Laboratory longitudinal diffusion tests: 2. Parameter estimation by inverse analysis

This study focuses on the verification of test interpretations for different state analyses of diffusion experiments. Part 1 of this study identified that steady, quasi-steady and equilibrium state analyses for the through- and in-diffusion tests with solution reservoirs are generally feasible where the tracer is not highly sorptive. In Part 2 we investigate parameter identifiability in transient-state analysis of reservoir concentration variation using a numerical approach. For increased generality, the analytical models, objective functions and Jacobian matrix necessary for inverse analysis of transient-state data are reformulated using unified dimensionless parameters. In these dimensionless forms, the number of unknown parameters is reduced and a single dimensionless parameter represents the sorption property. The dimensionless objective functions are evaluated for individual test methods and parameter identifiability is discussed in relation to the sorption property. The effects of multiple minima and measurement error on parameter identifiability are also investigated. The main findings are that inverse problems for inlet and outlet reservoir concentration analyses are generally unstable and well-posed, respectively. Where the tracer is sorptive, the inverse problem for the inlet reservoir concentration analysis may have multiple minima. When insufficient measurement data is collected, multiple solutions may result and this should be taken into consideration when inversely analyzing data including that of inlet reservoir concentration. Verification of test interpretation by cross-checking different state analyses is feasible where the tracer is not highly sorptive. In an actual experiment, test interpretation validity is demonstrated through consistency between theory and practice for different state analyses.     

刘家峡水库藻类群落特征与水质的关系

2009年—2010年,研究了刘家峡水库的藻类群落特征。共鉴定出8门11纲 16目33科55 属114种藻。丰水期优势类群是金藻门（占27%）,次优势类群是硅藻门（21.5%）;枯水期优势类群是硅藻门,占总数34%（羽纹纲占33%）,次优势类群是金藻门（18%）。对刘家峡水库水质初步评价结果显示：水库上游水质较清洁（1#—2#站点）,中下游为轻度—偏中度污染（3#—4#站点）,下游为中度—偏重度污染（5#—6#站点）。对藻类群落特征与6项水环境因子的Pearsong相关性分析表明,枯水期影响藻类群落特征的环境因子依次是DO﹥TN﹥pH值﹥T﹥Mcb(粪大肠杆菌);丰水期则是DO﹥Mcb﹥pH值﹥TN。     

官厅水库沉积物表层中的有机氯农药分布特征及风险评价

采用气相色谱法对北京市官厅水库沉积物表层中持久性有机氯农药(OCPs)的残留状况进行了调查,并对有机氯农药污染水平和生态风险作出评价。结果表明:沉积物中有机氯农药总含量为8.48 ng/g～24.40 ng/g,其中HCHs和DDTs的含量较高,分别为1.11 ng/g～7.73 ng/g和2.97 ng/g～10.52 ng/g,其组分特征为来自环境的残留。与沉积物风险评估低值(ERL)和风险评估中值(ERM)对比评价沉积物中有机污染物的风险程度,官厅水库沉积物表层中的有机氯农药存在一定的生态风险。     

红枫湖水库水体富营养化及浮游植物群落结构特征

2008-2009年通过对红枫湖水库浮游植物及环境因子进行采样调查,并运用综合营养状态指数对红枫湖水库营养状态进行评价.研究结果显示,红枫湖水库浮游植物全年以蓝藻、绿藻为主的优势种群落,且在2008-2009年经常性局部发生蓝藻水华:冬、春季节主要是水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)的蓝藻水华;夏季主要是微囊藻属(Microcystis)蓝藻水华;秋季浮游植物主要是颗粒直链藻(Melosira)和小环藻属(Cyclotella)为主的硅藻类群,未出现水华现象.通过综合营养状态指数计算得红枫湖水库水体水质处于富营养化状态.     

