近期长江口南北槽分流口河段悬沙输运机制研究

针对近期长江口南北槽分流口地区出现新的河床冲淤演变情况,对分流口河道尤其北槽入口河段多次实测水文结果进行分析,探讨了分流口河道悬沙输运机制。〖JP2〗通过引入输沙机制影响强度尺度参数,得到悬沙输运机制的数学表达形式,并进一步探讨了北槽入口河道产生淤积的原因。结果表明：(1)北槽分流口存在三级输沙机制,且不同输沙机制项在近口段、口中段和口内段各段中影响程度也不相同;(2)分流口泥沙来源于南港河段,在向“南港-北槽”输运过程中,一部分泥沙受到分流潜堤拦截,落淤在潜堤北侧造成九段沙沙头持续淤长;(3)悬沙在口中段受两项输沙机制的共同控制下,跨跃航槽,横向输运。并在输移过程中落淤,最终形成北槽入口局部区域的持续淤积     

三峡蓄水后长江口凤鲚汛期生物学特征及捕捞量变动

分别在长江南支南门至新河水域、北港水域和圆沙至九段沙水域设置调查断面,对三峡蓄水后(2003~2011年)长江口凤鲚汛期生物学特征、渔汛特征及捕捞量进行了持续调查,并将之与蓄水前(1997~2002年)调查数据进行了对比研究。调查期内凤鲚汛期绝对怀卵量变幅为3 404~26 850粒,平均为11 554粒;相对怀卵量变幅为347~1 582粒/g,平均为783粒/g;卵径变幅为0.53~1.06mm,平均为0.78mm。凤鲚全长变幅为139~155mm,平均为146mm;体长变幅为123~137mm,平均为129mm;体重变幅为12.0~15.8g,平均为13.6g;丰满度系数变幅为0.387~0.466,平均为0.442。2003~2011年凤鲚全长小于140mm的个体所占比例均值为36.91%,140~180mm的个体占比为57.06%;体重小于12g的个体占比为39.57%,12~20g的个体占比为45.34%。长江口凤鲚渔汛出现时水温通常介于17℃~20℃,5月中下旬至6月中旬为旺汛期,各年5月捕捞量占比变幅为30.59%~83.76%,平均为61.17%。调查期间长江口凤鲚汛期捕捞船数量变幅为63~278艘,平均为141艘;单船全汛捕捞量变幅为367.9~5 023.5kg,平均为2 441.2kg;汛期总捕捞量变幅为23.2~1 256.9t,平均为422.3t。三峡蓄水后长江口凤鲚渔获规格和捕捞量均出现了不同程度的下降,与历史记录相比,其资源几近枯竭,捕捞价值基本丧失。建议立即对凤鲚实施禁捕,并尽快建立繁殖场和越冬场保护区。     

长江口及其邻近海域表层沉积物中有机污染物复合毒性与多环芳烃毒性贡献

本研究利用发光细菌急性毒性实验测定了长江口及其邻近海域表层沉积物中有机污染物的复合毒性,同时运用气相色谱-质谱联用仪测定了沉积物中16种美国环境保护局(United States Environmental Protection Agency, US EPA)规定的优先控制的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)的浓度。在此基础上,分析其时空分布特征及多环芳烃毒性贡献,并评估其环境风险。结果表明,2019年长江口及邻近海域表层沉积物中16种PAHs总浓度范围为32.84～283.47 ng·g^(-1);2020年浓度范围为66.93～132.64 ng·g(-1);2020年浓度范围为66.93～132.64 ng·g^(-1)。在空间分布上,2019年长江口表层沉积物中PAHs在靠近渔港的区域呈现较高浓度(S3=(283.47±29.94) ng·g(-1)。在空间分布上,2019年长江口表层沉积物中PAHs在靠近渔港的区域呈现较高浓度(S3=(283.47±29.94) ng·g^(-1)),而2020年在靠近舟山岛的区域呈现较高浓度(L6=(132.64±9.95) ng·g(-1)),而2020年在靠近舟山岛的区域呈现较高浓度(L6=(132.64±9.95) ng·g^(-1))。与2019年相比,2020年多环芳烃的平均浓度有所降低,且其细胞毒性量化指标——生物分析当量浓度(BEQ_(bio))的平均值(66.62 mg·kg(-1))。与2019年相比,2020年多环芳烃的平均浓度有所降低,且其细胞毒性量化指标——生物分析当量浓度(BEQ_(bio))的平均值(66.62 mg·kg^(-1))远低于2019年(128.20 mg·kg(-1))远低于2019年(128.20 mg·kg^(-1))。在长江口沉积物毒性当量浓度中PAHs所占比例较小,2019年和2020年由PAHs引起的细胞毒性的平均占比分别为4.46%和4.25%。该结果表明,检测到的PAHs仅能解释所观察到的复合毒性效应的一小部分,因此,还需要进一步对其他未检测的化学物质进行测试分析。     

