乌梁素海冰封期冰-水中污染物空间分布特征及污染评价

【目的】了解乌梁素海冰封期污染物的分布特征及污染水平。【方法】于2017年2月初冰封期采集冰样和冰下水样,测试样品的TN、TP以及可溶态重金属Cd、Cr、Cu、Mn、Ni和Zn的质量浓度及分布特征,用单因子指数法和综合污染指数法对乌梁素海冰封期不同相态水体进行了环境质量评价。【结果】乌梁素海在冰封期结冰过程中,污染物由冰体向水体迁移;TP和TN是最主要的污染物因素;重金属分布高值区域出现在湖区南部、湖区出口处,低值区位于湖区中部与东北部;Cu元素和Zn元素个别点位达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类标准限值,应引起重视。【结论】结冰会使乌梁素海冰下水体污染加剧,利用该特殊效应,实现湖泊污染治理。     

包头市南海湖冰封期营养盐和叶绿素a时空分布特征研究

【目的】探究在冰封过程中营养盐及叶绿素a的空间分布以及营养盐与叶绿素a的相关关系。【方法】以包头市南海湿地中的南海湖为研究对象,分别在常温期和冰封期对南海湖内采样点的总氮、总磷、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、溶解性总磷、溶解性正磷酸盐及叶绿素a质量浓度及相关环境因子进行测定,并进行相关性分析。【结果】(1)南海湖中营养盐在时空分布上有一定规律,时间上有明显的季节性差异,空间上存在明显的区域性差异。季节性差异主要受自然因素的影响包括光照、温度;区域性差异主要受人为活动的影响。(2)冰封条件下Chl.a质量浓度与DIN、DIP、TN、TP、NH4+-N、NO3--N均呈显著正相关关系(P0.05),说明冰封条件下南海湖水体中营养盐量的高低在一定程度上影响着浮游藻类的增长。(3)结冰使污染物由冰向水中迁移,冬季温度低,污染物难以被降解,导致水质恶化。【结论】冰封期南海湖水体的N/P比平均值为11.38,判定水体富营养化的主控因子是P,因此在冰封期应严格控制含P污染源排入是南海湖水体富营养化的关键。     

膜下滴灌棉田盐分空间分布特征分析

为探索长期连作膜下滴灌棉田盐分高值区土壤盐分空间分布特征,采用经典统计学方法,根据北疆连作膜下滴灌棉田生育期内2016、2017、2018年土壤盐分监测数据,分析了膜下滴灌棉田土壤盐分不同土壤剖面的积累及变化特征。结果证明该研究区域内土壤含盐率逐年增大,且随时间推移,由非盐渍化土或轻度盐渍化土逐渐转化为中度盐渍化土,部分区域转化为重度盐渍化土,连续三年内各剖面土壤盐分均由北向南呈增大趋势;在水平方向上,盐分主要聚积在6、7、8剖面,垂直方向,0～20 cm土层土壤含盐率变化较大,土壤含盐率随土层的增加而增加,主要积累在80 cm以下土层。     

考虑气候分区的甘肃省干旱时空分布特征分析

甘肃省地处生态脆弱区,气候条件复杂,干旱发生概率高、范围广。为了更好地研究甘肃省干旱时空变化特征,综合考虑甘肃省气候类型和地理特征将其划分为4个气候分区（Ⅰ区,河西大陆性气候区;Ⅱ区,陇中北部季风气候区;Ⅲ区,陇南-陇中南部季风气候区;Ⅳ区,甘南高寒气候区）,并采用甘肃省26个国家气象站点的气象资料,计算其近60年（1960—2019年）的月、季和年尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI-1、SPEI-3、SPEI-12）,结合气候倾向率、Mann-Kendall突变检验、空间插值等方法探讨甘肃省近60年的干旱时空演变特征。结果表明：从时间变化角度看,不同时间尺度的SPEI均呈减小变化趋势,且随时间尺度的增大,SPEI波动幅度越小;在四季变化上,春、夏、秋季SPEI在甘肃省各气候分区都呈现在波动中下降的趋势,且下降趋势明显,表明干旱趋势显著,冬季SPEI在各气候分区呈现在波动中上升的趋势,表明有湿润化的趋势。从空间变化角度看,甘肃省Ⅰ区呈干旱减缓趋势,Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区呈干旱加剧趋势,且春季各气候分区干旱加剧趋势明显,夏、秋季次之,而冬季基本上都呈现干旱减缓趋势;甘肃省不同气候分区不同等级干旱发生频率分布差异大且不均衡,干旱频率由小到大依次为：特旱、中旱、重旱、轻旱。     

