中国湖泊富营养化影响因素研究——基于中国22个湖泊实证分析

基于1：25万河流水系和数字高程（DEM）数据制备了选取湖泊的流域边界,据其集成了流域社会经济数据,并据中国科学院资源环境数据中心提供的1990、1995、2000、2005年4个时段土地利用数据形成了流域反映人类活动强度的表征指标,选取了全国湖泊富营养化区域差异性调查课题获取的案例湖泊的水质数据,集成了中国湖泊富营养化影响因素计量分析的面板数据集,研究了1990-2005年间中国湖泊营养状态的发展趋势与差异特征,探讨了湖泊富营养化的自然气候与社会经济影响机制,构建了中国湖泊富营养化影响因素分析的计量模型,厘定了1990-2005年间影响湖泊营养状态变化的重要因素,测度了其对湖泊富营养化的影响方向和作用强度。基于面板数据的计量分析结果表明,近15年人类活动强度对湖泊营养状态呈显著的正影响,其表征指标人均GDP与建设用地所占流域面积比均具有较强的显著性,而在人类扰动较小的情况下,湖泊的营养状态与湖泊补给系数成正比,与湖泊蓄容量成反比,补给系数较小且其他因素也相同时,水体营养状态应与流域土壤本底值相关;以林、草地的面积比重所测度的流域自然生态系统发育程度与湖泊营养状态呈显著负相关关系,表明林地与草地生态系统对流域的氮、磷营养物的人湖量具有一定的削减作用,论文研究结果将为流域管理措施方案制订提供科技支撑。     

巨厚砾岩作用下底板冲击地压诱发机理及过程

以千秋煤矿21141工作面下巷冲击地压发生的地质和采掘情况为基础,建立煤层巷道底板冲击地压诱发机理模型。水平应力的大小是影响巷道底板岩层稳定性的最主要因素,并确定最大水平应力的计算方法。采场上覆巨厚砾岩层断裂所产生的动载扰动能使巷道底板水平应力瞬间积聚升高。数值模拟分析得出,随着动载应力和加载时间的增加,巷道底板变形量、变形速度和加速度都明显的大幅度增加;同时巷道围岩塑性区也逐渐扩大。研究表明采场上覆巨厚砾岩层断裂、垮落对煤层巷道所产生的动载扰动会诱发规模较大的冲击地压,巷道底板由于缺少有效支护会成为冲击破坏的突破口。     

挖掘扰动对污染场地空气中六六六、滴滴涕分布的影响

以某废弃有机氯农药厂污染场地的修复过程为对象,应用被动空气采样技术研究了挖掘扰动对污染场地及周边区域空气中ρ(HCHs)(HCHs为六六六)、ρ(DDTs)(DDTs为滴滴涕)分布的影响. 结果表明:在挖掘扰动过程中污染场地及周边空气中ρ(HCHs)和ρ(DDTs)显著增加,其中污染场地挖掘区空气中ρ(HCHs)和ρ(DDTs)抬升最大, ρ(HCHs)为23.36~494.39 ng/m3,平均值为(141.54±114.54)ng/m3;ρ(DDTs)为14.78~539.09ng/m3,平均值为(201.69±143.88)ng/m3. 居民区空气中ρ(HCHs)和ρ(DDTs)抬升最小, ρ(HCHs)为(4.36~29.00 ng/m3),平均值为(13.59±7.75)ng/m3;ρ(DDTs)为3.03~42.88 ng/m3,平均值为(13.37±11.53)ng/m3. 挖掘扰动增强了空气流动,使空气中扬尘增加,从而改变了空气中污染物单体的组成比例,其中β-HCH、δ-HCH、o,p′-DDT、p,p′-DDT所占比例升高,而其余单体所占比例降低. 空气中污染物ρ(HCHs)和ρ(DDTs)与温度呈正相关,与风速呈负相关. 因此,在对该类污染场地修复过程中,应该尽量避免在高温或强对流气候条件下挖掘施工,施工时应减少扬尘,以降低二次污染风险.      

反复扰动下加藻对不同形态磷相互转化的影响

以太湖梅梁湾沉积物和上覆水为材料,研究了反复扰动下加藻与否对沉积物中不同形态磷数量分布的影响.试验结束时,对照试验、单纯反复扰动、加藻反复扰动其上覆水中溶解性总磷(DTP)含量依次增加了75%、62.5%和18.8%,单纯反复扰动和加藻反复扰动试验上覆水中溶解性无机磷(DIP)浓度分别增加了300%和100%.加藻反复扰动和单纯反复扰动下,沉积物中钙磷(Ca-P)的净减少量分别为31mg/kg DW和 9mg/kg DW.表明, DTP和DIP的释放主要取决于沉积物中铁铝结合态磷(Fe/Al-P)和Ca-P的减少量.沉积物中Fe/Al-P和 Ca-P的含量有所降低,主要归因于反复扰动和藻类的同化吸收作用.然而,加藻反复扰动和单纯反复扰动下,藻类可利用磷(AAP)却有所增加.这表明藻类浓度较低时,其对磷的吸附同化量明显低于沉积物中Fe、黏土颗粒以及CaCO3的吸附量.尽管AAP的形成与还原速率很难测定,但其却可以很好地表征沉积物中内源磷的生物有效性.加藻反复扰动下,Ca-P的含量持续降低,这表明藻类吸附同化了部分Ca-P.因此,在一定藻浓度条件下,可用沉积物中NH4Cl-P, AAP, %Ca-P的和来表征生物有效磷(BAP)含量.     

