南盘江流域近30年季节性干旱时空分布特征

根据南盘江流域22个水文站、雨量站31 a（1979~2009年）的逐月降水资料,选用标准化降水指数（SPI）为研究指标,以11~3月为研究时段,统计近30 a来5个月时间尺度的干旱站次,分析南盘江流域季节性干旱特征;以11~3月5个月时间尺度的SPI多年平均值为指标,进行空间插值,分析南盘江流域干旱的空间分布特征。结果表明：（1）从年际上看,SPI总体上30 a来（1980~2009年）呈下降趋势,气象干旱加剧;从年代际上看,1995年以后气象干旱程度有加剧趋势;（2）南盘江流域各个地区都会发生不同程度的气象干旱,旱情总体上由南向北递增,东北部各站点11~3月的降水占全年的比例相对较小,流域内东北部干旱最严重;（3）南盘江流域冬春连旱较严重,应加强水利工程建设,为防旱、抗旱做好相应的准备措施     

长江中下游河道与岸线演变特点

分析了长江中下游河道岸线变化的主要因素，它们分别是河岸崩塌，泥沙淤积及人类活动等，其中河岸崩塌是河道岸线演变的最主要原因。总的来说长江中下游干流河势是稳定的，但五个河段有各自演变特点和规律，其中宜昌－枝城段河道与河床比较稳定，岸线顺直，但葛洲坝和三峡水利枢纽建成后对河床的冲刷作用较大；荆江段是长江著名的河曲段，其冲淤变化较大；城陵矶至湖口段为节点和分汊河床组成，一般来说节点较为稳定，而分汊河床不太稳定，湖口至江阴河段岸线一般较为稳定，但弯道河床变化较大；河口段不但受江流作用影响，还受潮流与波浪等共同影响，所以河口河床演变迅速，主要表现为汊道主泓迁移摆动。     

区际生态环境关系理论初探——兼论江苏省与周边省市的环境冲突与合作

区际生态环境关系是随着区域生态环境利益冲突不断加剧,区域之间逐步形成的一种与经济关系、社会关系紧密相关而又相互区别的新型关系。对区际生态环境关系这一环境科学论题进行了理论阐述,初步探讨了区际生态环境关系的内涵、特征、主要内容和分类,以及区域环境合作与冲突等基本问题,着重提出了区际环境冲突的形式、成因与解决机制,试图从区域间环境的矛盾冲突这个新的视角去认识区域环境问题,探索解决区域环境问题和区际环境矛盾的新途径。以江苏省为例,初步探讨了江苏省与周边省、市的环境矛盾冲突以及建立省际环境合作的机制与对策,认为江苏省位于长江和淮河等流域下游,周边环境状况并不乐观,同时又是资源、能源的输入和消耗大省,随着社会经济的发展,省际生态环境利益冲突将会进一步显现,因此应加强与其他省市的资源、环境合作,以解决日益严峻的区域生态环境问题     

川中遂宁地区红层地下水水化学特征及主要离子来源分析

四川红层区居民用水主要为就近开采的地下水,水质参差不齐,研究红层地下水水文地球化学特征,对于宜井区选择,红层水源地用水安全具有重要意义。利用在遂宁船山区采集的70组浅层地下水水样,采用数理统计分析、离子比例关系等方法,分析了红层浅层地下水水化学特征及主要离子来源,研究得出:区内地下水中阴离子以HCO_3~-(164.00～571.91 mg·L~(-1))为主,其次是SO_4~(2-)(13.96～1 000.00 mg·L~(-1)),阳离子以Ca~(2+)(45.70～313.00 mg·L~(-1))为主,其中孔隙水的水化学类型主要为HCO_3,SO_4-Ca,SO_4-Mg型,裂隙水以HCO_3-Ca,Mg型与HCO_3-Ca型为主;地下水中离子成分主要由岩石风化产生,来源于地层中的方解石、白云石、石膏、芒硝等矿物的风化溶解,蒸发浓缩、地下水酸碱环境及人类活动对地下水成分造成了一定的影响;浅层地下水质量以Ⅲ～Ⅳ类为主,污染物主要为TDS、Fe~(3+)等原生污染,也存在NO_3~-、NO_2~-等人类活动污染;红层宜井区主要为平坝、丘坡坡脚及沟谷一带,为避免污染指标超标,井深不宜超过25m,远离养殖场、农厕等地下水易受人类活动污染的环境,防止鱼塘、农田等地表水进入井中。     

