Backwater Confluences of the Ohio River: Organic and Inorganic Fingerprints Explain Sediment Dynamics in Wetlands and Marinas

In the Ohio River (OR), backwater confluence sedimentation dynamics are understudied, however, these river features are expected to be influential on the system’s ecological and economic function when integrated along the river’s length. In the following paper, we test the efficacy of organic and inorganic tracers for sediment fingerprinting in backwater confluences; we use fingerprinting results to evidence sediment dynamics controlling deposition patterns in confluences used for wetland and marina functions; and we quantify the spatial extent of tributary drainages with wetland and marina features in OR confluences. Both organic and inorganic tracers statistically differentiate sediment from stream and river end‐members. Carbon and nitrogen stable isotopes produce greater uncertainty in fingerprinting results than inorganic elemental tracers. Uncertainty analysis of the nonconservative tracer term in the organic matter fingerprinting application estimates an apparent enrichment of the carbon stable isotopes during instream residence, and the nonconservativeness is quantified with a statistical approach unique to the fingerprinting literature. Wetland and marina features in OR confluences impact 42% and 11% of tributary drainage areas, respectively. Sediment dynamics show wetland and marina confluences experience deposition from river backwaters with longitudinally linear and nonlinear patterns, respectively, from sediment sources.     

三峡库区干支流落干期消落带土壤可转化态氮含量及分布特征

为探明三峡支流水体富营养化频发与库岸消落带土壤氮素"源-库"关系转化之间的内在关系,采用分级浸提法,分析了三峡库区长江万州段干流、苎溪河支流、密溪河支流消落带落干期土壤可转化态氮含量和分布特征.结果表明,与三峡库区万州段干流相比,支流消落带落干期土壤有机质和总氮含量较高,而阳离子交换量(CEC)和p H值较低.三峡干支流消落带土壤可转化态氮(TF-N)以OSF-N(有机态和硫化物结合态)为主,且含量上OSF-NIMOF-N(铁锰氧化物结合态氮)IEF-N(离子交换态氮)CF-N(碳酸盐结合态氮);而空间分布上,TF-N表现为:密溪河苎溪河长江干流,4种TF-N形态中IEF-N和OSF-N在干支流间无显著差异,而CF-N和IMOF-N分布与TF-N相反,是造成干支流消落带TF-N差异的主要因素.     

三峡库区回水区营养盐和叶绿素a的时空变化及其相互关系

为探讨三峡水库调度运行背景下,库区回水区营养盐和叶绿素a时空变化及其相互关系,于2013年5月~2014年5月在三峡库区北岸最大、也是库区水华频发的支流——澎溪河的回水区高阳平湖进行了定点和高频监测.结果表明水体热分层是高阳平湖水华发生的诱导因素.高阳平湖水体热分层发生于春季(3月初),消亡于夏末(9月中旬),冬季没有分层.2014年春季,随着水体分层的发生和发展,表层叶绿素a在69 d内从14.92μg·L-1骤增至183.73μg·L-1,并暴发水华,之后叶绿素a随着混合层深度增加而下降.水体没有分层时,表、中和底层营养盐浓度相近;水体分层之后,各层磷浓度有了明显差异,表层和底层总磷浓度相差(0.18±0.04)mg·L-1.高水位期(9月至次年4月),高阳平湖硝氮和溶解性磷高于低水位期(5~8月)的含量,分别占总氮、总磷浓度的71.4%~95.4%和42.7%~94.4%,是总氮和总磷的主要组成部分,干流倒灌输入的硝氮和溶解性磷是其主要来源.     

三峡库区小江回水区二氧化碳分压的时空变化特征分析

2009年9月～2010年4月在三峡库区与小江交汇的回水区的典型段面测量了该区域水体表层水和水体内部两部分水体中的有关物理化学参数，并利用这些水化学特征值通过水化学平衡模型计算出该区域水体CO2的分压。得出该区域水体中的CO2分压在一定时空范围内的变化特征。并对该区域有关水质参数与CO2的分压进行了相关性分析，得出其相关系数。指出了水体CO2分压与水体碳循环的关系。通过对三峡库区小江流域这一典型回水区域水体的CO2分压的分析研究，可望为三峡库区及其它同类型区域水体的二氧化碳分压研究提供一个分析案例，也为今后进一步从事水库温室效应的研究提供参考     

三峡库区巫山段三期蓄水前后水质状况及其变化趋势研究

根据长江巫山段六个断面2005年和2007年枯、平、丰的水质监测结果,通过对培石断面2005年和2007年的对比,可以看出三期蓄水前后长江水质比较稳定,仍为Ⅱ类水质。通过对2005年和2007年培石断面的各实测指标比较分析可以看出DO、CODMn、BOD5、TP指标2007年均出现不同程度的下降,而NH3-N、TN则呈现升高的趋势。但各支流由于受干流回水顶托影响,水环境趋于复杂,部分河段出现水华现象,需引起高度重视。     