非灌期层状结构包气带含水率特征

包气带岩性、厚度和结构具有很强的时空变异性,包气带水分运移规律受其特征影响十分复杂。以野外钻孔和剖面调查为依据,总结了宁北灌区包气带岩性、厚度和结构特征;以3种典型层状结构包气带试验土柱为代表,探讨了非灌期层状结构包气带含水率特征。结果表明：(1)宁北灌区包气带岩性主要有粉砂、细砂、粉土、粉质黏土、黏土和砂卵砾石等;岩性结构既有单一岩性,又有上细下粗或者上粗下细的层状结构;(2)包气带厚度变化和结构特征受灌溉活动控制,包气带厚度整体上具有灌期小于非灌期的特点;(3)层状结构包气带土壤含水率在岩性界面处产生突变,当水分从细颗粒层进入粗颗粒层时,岩性界面处土壤含水率急剧减小,而由粗颗粒层进入细颗粒层时,岩性界面处土壤含水率急剧增大。     

Copulas函数在多变量干旱联合分布中的应用

以渭河流域西安站77年的月降水资料为例,采用7种单参数族Copulas函数,建立干旱特征变量之间的联合分布。经拟合优度评价,Plackett Copula函数对干旱历时和干旱烈度、干旱历时和干旱烈度峰值之间拟合程度最好;而Clayton Copula函数对于干旱烈度和烈度峰值拟合程度最好。分别应用这2种Copulas函数对西安站进行干旱特征变量之间的二维条件概率分布及组合重现期计算。结果表明,Copulas函数能较好的描述干旱特征变量间的联合分布;并且具有灵活性和应用范围广等特点,在多变量干旱特征分析中具有广泛的应用前景。     

重非水相流体在黄土中入渗与再分布试验研究

为研究重非水相流体在非饱和土壤中的运动过程,以四氯乙烯(PCE)为例,对其在重壤土和砂壤中的入渗与再分布规律进行了试验研究。结果表明,入渗结束后其含量和饱和度随着密度的增大而减小。在相同密度下,饱和度砂壤大于重壤土;Green-Ampt公式i=ic+b/I和Kostiakov经验公式i=Bt-n可以用来拟合PCE入渗速率、入渗量和入渗时间之间的关系,前者拟合最初入渗速率与累积入渗量关系情况较差,后者在较短或中等长度时间范围内入渗速率与时间的关系较好;随着再分布的进行,土体内PCE的饱和度降低。同一密度下,土体PCE含量砂壤大于重壤土;在入渗及入渗结束较短时间内,可以由幂函数形式描述,而随着再分布的继续进行,由对数函数拟合效果更好。     

基于Archimedean Copula的三维干旱特征变量联合分布研究

应用Archimedean Copula函数研究干旱特征变量的联合分布,为水资源决策者提供依据。以渭河流域西安站77年的月降水资料为例, 采用Archimedean Copulas函数建立干旱特征变量之间的三维联合分布模型。分别采用极大似然法和适线法进行参数估计,通过拟合优度评价选用Clayton Copula描述干旱历时,干旱烈度和干旱烈度峰值之间的联合分布,并计算条件重现期。结果表明, Copulas函数能够比较好的描述干旱特征变量间的联合分布;具有灵活性和应用范围广等特点。     