崇明东滩夏冬季表层沉积物细菌多样性研究

以长江口崇明东滩高、中、低潮滩夏、冬两季表层沉积物中基因组DNA为模板,PCR扩增样品中细菌16S rRNA基因V3区片段,通过克隆、测序,构建相应基因文库.系统发育分析结果表明,崇明东滩高、中、低潮滩表层沉积物共包含12个主要门类的细菌:变形菌门(Proteobacteria)(α-、β-、γ-、δ-和ε-亚群)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、螺旋体门(Spirochaetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、浮霉菌门(Planctomycetes)、绿菌门(Chlorobi)、网团菌门(Dictyoglomi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae),此外还存在大量未被认知的序列.中潮滩和低潮滩的优势菌为变形菌,高潮滩的优势菌为拟杆菌.DOTUR多样性分析结果表明,崇明中潮滩细菌多样性最高,低潮滩次之,高潮滩最低;夏季细菌多样性高于冬季.夏、冬两季细菌群落差异高潮滩最大,低潮滩次之,中潮滩最小.     

基于多元统计方法的长江口及邻近海域表层沉积物中重金属的时空分布特征

应用聚类分析(cluster analysis,CA)、判别分析(discriminant analysis,DA)等多元统计学方法对2005—2009年长江口及邻近海域表层沉积物中重金属的时空分布特征进行分析,以识别沉积物中重金属指标的时间与空间差异性.时间聚类分析结果将沉积物中重金属在时间尺度上划分为2006年,2005年和2007—2009年两组,判别分析正确率为80%,表征时间差异性的显著性重金属指标为Zn、Hg.空间聚类分析结果将沉积物中重金属在空间尺度上划分为近岸区,长江河口锋和羽状锋区之间两个海域,判别分析正确率为90%,表征空间差异性的显著性重金属指标为Zn、Hg.     

长江口浮游植物群落特征及其与环境的响应关系

根据2009年4月、8月、11月对长江口30个站位的调查,分析了浮游植物群落结构的时空变化及其与环境因子的响应特征. 共鉴定出浮游植物8门95属330种,主要优势种是硅藻和甲藻,其中中肋骨条藻占绝对优势. 浮游植物细胞丰度呈单周期季节性变化,夏季为高峰期,长江口近海区为高值区. 浮游植物群落多样性11月最高,主要分布在长江口过渡水域. 浮游植物群落可分为四大类群,各区域不同季节种类组成具有显著差异. CCA(典范对应分析)显示,浮游植物群落与环境因子密切相关,并且其响应机制存在季节性差异.硅藻细胞丰度4月与ρ(NO₃--N)、ρ(COD_Mn),8月与ρ(SiO₄4--Si)、ρ(NO₃--N)、ρ(PO₄3--P),11月与透明度呈显著正相关(P<0.01);11月与ρ(PO₄3--P)、ρ(SiO₄4--Si)呈显著负相关(P<0.01). 甲藻细胞丰度4月与ρ(NH₄+-N),8月与ρ(COD_Mn),11月与透明度、ρ(NO₃--N)呈显著正相关(P<0.05). 长江口环境因子的改变影响浮游植物群落结构的时空变化,各季节引起浮游植物群落结构变异的驱动因素存在差异.      