河流水环境容量安全边际研究

水环境容量安全边际是污染物总量控制的关键。运用河流二维稳态水质模型,计算大宁河回水区内COD环境容量,并采用一阶误差分析法分析模型关键参数对大宁河COD环境容量影响程度,科学计算大宁河水环境容量安全边际值。结果表明,三峡库区坝前水位175 m时,大宁河回水区内COD环境容量为729.06 t/a;模型参数对环境容量影响顺序为:背景浓度(C0)>混合区长度(x)=水深(h)>流速(u)=扩散系数(E)y>降解系数(K);大宁河回水区内安全边际值为84.06 t/a,占环境容量的11.53%。文章科学地计算大宁河回水区内COD环境容量安全边际,而非人为定性提出,为三峡库区河流水环境容量安全边际确定提供理论依据。     

三峡库区藻类种群结构与密度变化及其与氮磷浓度的相关性分析

2003年1月~2004年12月对三峡湖北库区江段5个采样点及其一级支流——香溪河流域6个采样点的浮游藻类进行了为期2周年的调查,共采集和鉴定浮游藻类定性和定量水样1 000余个,获得有效数据2 000多个。数据显示,蓄水前（2003年1月~2003年6月）、蓄水1周年（2003年6月~2004年5月）和蓄水1.5年（2004年6月~2004年12月）3个时间段之间,被调查水域的浮游藻类群落结构、细胞密度和水质状况均存在一定的差异。总体而言,藻类的群落结构干流江段以硅藻为主,绿藻次之;支流水域以绿藻占据首位,硅藻次之。被调查水域藻类的细胞密度随蓄水时间的延长呈增长趋势,并显示一定的季节性差异;藻类细胞密度与TP的相关性比与TN的相关性更为密切。目前干流江段和支流水域的水质状况分别为中营养型和中－富营养型,较建坝蓄水前的水质有所下降。在分析导致藻类种群结构和细胞密度变化原因的基础上,建议加强对库区水质的检测和保护,以杜绝和防止库区的水域环境进一步恶化。     

污染负荷多情景变化下河流水质响应关系研究

以松花江哈尔滨段为研究对象,构建了EFDC水动力-水质模型,以主要污染物COD、NH₃-N为指标,结合情景分析方法对松花江哈尔滨段支流污染负荷多情景变化下对干流水质及下游出口断面水质进行量化评估.结果表明,大顶子山出口断面COD浓度值在满足Ⅲ类及以下水质要求时,阿什河口与呼兰河口的浓度在枯水期、桃花汛期、平水期和丰水期分别最高不能超过29.3、22.3、41.82和32.13mg/L以及47.75、36.27、65.4和41.47mg/L,大顶子山断面的NH₃-N浓度,枯水期保持在Ⅲ类,则要求阿什河口和呼兰河口NH₃-N浓度最高为8.73和2.92mg/L,桃花汛期保持在Ⅱ类时,则二者最高分别为6.3和2.23mg/L,枯水期大顶子山断面保持在I类时,阿什河口和呼兰河口则最高不能超过7.57和1.79mg/L.     

STABILITY AND REACH LENGTH IN WATER SURFACE PROFILE DETERMINATION1

ABSTRACT: Extension of basic step methods of backwater computation to reaches of finite length is examined. Accuracies of commonly accepted hydraulic loss equations under particular water surface profile conditions are compared. Simulation of energy lines within a reach by parabolic curves is found to minimize error provided orientation of the axis of the parabola is selected in accordance with prevailing hydraulic conditions. Theoretical basis for an index reach length beyond which single-step computation from end to end of the reach must be in error is developed. Reduction of this reach length by suitable factors tailored to hydraulic conditions yields a mathematically defined allowable reach length for backwater computation. When reach length does not exceed this allowable reach length, no significant error may be detected. Automatic insertion of synthetic cross sections interpolated between surveyed cross sections when these are inadvertently spaced too far apart enables computation to proceed. This device is error-free for prismatic channls but may introduce error for irregular natural channels. Preliminary trials indicate that results so obtained may be accepted provided the fall in the original reach does not exceed from one to two feet. When this is exceeded, additional cross sections should be surveyed.     

南北差异视角下个体食物浪费行为——基于大学生高校食堂就餐情境的分析

饮食习惯一直被认为是造成食物浪费的重要因素。基于对29省29所高校9192份大学生食堂就餐的实地调查问卷,从南北差异视角探讨了个体食物浪费行为的差异特征。研究表明：相对北方籍大学生,南方籍大学生浪费食物的概率更高,南方籍大学生在高校食堂就餐时食物浪费量和浪费率也高于北方籍大学生。通过中介效应模型,证实南北方主流饮食模式是引发浪费差异的关键所在。进一步匹配大学生南北方籍贯和所就读高校的南北区位,并以“南方大学生在南方高校求学”模式为基准,发现“南方大学生到北方高校求学”模式下,个体有更低的食物浪费概率、浪费量和浪费率。但“北方大学生到南方高校求学”模式下,个体没有显示出较低的食物浪费概率、食物浪费量和食物浪费率,从而稳健地证实南北方主流饮食模式是引发浪费差异的关键所在这一结论。