崩岗崩积体坡面糙度及其与侵蚀方式的耦合影响研究

崩岗崩积体是崩岗的主要沙源地。基于人工模拟降雨试验及三维激光扫描技术,研究崩岗崩积体坡面侵蚀过程。研究表明:利用三维激光扫描的点云数据能定量分析降雨前后坡面水蚀特征。全坡面及各坡位均为片蚀总量大于细沟侵蚀总量,但各坡位的侵蚀强度有所差异,其细沟侵蚀强度由大到小表现为下坡、中坡、上坡,片蚀强度由大到小表现为上坡、中坡、下坡。坡面空间糙度由大到小大致呈现下坡位、中坡位、上坡位,坡面侵蚀方式可影响坡面糙度值及变化趋势,而坡面糙度亦能影响各侵蚀方式的侵蚀强度。整个降雨时段内全坡面侵蚀量最大、产沙量次之,沉积量最小,受坡面糙度变化影响,全坡面侵蚀、产沙量均呈现递减趋势。而上坡位的侵蚀、产沙量无明显变化,中、下坡位的侵蚀、产沙量呈对数减小趋势。此外,除上、下坡位沉积量间存在显著差异外,各坡位间侵蚀量、产沙量均无显著差异。     

东江干流河水的来源、水质及水资源保护

为了解东江河水的来源和水质状况，沿东江干流采集河水样品，分析河水中的主要离子浓度以及氢和氧的同位素比。结果表明，河水氢同位素比（6D）为一48．9‰～-39．8‰，氧同位素比（δ^18O）为-6．3‰～-5．7‰。根据氢氧同位素的相关关系，以河源市和汝湖镇为界，将研究范围内的东江干流分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ段。Ⅰ段和Ⅱ段河水主要来自流域内的大气降水，由于河水与含有较高氧同位素比的岩石发生氧元素交换，使Ⅱ段河水呈现氧同位素漂移。Ⅲ段河水主要来自象头山和罗浮山山区的降雨并通过地下水补给。由于河水本身的稀释作用，东江河水中各离子浓度很低。人类活动相对频繁的东江下游的离子总量远大干上游和中游地区，说明人类活动对东江河水存在着潜在的影响。东江河水的污染来源可分为点源污染和面源污染，针对这两种污染分别提出了相应的措施。另外，香港饮用水与北部山区的地下水有密切关系，为保持香港水源的良好水质，应把保护北部山区的地下水列为战略重点。     

华北典型山区坡地径流的退水过程研究

通过位于北京市怀柔区东台沟的华北山区典型坡面径流场内人工模拟降雨实验,分别讨论了地表径流、壤中流和基岩风化带出流共3层的退水特征,三者比较结果表明,壤中流最早开始退水,其退水历时最长,流量最小;地表径流的退水一般受降雨和地形地貌的影响,雨停后迅速消退;基岩风化带出流通常在地表径流退水的后半段开始.影响因子分析表明,降雨历时与地表径流的退水流量呈幂函数变化趋势;雨强与地表径流的退水流量呈对数变化趋势;雨强与壤中流和基岩风化带出流的退水流量之和呈线性变化趋势.雨强还影响退水流量在总径流量中的分配比例.地表径流、壤中流和基岩风化带出流的退水流量分别占总流量的7.8%、1.7%和5.9%.当雨强1.5 mm/min时,随雨强增加地表径流退水量的比例呈直线增加趋势,雨强2 mm/min时地表径流退水量所占比例反而下降.基岩风化带出流的退水流量所占比例呈幂函数逐渐下降的趋势,壤中流的比例一直较小.计算结果表明,该区退水常数可以分地表径流退水和壤中流-基岩风化带退水共2层,其值分别为0.75和0.94这一结果为进一步研究坡面水文过程乃至流域的退水过程提供了参数.      