流道出射角对单一流道结构非旋转折射式喷头水量分布及均匀性的影响

为探索单一流道结构非旋转折射式喷头水量分布及均匀性与流道出射角之间的关系,以Nelson D3000型蓝色喷盘为本体,设计7个不同流道出射角(-45°、-30°、-15°、0°、15°、30°、45°)的喷盘,测试并分析了50kPa压力下的实际射流出射角和单流道水量分布,模拟了单喷头水量分布和3.0m喷头间距下的组合水量分布,并计算出组合均匀性系数。结果表明,实际射流出射角略大于喷盘流道出射角。当流道出射角由-45°增至15°时,射程增大2m,单流道径向点喷灌强度最大值降低59%,径向湿润范围增加91.94%,垂直于径向的水量分布更均匀,且单喷头喷灌强度峰值减小,组合喷灌强度最大值下降;但流道出射角继续增至45°,各水量分布反而不均。流道出射角为15°喷头的单流道水量分布、单喷头水量分布和组合喷头水量分布较好。组合均匀性系数随流道出射角的增加呈先增大后减小的变化趋势。     

基于遥感技术的达里诺尔湖湖面演化研究

为摸清中国北方寒旱区湖泊萎缩情况,以达里湖为研究对象,应用1999年,2001年,2003年,2007年及2010年的Landsat 5 TM影像资料,利用ENVI4.7与ArcGIS9.3软件对选取影像进行分析与处理,最终获取达里湖近10年的面积变化情况.结合达里湖所在地区的蒸发量与降雨量资料,分析湖泊面积发生变化的原因.结果表明:波段742的彩色合成图像地物色彩对比最为强烈,水面提取效果和实际最为相符,在达里湖水面进行提取时均以RGB=742的彩色合成图像为基础.达里湖湖泊面积近11年来总体呈现逐年递减趋势,从1999年的213.54到2010年的188.48km2,减少近25.06 km2,特别是2003年以后,湖面面积减少速度增快.通过对气象资料分析,达里湖区域蒸发量约为降雨量的1.8倍,造成湖泊面积萎缩的主要原因为连年干旱,蒸发量远大于补给量,此外,湖区周边的过度放牧引起的生态环境破坏也会造成达里湖湖泊面积萎缩.     

南四湖水体氮磷及叶绿素空间分布特征

研究分析了南四湖水体氮、磷、叶绿素a含量及空间分布特征。结果表明,南四湖水质主要参数在各湖区的分布存在明显的非均一性。南阳湖水体TN、DTN、NH4+-N、TP、DTP、PO43--P浓度均显著高于其他3湖区的,但独山湖、昭阳湖和微山湖水体不同形态氮、磷浓度间无显著差异;水体中DTN、NH4+-N与TN以及DTP、PO43--P与TP浓度呈显著相关;南四湖水体中叶绿素浓度的分布呈现出较大的差异,南阳湖水体叶绿素浓度最高、微山湖的最低,叶绿素a浓度与TN/TP比值、pH值间呈显著的对数负相关,与不同形态氮、磷及COD浓度间呈显著的对数正相关。     

乌梁素海水体中叶绿素a时空变化特征分析

使用乌梁素海的水体理化指标监测数据,分析了乌梁素海叶绿素a的时空分异特征,并同时分析其与水质因子关系.研究表明:乌粱素海叶绿素a浓度具有明显的时空分布特征,叶绿素a含量全湖变化在8.38～27.50mg/m3,在空间分布上,北部区>南部区、西岸>东岸,由北部区到南部区逐渐减小;在时间上,夏季>秋季>春季,叶绿素a浓度变...     