2014年于桥水库浮游植物群落与环境因子的关系

为研究于桥水库浮游植物群落结构及其与环境因子的关系,于2014年春夏季进行采样分析。两季共鉴定出浮游植物6门99种,其中绿藻门(Chlorophyta)62种,硅藻门(Diatoms)21种,蓝藻门(Cyanophyta)7种,裸藻门(Euglenophyta)4种,甲藻门(Pyrrophyta)2种,隐藻门(Cryptophyta)2种。春季浮游植物6门86种,第一优势种为绿藻门的四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda);夏季浮游植物5门62种,第一优势种为蓝藻门的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)。春季浮游植物密度低于夏季,于桥水库浮游植物群落结构具有明显的季节变化规律。RDA分析结果表明,春季采样点的相似性高于夏季,透明度、水温、溶解氧和营养盐是影响于桥水库浮游植物群落组成的关键环境因子。     

塔山水库蓝藻暴发的成因及控制

简述了塔山水库蓝藻暴发的过程及成因。指出 ,由于水库的营养物质增多、水质恶化 ,在不利的水文、气象 (高温、光照充足、微风 )等条件下 ,导致蓝藻暴发。提出了相应的控制对策     

三峡库区典型消落带冬季多环芳烃大气-植物/土壤交换过程与通量

三峡大坝每年周期性“蓄水-放水”,形成水位落差巨大的消落带,库区内污染物环境地球化学行为随之发生变化.以冬季淹没期消落带多环芳烃为研究对象,采集成对大气(n=16)、植物(n=12)和土壤样品(n=12),采用气相色谱/质谱法(GC/MS),分析USEPA 16PAHs浓度水平,解析来源,估算大气地表、大气-植物等多介质交换通量.结果表明:大气、土壤和植物中PAHs浓度为5.65～13.47ng/m³、70.86～13 5.44ng/g和78.23～1084.72ng/g,平均值分别为(8.58±2.78) ng/m³、(90.10±22.18) ng/g和(360.36±309.54) ng/g.大气中PAHs以2～3环为主(62.3%),植物中PAHs以3～4环为主(73.7%),土壤中PAHs以3环和5环为主(52.1%).特征分子比值法揭示煤、生物质燃烧是植物PAHs的主要来源,以石油为主的化石燃料燃烧是大气和土壤PAHs主要来源.“一室模型”表明,植物吸收PAHs的主要途径为植物-气相之间动态平衡限制下的气沉降.“逸度模型”表明,3...     

三峡水库汞活化效应对鱼汞含量影响的预测

报道了三峡库区长江干流江段鱼体汞元素的含量范围为０．０４￣０．４２ｍｇ／ｋｇ（湿重）,高于长江水系鱼体汞含量水平。分析了三峡库区鱼体汞含量高的原因,指出三峡库区毗邻武陵山高汞背景区,主要受汞矿开发、高汞燃煤及城市废弃物排放的影响。利用水库汞活化指数模型,预测三峡水库蓄水后库区干流及４０条主要支流水域汞的活化效应将增强０．３５￣１．５倍,鱼体汞含量将是现在鱼汞含量的１．４￣２．５倍;并根据不同鱼种汞     

四湖地区水资源及其调控

四湖地区是湖北省有名的“水袋子”,治水是关系社会经济发展的重大问题。该区降水丰沛,年均１１１５．３ｍｍ,产生径流深３４３．８ｍｍ;过境客水流量大,年均５０８８×１０８１ｍ３;总体水资源丰富。由于降水的时空分布不匀,客水流量不稳定,常造成来水集中而形成洪涝灾害,来水不足而形成干旱威胁,尤其是春旱。建国以来,为兴利去害,四湖地区经历了隔断江湖、疏理水系、建立引水与自排系统、以及修建电排站等以防洪、排涝和灌溉为主要目的大规模水系整治过程,有效地控制了流域水患。但同时促进了过度的围湖围垸垦殖,使调蓄能力锐减,外洪内涝不断,所造成的经济损失也越来越大。在进一步分析了四湖地区洪涝灾害频繁发生的内外原因之后,提出了加固堤防,完善分蓄洪区建设;调整土地利用结构,合理调蓄;完善设施,合理调度的水资源调控对策措施。     

长江流域的鱼类资源及其保护对策

长江水系的鱼类约有300种,其中鲤科鱼类占半数以上,主要的经济鱼类多数属于鲤科。对不同江段的鱼类资源作了简介,并提出了相应的保护措施。上游江段以维护生物多样性,保护特有种为主,需要建立鱼类自然保护区;中游应保证主要经济鱼类的自然繁殖条件,加强珍稀鱼类的人工繁殖放流工作,同时对湖泊幼鱼资源进行保护;下游应注意保持江水质量,严格遵守工业废水排放标准;河口江段应规定幼鲟保护期,建议每年6月15日至7月31日停止一切损害幼鲟资源的渔捞作业。