矿山废水灌溉区农田土壤N2O的产生及释放机制研究

农田系统是温室气体N₂O的主要排放源，目前对酸性矿山废水（acid mine drainage，AMD）灌溉影响下，农田土壤剖面N₂O的来源识别、转换机制及其控制因子缺乏深入研究。本文选择广东省大宝山矿区下游沿岸水稻田和甘蔗田两种典型农田，针对酸性矿山废水灌溉区（上坝村）和天然来水灌溉区（连心村），对土壤理化性质、重金属含量及包气带N₂O浓度、同位素特征值进行了测定，定量计算了硝化和反硝化作用对土壤中N₂O的贡献比和N₂O转化为N₂的还原比，评价了其相关影响因素。结果表明：在AMD影响下，灌区农田土壤剖面N₂O浓度均高于同种作物类型天然来水区土壤，同种灌溉处理下甘蔗田土壤N₂O浓度高于水稻田。甘蔗田表层土壤（0~30 cm）反硝化作用对N₂O产生量的贡献比高于硝化作用，约71.29% N₂O由反硝化作用产生。AMD灌区甘蔗田土壤剖面中N₂O还原成N₂的比例随深度增加逐渐减小，在N₂O浓度峰值处仅有15.54% N₂O被还原成为N₂，而天然来水区N₂O还原成N₂的平均比率高达49.80%。这表明较弱的土壤N₂O还原能力导致较高浓度的N₂O残留在土壤中。相关性分析表明，AMD灌溉通过改变上坝村土壤的pH、重金属含量、含水率从而改变了土壤N₂O的来源途径及还原能力。组合同位素特征值溯源法有效地揭示了农田土壤N₂O的来源和AMD灌区土壤的潜在生态风险，为日后的治理修复工作提供了科学依据。     

再生水灌溉区农田包气带及地下水中硝酸盐分布特征及来源研究

本文通过对华北平原典型再生水灌溉区(河北省石家庄洨河流域)的包气带土壤、地表水和地下水进行采样分析,对硝酸盐在多种环境介质中的来源与环境行为进行了研究,识别了再生水灌溉区地下水硝酸盐污染来源,明确了不同灌溉条件对包气带土壤中硝酸盐迁移的影响。在受到城市再生水严重影响的洨河流域,地下水中的硝酸盐浓度分布范围在4.0 mg·L?1到156.6 mg·L?1之间,已经形成了距离河道2 km、深度70 m的硝酸盐高值区域,经过计算硝酸盐的垂向扩散速率为每年1～2 m。硝酸盐与氯离子的相关性表明,城市再生水是再生水灌溉区包气带、地表水和地下水中硝酸盐的主要来源。利用Geoprobe获取利用不同灌溉水农田土壤剖面样品,研究再生水对厚包气带NO3?-N垂向分布影响,再生水灌溉区和地下水灌溉区中包气带土壤的NO3?-N的平均含量为137.0 mg·kg-1和107.7 mg·kg-1,最高含量523.2 mg·L?1和725.9 mg·L?1,分别出现1.20 m和0.85 m深度,分布规律有着明显的差别。包气带土壤硝酸盐与氯离子的相关性分析表明,再生水灌溉区土壤硝酸盐主要来源于城市再生水,而地下水灌溉区可能来源于农田氮肥。地下水年龄和硝酸盐之间关系表明,地下水中1975年以前补给的硝酸盐浓度低于1975年以后补给,地下水硝酸盐污染与包气带氮入渗的历史过程密切相关。在华北平原特殊的地质水文背景下,农田面源污染对地下水的影响有限,但再生水灌溉区地下水硝酸盐污染的风险较高。     

华北地区农业用水现状及可持续发展思考

华北地区是我国重要的工农业生产基地,水资源短缺已成为该地区经济可持续发展的主要限制因子,尤其是华北平原东部地区,地下水严重超采,地下水位持续下降,水资源供需矛盾加剧.针对这种情况,首先分析了华北地区水资源现状和农业用水现状,并对华北地区的总的经济发展和农业发展进行了预测,在此基础上对华北地区农业需水量进行了估算;结合华北平原地区的多年节水农业研究结果,对华北地区农业需水的可持续发展进行了预算.估算结果表明运用综合的节水技术可以满足华北地区农业用水可持续发展的需要.     