近塌陷区矿山公路开采沉降规律及安全性研究

由于受到地下开采扰动的影响,如何保证矿山公路的安全性是研究者们关注的焦点之一。从工程实际出发,基于三维几何建模软件和MIDAS/GTS有限元软件的结合技术,通过建立地表三维模型和矿体三维模型,构建了关于塌陷区沉降模拟的精细三维模型,开展了地下开采过程中临近塌陷区矿山公路沉降特性及其安全性的数值模拟研究。结果表明,随着地下开采强度和范围的增大,地表沉降的规模和程度都在不断增加,临近塌陷区的矿山公路及沿线边坡受到了地下采动的影响也变大;虽然总体仍保持稳定,但是在公路的局部区域存在一定的安全隐患;计算结果和实地调查的情况一致,故得到矿山公路的沉降特性规律为下一步塌陷区的安全有效处治提供了基础数据。     

CVOR在山区河道整治植被恢复综合评价中的应用研究

以石葵河生态河道治理为例,将工程扰动区划分为河道工程区（Q1）、临时施工道路区（Q2）、弃渣场区（Q3）、取土区（Q4）、临时表土堆场区（Q5）等5个分区。采用层次分析法和CVOR模型,构建山区河道整治工程扰动区植被恢复综合评价模型。结果表明：Q1区植被恢复潜力最强,生态健康等级为健康,属容易恢复区,Q4区、Q5区、Q2区生态健康等级为不健康,植被恢复潜力较弱,生态修复中须加大投资;植被恢复潜力与生态系统健康评价结果基本保持一致,基况条件对植被恢复潜力影响较大,可通过人工干扰提高扰动区植被恢复潜力,提升植被恢复效果。     

空气扰动对净化器去除香烟源颗粒物性能的影响

空气净化器可有效改善雾霾天气下室内空气质量,颗粒物去除效果与洁净空气量(CADR)是衡量其性能的主要参数。在典型室内环境下,以香烟源颗粒物为目标,开展空气扰动对净化器去除颗粒物效果和CADR的影响实验与评价分析。结果显示,在室内空气扰动下,净化器对粒径≥5μm的颗粒物去除率为75.6%,在无空气扰动情况下的去除率为46.6%。空气净化器对粒径0.3μm^5μm的颗粒物有较好的去除效果,而对于粒径10μm的较大颗粒物,空气扰动造成CADR增加。空气扰动在一定程度上提升了空气净化器的净化能力,同时在性能方面也存在影响。     

向家坝工程扰动区的景观变化及其生态恢复

大型水利水电工程扰动常造成土地利用的显著变化。为研究工程扰动对景观的影响以及采取修复措施后的景观生态效果,以向家坝水利水电工程建设为例,以工程扰动区的航空摄影图像分析和野外样地调查为手段,分别针对工程区域在被扰动前（2004年）、扰动后（2006~2007年）和进行恢复重建之后（2008年）的3个代表年份展开了区域景观变化及现有生态恢复工程对生态景观恢复效应的研究。选取景观破碎化指数、多样性、优势度和景观形状指数4个参数,量化分析了向家坝工程建设区整体景观结构特征,包括不同阶段景观格局变化、景观斑块类型面积与斑块数量变化、斑块破碎化和斑块形状变化,以及各年份景观指数和各景观类型破碎化指数变化等。此外,从景观生态学原理的角度,提出了向家坝工程扰动区将来实施生态恢复重建的对策措施。其中特别强调扰动区今后的生态恢复工作应在科学规划扰动区景观格局和功能的基础上,注重景观连接性的建设,同时不断改善群落结构和丰富物种多样性     

井下巷道-矿车系统风流扰动特征规律实验研究

针对井下巷道-矿车系统易造成巷道风流紊乱、影响矿井通风系统安全稳定性的问题,建立巷道-矿车系统风流扰动模式及影响因素体系,提出表征巷道-矿车系统的风流扰动特征的关键参数,包括巷道扰动风阻、阻塞比、矿车位置,推导矿车运行至巷道不同位置时巷道-矿车系统扰动风阻计算公式,研究巷道风速、阻塞比与巷道风阻的关系。研究结果表明：矿车在巷道中顺风行驶的速度大于风速时,巷道-矿车系统对通风系统进行增压调节;当矿车逆风行驶时,巷道-矿车系统的风阻随着矿井通风系统供风量的增大而减小,最大扰动为矿车驶出巷道时刻,阻塞比与巷道风阻呈现线性递增关系;此外,小风速、小断面巷道运行的矿车对巷道-矿车系统的风阻影响较大,模型求解结果与实测数据的最大误差为6.84%。研究结果可为矿井通风系统的智能化调控提供理论依据。