不同流速下湖泊水体重金属含量垂向分布特征

在室内水槽试验中模拟了沉积物的运动特征,通过不同流速、不同水深处重金属总含量以及溶解态重金属含量的试验测定,得到了不同流速、不同水深处Cu、Zn、Pb重金属含量和与沉积物距离的基本关系式。结果表明,水动力作用较强时,水体中溶解态Cu、Zn、Pb含量从底层水体至表层水体呈对数增长;鄱阳湖野外实测试验表明,不同流速、不同水深处Cu、Zn、Pb溶解态含量实测值与计算值的相对误差在±15%范围内,说明本试验装置操作性较强,所建关系式基本合理。     

低温时期查干湖水化学特征

对低温时期查干湖水体的水化学特征进行分析和研究。从布设在查干湖湖面的11个采样点的监测结果可知,低温时期,查干湖的pH为8.39～10.09,总硬度为40.03～71.28mg/L,矿化度为444.93～1 149.32mg/L;湖水中的阴离子以HCO3-为主,占阴离子总量的60.67%～82.13%,阳离子以Na+为主,占阳离子总量的83.52%～86.69%,其水化学类型为重碳酸盐钠组I型。查干湖所处地理位置、气候条件以及水文情况,导致查干湖矿化度较高。     

秸秆覆盖对季节性冻融期土壤水分特征的影响

以北方高寒区典型城市哈尔滨市为研究区域,通过冬季大田试验(试验周期2013-11-01—2014-04-30),设置自然无覆盖、覆盖秸秆厚度5、10、15 cm 4个处理,分别测定不同处理下20、40、60、100、140、180 cm深度土壤液态含水率以及气象数据,分析季节性冻融期秸秆覆盖对土壤水分变化特征的影响。研究结果表明:秸秆覆盖使0~60cm土层内液态含水率增加或减小的时间拐点发生延迟,随着秸秆覆盖厚度的增加其延迟效果越明显,但土壤冻结期的延迟效果比冻土融化期明显;秸秆覆盖阻碍了冻土融化初期融雪水入渗,使自然无覆盖处理液态含水率在20、40、60 cm土壤深度出现短暂的峰值,而在冻土融化末期秸秆覆盖抑制了土壤水蒸发,使各秸秆覆盖处理液态含水率在20、40、60 cm土壤深度又高于自然无覆盖。秸秆覆盖可有效平抑冻融期0~60 cm土层土壤液态含水率的变化幅度,且随着土壤深度的增加其平抑效果具有减弱趋势;积雪融水和秸秆覆盖的双重作用能够有效增加土壤墒情,但其增墒能力随着土壤深度的增加而降低,不同秸秆覆盖处理对0~60 cm土层的平均增墒能力由大到小排序依次为:15、10、5 cm。     

基于GIS空间分析的撂荒地空间分布特征研究-以重庆市璧山县大路镇为例

应用GIS空间分析方法研究撂荒地微观空间分布特征,为解决撂荒地提出了有操作性的对策;同时,采用GIS空间分析法和文献资料法对撂荒地空间分布特征进行了研究。研究结果:一是撂荒地主要分布在远离场镇、交通条件差、灌溉设施缺乏、坡度较大、土地肥力低的地方;二是水田撂荒少,旱地撂荒多,道路交通两侧表现得最为明显;三是撂荒地分布和坡向无显著相关性。研究结论:一是加大基础设施建设,改善生产条件;二是大力调整农业产业结构,做到地尽其用;三是创新土地流转方式,推动适度规模经营;四是改革农地产权,建立退出机制。     

旱作区土壤有机碳密度空间分布特征与其驱动力分析

为直观显示0～40 cm深度不同层次的土壤有机碳密度空间分布特征,并深入分析不同空间位置上有机碳密度的主要影响因素,根据2017年分层采样点的测试数据计算了旱作区土壤有机碳密度,采用反距离加权法模拟了有机碳密度空间三维分布特征,用地理加权回归分析了有机碳密度的影响因素。结果表明:旱作区土壤有机碳密度呈东北高、西南低的趋势;不同类型土壤的有机碳密度差别较大。气候(温度、降水)是旱作区有机碳密度的主要影响因素。随着土层深度的增加,气候和黏粒含量对土壤有机碳密度的解释度呈增大的趋势。年平均气温与土壤有机碳密度呈负相关性,在不同区域不同深度土层中,年降水量与土壤有机碳密度的回归系数都低于0. 01,相关性很小,黏粒含量与土壤有机碳密度呈正相关性。研究成果可为探究有机碳储量估算和科学制定固碳减排政策提供数据和理论支撑。