上海隧桥工程海域生态系统健康的初步评价

随着上海经济的快速发展,一些大型海洋工程在上海海域纷纷兴建,造成了生境破碎化、生物多样性的破坏等一系列的生态损害。在分析海洋工程可能造成生态损害的同时,以上海长江口隧桥工程为例,选择2007年春季和秋季的2次生态调查数据进行研究。架桥阶段结束后,综合分析了春季与秋季的调查数据,发现各项指标均有偏向于不利的趋势。基于结构功能指标体系评价法,并利用层次分析法研究后得出上海长江口隧桥工程附近海域的综合健康指数分别为2043和2166。根据CHI≤3的情况下判断,该海域的生态健康状况属于不健康接近亚健康状态,表明河口生态系统自然属性发生明显改变,生物多样性及生态系统结构发生了一定程度的变化,主要生态服务功能出现退化或丧失。针对遭遇海洋工程破坏的生境,需要进行更多、更长时间的人工干预,并提出有效的生态保护和修复对策。     

三峡水库小江回水区溶解有机物的三维荧光光谱特征

为了解三峡水库水体中溶解有机物(DOM)的特征及来源,以小江回水区为研究对象,对其DOM的三维荧光光谱进行了测定与分析,探讨了荧光强度与DOC、CODMn和叶绿素a的关系。结果显示：小江回水区DOM的三维荧光光谱主要表现出3个峰,类腐殖质荧光峰A、类蛋白荧光峰B和C;DOM荧光强度与DOC、CODMn相关性较好,表明荧光溶解有机物质的含量可以较好反映水体中有机碳和可被氧化有机物的含量;在8月份非水华暴发时期荧光强度和叶绿素a相关性较差,表明DOM荧光物质主要不是由浮游植物产生。综合分析可以推断小江回水区DOM的来源既有外源输入,也有内源输入,且外源输入对DOM荧光物质的贡献大于内源输入.     

巢湖流域河流鱼类群落的时空分布

基于2013年4月和10月对巢湖流域66个河道样点的调查数据,初步研究了巢湖流域河流鱼类群落的时空变化特征。主要研究结果显示,鱼类多样性无显著性的水系间、生态分区间的变化,但随季节和河流级别显著变化:10月份的个体数显著高于4月份,2级河流的物种数和个体数均显著大于1级、3级和4级河流。鱼类群落结构的季节动态显著,随生态分区显著变化,但不受水系、河流级别的显著影响。在二级生态分区水平上,仅西南森林生态亚区的鱼类群落结构与其他5个生态亚区的显著差异;宽鳍鱲、吻虾虎鱼等在西南森林生态亚区具有更高多度,而鲫、鰐、鲤等物种在其他生态亚区多度更高。     

灌溉和降雨条件下生态沟渠氮、磷输出特征研究

为了研究长沙县金井河流域农业源头生态沟渠氮和磷的输出特征,对灌溉和降雨条件下及不同季节生态沟渠水体氮、磷的变化特征进行监测研究。研究结果表明：灌溉和降雨期间,生态沟渠中总氮的输出最大值为270 mg/L,其输出的主要形态为氨态氮和硝态氮,总磷的最大值达032 mg/L。灌溉后,生态沟渠氮、磷的输出均呈单调递减变化,在灌溉初期均最高。降雨后,总氮、总磷沿程变化趋势均呈递减变化;生态沟渠对水体总氮、总磷去除率分别达64%、70%;各断面氮、磷的输出随着时间的增加呈先增加后降低的趋势,其中总氮、氨态氮含量在雨后第3 d达到最高,总磷含量在雨后第2 d达到最高。在不同季节中水体氮、磷的变化以冬季总氮、氨态氮和磷浓度最高     

基于探索性数据分析的汉丰湖富营养化驱动因子研究

为了探究汉丰湖富营养化驱动因子和营养状况,基于2014年水质监测数据,应用探索性数据分析方法初步研究了汉丰湖水动力条件与环境因子的相关性、水质主成分、相关环境因子熵权和营养健康指数。回归分析结果表明：水位与透明度呈正相关,流量与DO呈负相关,与流速呈负相关的因子为Chla、CODMn、NH+4-N和DTP;主成分分析提取的3个主成分分别反映了营养盐、有机污染以及藻类信息;DO、TN和TP的熵权表明汉丰湖水体的富营养状况受制于耗氧有机污染和氮、磷营养盐;营养健康指数S1>S3>S6（湖心）>S7（湖尾）>S5（湖首）>S4>S2。汉丰湖水体营养状况介于中营养到轻富营养,其中南河营养状态较高,湖心营养程度高于湖首和湖尾。减少有机污染物、营养盐的输入和改善局部水域的水动力条件可抑制藻类生长,有利于防治富营养化。 关键词： 探索性数据分析;汉丰湖;富营养化;驱动因子;水动力条件;主成分;熵权;营养健康指数     