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BP神经网络的鄱阳湖水位模拟

考虑到鄱阳湖水位受流域五河与长江来水等多因素的共同作用而表现出高度非线性响应,采用典型的三层BPNN神经网络模型来模拟鄱阳湖水位与其主控因子之间的响应关系。分别将湖口、星子、都昌、棠荫和康山水位作为目标变量进行BPNN模型构建和适用性评估。结果显示：综合考虑流域五河及长江来水（汉口或九江）的BPNN水位模型,空间站点水位模拟精度（R2和Ens）可达090以上,各站点的均方根误差（RMSE）变化范围约050～10 m,若忽略长江来水的影响作用,仅将流域五河来水作为湖泊水位的主控影响因子,模型训练期与测试期的纳希效率系数（Ens）和确定性系数（R2）显著降低,且低于050,均方根误差（RMSE）也明显增大（124～288 m）,意味着综合考虑流域五河与长江来水是获取结构合理、精度保证的鄱阳湖水位模型的重要前提。同时建议针对鄱阳湖湖盆变化对水位的影响,尽可能选择一致性较好的长序列数据集来训练和测试BPNN模型。所构建的BPNN神经网络模型可进一步结合流域水文模型,用来预测气候变化与人类活动下流域径流变化对湖泊水位的潜在影响,也可作为一种有效的模型工具来回答当前鄱阳湖一些备受关注的热点问题,如定量区分流域五河与长江来水对湖泊洪枯水位的贡献分量,为湖泊洪涝灾害的防治和对策制定提供科学依据     

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。     

河床演变影响下桥区水域通航安全研究

为了科学地设定滩槽易变河段处的桥梁跨径布置方案,针对荆州长江大桥桥区水域河床演变影响通航安全的问题,采用实例调研及历史资料分析的方法,指出滩槽易变河段选址建设的桥梁,其最大风险是滩槽移位导致船舶从通航孔位置移动到非通航孔位置,提出新建桥梁通航孔布置应覆盖深泓和可能成为航道的深槽的摆动范围;根据提出的原则研究拟建的李埠桥...     

Effect of alginate on the aggregation kinetics of copper oxide nanoparticles (CuO NPs): bridging interaction and hetero-aggregation induced by Ca<Superscript>2+</Superscript>

The stability of CuO nanoparticles (NPs) is expected to play a key role in the environmental risk assessment of nanotoxicity in aquatic systems. In this study, the effect of alginate (model polysaccharides) on the stability of CuO NPs in various environmentally relevant ionic strength conditions was investigated by using time-resolved dynamic light scattering. Significant aggregation of CuO NPs was observed in the presence of both monovalent and divalent cations. The critical coagulation concentrations (CCC) were 54.5 and 2.9 mM for NaNO₃ and Ca(NO₃)₂, respectively. The presence of alginate slowed nano-CuO aggregation rates over the entire NaNO₃ concentration range due to the combined electrostatic and steric effect. High concentrations of Ca²⁺ (>6 mM) resulted in stronger adsorption of alginate onto CuO NPs; however, enhanced aggregation of CuO NPs occurred simultaneously under the same conditions. Spectroscopic analysis revealed that the bridging interaction of alginate with Ca²⁺ might be an important mechanism for the enhanced aggregation. Furthermore, significant coagulation of the alginate molecules was observed in solutions of high Ca²⁺ concentrations, indicating a hetero-aggregation mechanism between the alginate-covered CuO NPs and the unabsorbed alginate. These results suggested a different aggregation mechanism of NPs might co-exist in aqueous systems enriched with natural organic matter, which should be taken into consideration in future studies.

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Graphical abstract Hetero-aggregation mechanism of CuO nanoparticles and alginate under high concentration of Ca²⁺

     

金沙江上游赠曲的鱼类与裸腹叶须鱼的食性

2013年5月和9月对金沙江上游支流赠曲的鱼类资源和裸腹叶须鱼的食性特征进行了调查研究。结果表明,赠曲现有鱼类10种,隶属2目3科5属,其中鲤科鱼类7种,占70%;鮡科2种,占20%;鳅科1种,占10%。赠曲裸腹叶须鱼的食物组成包括53种(属)的浮游藻类、原生动物和节肢动物等。硅藻门是出现率百分比、相对重要性指数和数量百分比最高的饵料生物;水生昆虫是质量百分比最大的饵料生物。裸腹叶须鱼的摄食强度存在较明显的季节差异,雨季末期的摄食强度较低。食物中植物性饵料相对重要性随着裸腹叶须鱼体长的增长而增加。综合而言,赠曲的鱼类组成较为简单,鲤科鱼类是优势类群;裸腹叶须鱼属杂食性鱼类,且摄食强度存在季节性差异。为保护赠曲鱼类,建议在赠曲梯级水力开发过程中做好鱼类栖息地保护或再造等生态补偿措施。