太子河流域地表水和地下水硝酸盐污染特征及来源分析

地下水作为一种主要的饮用水和重要农业用水水源,其环境质量状况关乎人类健康、粮食安全与生态可持续发展。本研究对太子河流域地表水、地下水的NO-3-N污染状况进行了调查,并结合水化学与NO-3-N同位素对其来源进行了分析,探讨太子河流域地下水的水化学特征和硝酸盐污染状况,为理解该区域地下水的水化学组成特点和开展水环境质量评价提供理论依据。结果表明,太子河流域地表水氮主要以NO-3-N的形式存在,占总氮78.38%,浓度为0.75~6.40 mg·L-1,从上游到下游其含量变化趋势为先上升后下降,在S6采样点达到最高值6.40 mg·L-1;地表水中NO-2-N所占比例仅为0.78%,且沿河流变化较小;由于施用化肥肥料和有机氮的矿化作用,下游地表水Cl-浓度和NH4+含量增高。太子河流域地下水NO-3-N浓度普遍高于地表水,NO-3-N浓度为0.57~55.78 mg·L-1,平均20.26 mg·L-1;NO-2-N浓度为0~0.04 mg·L-1,平均0.017 mg·L-1。太子河流域地下水的NO-3和NO-2污染状况较重。NO-3-N同位素结果显示,地表水的δ15N为-0.74‰~13.27‰;上游NO-3-N主要来源于土壤有机氮矿化,中下游受农业化肥和人畜粪便共同影响。地下水δ15N为5.7‰~17.5‰,受人类活动影响较大,人畜粪便堆肥和农业化肥的渗漏是主要影响因素。     

南方红壤区崩岗侵蚀及其防治研究进展

崩岗侵蚀威胁区域生态安全,是当前土壤侵蚀研究领域所关注的热点和难点。文章首先简要回顾了崩岗侵蚀的研究历程,介绍了崩岗的组成要素。随后重点从崩岗侵蚀类型、崩岗空间分布特征、崩岗发育阶段及形态特征、崩岗侵蚀驱动因素、崩岗侵蚀防治措施等方面总结了崩岗侵蚀及防治的研究现状与进展,探讨了当前崩岗研究的薄弱之处。并在此基础上,提出了崩岗水力重力侵蚀的耦合机理、崩岗发育与区域地貌发育的关系、崩岗产生及发育指标的建立、崩岗防治机理及其评价标准的建立等有待深入研究的问题。     

珠江三角洲小流域地下水化学特征及演化规律

珠江三角洲地下水环境日益恶化,已成为制约经济社会发展的重要因素。以珠海市具有典型特征的闭合小流域作为研究对象,分旱、雨两季采集地下水分析主要离子及D、18O同位素,全面系统地研究了地下水水化学的时空变异特征与演变规律。结果表明：研究区内地下水主要受大气降水及附近地表水体渗透补给,以蒸发及地下水径流排泄,季节变化对区域内水化学空间变异性影响较小。沿地下水流方向（补给区-径流区-排泄区）,地下水化学类型主要从Ca-Na（Mg）-HCO3型向Na-Cl和Na-K-HCO3-CO3型演化,风化-溶滤、离子交换、海陆交互作用是控制当地地下水质演变的主要水文化学过程。     

太行山低山丘陵区坡地人工刺槐林降雨入渗及造林技术研究

对太行山低山丘陵区坡地人工刺槐林降雨入渗及造林技术研究结果表明,降雨后短时间内(10~30cm)上层剖面水势很快由初始值增至最大值,当降雨停止后水势逐渐降低。随入渗进行而下渗锋面向下扩展,水势分布曲线由较陡直逐渐变为相对平缓。降雨初期有林地入渗速率慢于无林地,随降雨进行有林地入渗锋前移速率明显快于无林地,有林地植被及枯落物的存在阻缓了地表径流和壤中侧向流,增加了垂直一维入渗。