城市工业COD总量优化分配研究

总量控制是控制污染源发展趋势、改善环境质量、实现经济社会可持续发展的重要途径,如何在适度公平的基础上寻求环境、经济、技术、资源等整体最优是环境科学领域的研究课题。本文以工业城市苏州市为例,研究其工业化学需氧量的排放特征,以基尼系数法分行业对其工业化学需氧量排放量的公平性进行评价,并将总量控制与资源、社会和经济相联系,以行业经济效益最大化和增加治理投资费用最小化为目标,利用多目标行业总量优化分配模型对苏州市的工业化学需氧量排放总量进行优化分配。研究结果表明,纺织业、化学原料及化学制品制造业、能源和水的生产与供应业、造纸及木材加工、医药制造业等行业是苏州市的化学需氧量重点排放行业,经优化分配后,COD排放总量削减了10%,新鲜用水量减少了41.81%,行业年总产值增幅达到214.69%,资源和水环境容量在满足一定的经济增长速度的条件下实现优化配置,总量控制制度在市场经济体制下发挥出尽可能大的环境效益和经济效益。     

Benchmarking Optical/Thermal Satellite Imagery for Estimating Evapotranspiration and Soil Moisture in Decision Support Tools

Generally, one expects evapotranspiration (ET) maps derived from optical/thermal Landsat and MODIS satellite imagery to improve decision support tools and lead to superior decisions regarding water resources management. However, there is lack of supportive evidence to accept or reject this expectation. We “benchmark” three existing hydrologic decision support tools with the following benchmarks: annual ET for the ET Toolbox developed by the United States Bureau of Reclamation, predicted rainfall‐runoff hydrographs for the Gridded Surface/Subsurface Hydrologic Analysis model developed by the U.S. Army Corps of Engineers, and the average annual groundwater recharge for the Distributed Parameter Watershed Model used by Daniel B. Stephens & Associates. The conclusion of this benchmark study is that the use of NASA/USGS optical/thermal satellite imagery can considerably improve hydrologic decision support tools compared to their traditional implementations. The benefits of improved decision making, resulting from more accurate results of hydrologic support systems using optical/thermal satellite imagery, should substantially exceed the costs for acquiring such imagery and implementing the remote sensing algorithms. In fact, the value of reduced error in estimating average annual groundwater recharge in the San Gabriel Mountains, California alone, in terms of value of water, may be as large as $1 billion, more than sufficient to pay for one new Landsat satellite.     

Performance improvement of airfoils for wind blade with the groove

This study was a basic one to explore how much the aerodynamic characteristics of wind blade improve. The extent of improvement according to the shapes of groove placed on the surface of airfoil (NACA0015) was analyzed through computational analysis. A commercial computational fluid dynamics (CFD) code, the ANSYS Fluent 13, was used in this study. In this study, regarding with the positions and shapes of groove, the end of groove was placed at a certain distance (length, l) from both the front and back of separation starting point, the depth and the width were designated as h and d respectively. Analysis was conducted at the 7° angle of attack under the following conditions; the thickness (δ) of boundary layer to the depth (h) of groove ratio (h/δ) 0.6–1.0, the depth (h) of groove to the width (d) of groove ratio (h/d) 0.1–1.4, and the length (l) between the end of groove and separation point to the thickness (δ) of boundary layer ratio (l/δ) ?0.5–0.5. Among these conditions, the best improvement of lift to drag ratio, standing at 15.3%, was under h/δ = 1.0, h/d = 0.12, and l/δ = –0.5 (7° AOA, Re = 360k). In addition, throughout the range of angle of attack, 2–14°, lift to drag ratio improved by 0.8%, 5.1%, 3.2%, and 1.8% each when Reynolds numbers were 280k, 360k, 450k, and 530k. It is also confirmed that the shape of groove contributed to recovering velocity around airfoil wall and the lift to drag ratio improvements by groove were maintained at the given range of Reynolds number and around the angle of attack, 7°.     

三峡库区重庆段土壤保持服务时空分布格局研究

土壤保持是生态系统服务与功能的重要组成,在防止土壤侵蚀、减少径流泥沙与农业面源污染等方面具有至关重要的作用。以对国家生态安全具有重要作用的土壤保持生态功能区——三峡库区重庆段为研究区域,研究得到了2000~2013年时间序列区域土壤保持服务"流量"结果,结果表明:(1)三峡库区重庆段多年平均土壤保持量为604.39 t/hm~2·a,沿长江干流自西向东逐渐增强,区域差异显著;(2)三峡库区的土壤保持服务存在明显的垂直分异特征,随着高程的增加,以300 m与900 m为节点,出现递减-递增-递减的分段规律,与人类活动存在明显的相关关系;(3)增加森林覆被面积是改善区域土壤保持、减少水土流失的重要举措。同时,在三峡库区开展坡改梯工程,减少坡耕地的数量能够有效控制区域水土流失;