基于响应场的线性规划方法在长江口总量分配计算中的应用

河口区污染源总量分配由于计算的复杂性而受到较多的关注. 以长江口及毗邻海域为例,研究基于响应场的线性规划方法在污染源总量分配计算中的应用. 主要步骤:通过水动力水质模型计算各污染源在单位负荷下的响应场,建立污染源与水质之间的响应关系;构建总量分配计算的优化目标和约束方程,采用线性规划方法,计算污染物环境容量;考虑污染源之间的公平性原则,进行污染源总量分配. 选取有代表性的水文设计条件,完成对COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的总量分配计算. 在给定的设计水量、水质目标、排污口位置和分配原则等条件下,得到COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的最大允许入海量分别为200.8×104,16.9×104,22.6×104和1.8×104 t.      

长江口沉积物中SVOCs的空间分布趋势

采用GC-MS法对2005年9月8—15日采集于长江口区域的沉积物中的半挥发性有机物(SVOCs)进行测定,并对其组成和空间分布趋势进行了分析. 结果表明,该区域沉积物中共检出半挥发性有机物44种,包括多环芳烃类化合物14种,酯类化合物6种,酚类化合物10种,取代苯类化合物5种,醚类化合物4种,其他类化合物5种. 长江口南支沉积物中w(SVOCs)普遍高于北支入口和徐六泾,南支附近城市排放的工业废水和生活污水可能是该区域半挥发性有机物的主要来源. 沉积物中多环芳烃类化合物(PAHs)的风险评估显示,除C采样点苊存在一定的生态风险外,长江口其他区域PAHs的潜在生态风险很小.      

近期长江口沉积物中SVOCs的变化及生态风险评价

采用GC-MS法对2007年4月24—30日采集于长江口部分区域的沉积物中的64种半挥发性有机物(SVOCs)进行分析测定,并对影响该类污染物分布的主要因素进行了探讨. 结果表明,该区域沉积物中定量检出半挥发性有机物15种,包括多环芳烃类化合物8种,取代苯类化合物1种,酚类化合物2种,酯类化合物3种,其他类化合物1种. 其中,属于我国优先控制污染物的有7种,属于美国优先控制污染物的有12种. 采样点SVOCs的分布未呈现出明显的规律性,其分布受多种因素的影响. 应用ERL与ERM指标进行PAHs的生态风险评价,长江口部分区域不存在严重的生态风险. 应用EEC/ERL进行生态风险细分,各采样点分布在无风险与低度潜在生态风险之内,对生态安全威胁不大.      

春、冬季长江口颗粒有机碳的时空分布及输运特征

根据2012年2月(冬季)、5月(春季)对长江口2个航次的调查数据,分析了春、冬季长江口颗粒有机碳(POC)的时空分布及影响因素,并探讨其输运特征.结果表明:2012年春季长江口POC的浓度为0.23~31.61mg/L,均值为2.55mg/L;冬季POC的浓度为0.16~5.82mg/L,均值1.42mg/L.春、冬季POC空间分布整体呈现近岸高远岸低、表层低底层高的特征,最高值均出现在口门附近.POC与悬浮物(TSM)呈极显著线性正相关,而与叶绿素a(Chl a)的相关性均较差,表明陆源输入对长江口POC的分布影响很大;POC/Chl a比值测算表明有机碎屑是调查水域POC的主要来源和存在形式,定量估算结果表明浮游植物生物量对春、冬季长江口POC的贡献分别仅1.26%和0.9%,且浮游植物对POC的贡献分别在TSM小于110mg/L和100mg/L时才能表现出来.春、冬季长江口TSM分别在大于117mg/L和335mg/L时,有机碳入海以颗粒态为主,反之则以溶解态为主.长江输送至河口的悬浮物中POC的百分含量(POC%)在春、冬季分别为0.9%和0.4%.春、冬季长江口最大浑浊带对POC的过滤效率分别达89%和69%,大量POC随泥沙在最大浑浊带发生了沉降.