由于轻度变异区各主导变异成分均较轻,故未进一步细分。基于层次聚类法的生态水文联系的变异分区结果较为合理,与主成分分析结果基本吻合。【结论】各变异分区可表征不同分区的综合变化强度和主导变异成分,通过该分区可基本了解渭河流域不同区域河流生态水文联系的变化情况。     

潜水非稳定渗流边界条件处理方法研究

针对潜水非稳定渗流的边界问题,以河间地块模型为例,研究不同边界位置条件下各时刻地下水渗流过程。结果表明,渗流场在未波及到假定的最小边界时,不同河流间距下地下水渗流过程相同;渗流场波及到边界时,相同地段累积差存在不为0的值,地下水渗流过程不完全相同。并结合研究区存在一个未知边界时况,将其应用于实际工程中。     

陕西交口抽渭灌区灌溉对土壤和地下水的影响研究

以陕西交口灌区为例,研究了铬、砷污染物在农田生态系统中的分布、污染现状,预测了灌溉对灌区土壤和地下水的影响,从而为灌区水土环境污染防治途径研究提供依据。研究结果表明:渭河水作为灌溉水源,对农业生产还没有产生污染;交口灌区的地下水中铬( )已有超标现象;从灌区土壤的测定结果看,铬、砷在灌区耕层已有累积趋势;灌区土壤中铬的总静环境容量远远大于砷;从灌区土壤铬、砷的现存容量看,当灌溉水中铬、砷含量不超出农灌水质标准的情况下,灌溉对灌区土壤中铬、砷的累积不会有影响。     

城市地下水溶解无机碳14C测年研究——以西安市地铁1号线为例

地下水测年是研究地下水更新、利用等过程的重要示踪技术.以西安市地铁1号线为例,介绍了地下水溶解无机碳(DIC)14C测年的样品前处理方法,并使用加速器质谱法进行测试.采用Vogel统计学校正方法对数据进行校正,7个地下水DIC-14C年龄数据表明西安市地下水潜水层主要有2个不同的补给源:东郊浐河附近以河流渗透补给为主,西郊以接受大气降水补给为主.     

陕西泾惠渠灌区植被变化及其与气候变化的关系

利用美国NOAA/NASA归一化植被指数(the Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据和英国CRU (Climatic Research Unit)全球气温降水数据,分析了1982-2006年陕西泾惠渠灌区年均植被和年均气温、年总降水的变化趋势,研究了植被变化和气温、降水变化的相关关系.结果表明,1982-2006年泾惠渠灌区植被(NDVI)呈明显增加趋势(0.1％/年,p＜0.05),年均气温也明显增加(0.085C/年,P＜0.05),但年总降水呈微弱减少趋势.年均NDVI与年均气温正相关(相关系数R=0.49,P＜0.05),但与年总降水的关系并不明显.气温增加导致生长期延长和泾惠渠合理提供植被用水是泾惠渠植被覆盖增加的主要原因.在月尺度上,月气温增加可为植被的生长提供更适宜的温度环境;月降水量增加可为植被生长提供更充足的水分,但当月降水量大于100 mm时,该月NDVI并无明显增加趋势.     

基于X-ray CT的古土壤孔裂隙识别与表征

[目的]对古土壤内部孔隙裂隙结构的形态、类型、孔径分布进行精确表征,为斜坡中古土壤水力学性质的研究提供重要依据。[方法]利用X-ray CT对泾阳南塬S5古土壤原状试样进行扫描,利用VG studio Max和AVIZO三维可视化软件,经过滤波处理、阈值分割、三维重建得到了三维可视化数字古土壤模型,计算了二三维孔隙度,基于形状因子提取了古土壤中孔隙和裂隙并进行分类,提出了各类空隙的孔径表征算法。[结果](1)古土壤中孔裂隙并存,在空间上具有显著的垂向性和空间异质性,在空间形态上可由形状因子(SF)区分为裂隙(SF40.18)、枝杈状孔隙(7.01SF≤40.18)、长柱状孔隙(2.0SF≤7.01)、椭球状孔隙(1SF≤2)和球状孔隙(SF≤1);(2)大孔隙度(等效直径大于100μm)为9.86%,占总孔隙度(41.18%)的23.94%,表明古土壤中以等效直径为100μm以下的孔裂隙为主;(3)孔径分布在0.1～5mm之间,以0.1～0.7 mm为主,而体积贡献率上以0.7～1.0 mm为主,裂隙最大开度5.1 mm。[结论]古土壤是一种以中小微孔隙为主,(特)大孔隙和(微)裂隙伴生的双重介质土体,X-ray CT和三维可视化重建技术为古土壤孔裂隙识别和表征提供了一种有效的途径。