岩溶地下河污染物运移模型对比研究

两区模型（TRM）和暂时存储模型（TSM）为两种常用的岩溶地下河（管道）污染物运移模型,为了更好表征岩溶地下河污染物运移过程,开展模型对比研究.采用两种模型拟合室内管道示踪实验穿透曲线,从概念模型框架、模型优缺点、参数校正过程和物理意义、参数敏感性等方面对比分析两种模型的异同.结果表明,OTIS软件提供TSM的数值解,而CXTFIT软件提供TRM的解析解,但两者均能通过下游不同位置的穿透曲线分段表征地下河不同阶段的污染物运移过程.两种模型的物理意义相近,均可近似描述岩溶地下河中溶质的暂时性存储现象,较好地拟合溶质运移曲线.采用TSM可校正得到暂时存储区的横截面积,但采用TRM只能获得非流动区所占的比例.两种模型中弥散系数和传质/交换系数的敏感度较低,并且弥散系数的变化对穿透曲线拖尾无显著影响.研究结果为岩溶地下河污染物运移模型的选取与应用提供了依据.     

节水灌溉措施下湘东北丘陵林-稻汇水区复合系统铅的迁移

铅通过食物链的迁移和积累对人类健康的毒害作用日益为社会所重视,而水稻是人类铅摄入的主要途径之一,因此,对稻田土壤铅的迁入途径及其过程特征的研究十分必要.为了探明湖南地区远离城镇、工矿区的丘陵稻区铅的输入、迁移、滞留机制,选择位于湘东北地域的汩罗市桃林林场的林地-山塘-稻田汇水区系统作为研究对象,在水稻大田生长期间,原位研究其大气沉降、岗地径流、山塘水、稻田水、水稻生长等过程的铅通量.结果表明：①输入系统的铅源是大气沉降,其中,在水稻生育前期通过东南季风输入的区域外源铅占90%;②山塘是大气沉降铅的主要集纳地貌单元,存留了大气沉降输入岗地和山塘总铅的66%;③林-稻汇水区系统岗地铅净留存28.8~57.7 g·hm^-2,山塘铅净留存604.3~961.9 g·hm^-2,稻田铅净留存89.6~90.9 g·hm^-2;而对照系统岗地铅净输出173.3 g·hm^-2,山塘净留存3427.6 g·hm^-2,稻田净留存87.1 g·hm^-2;④岗地和山塘对铅的截留量能够互补;⑤从岗地通过径流-山塘水过程迁移到稻田的大分子有机物能够增强稻田对铅的截留.综上所述,丘陵林-稻汇水区系统中铅的循环与大气沉降有关,系统内岗地森林类型、郁闭度、降水产流及泥沙、有机物的输出都会影响铅在系统中的迁移和分配.     

土地利用方式下土壤有机碳特征及影响因素——以后寨河喀斯特小流域为例

为研究喀斯特小流域土壤有机碳空间分布与土地利用之间的关系,基于网格法在后寨河流域挖掘了2 755个土壤剖面,并采集了22 057个土壤样品。分析了后寨河流域不同土地利用方式下土壤有机碳密度特征。结果表明：后寨河流域土壤有机碳密度主要受人为干扰、土壤厚度与岩石裸露率的制约。不同利用方式土壤有机碳密度（0~100 cm）总体上呈现以下规律：水田>旱地>经果林地>园地>草地>弃耕地>坡耕地>乔灌木林地>乔木林地>荒地>灌木林地>灌草地。后寨河流域100 cm土壤有机碳平均碳密度为8.70 kg/m²,低于中国土壤有机碳平均密度10.83 kg/m²,总有机碳储量为5.39×10⁸ kg。科学合理地进行土地利用方式调整与管理,可以增大喀斯特小流域土壤有机碳储量。     

塘库沉积的137Cs法断代测定三峡库区小流域产沙量

本文以三峡库区重庆忠县黄冲子小流域和工农沟小流域为研究区域,依据塘库修建时间(1955年)、退耕还林工程启动时间(2000年)和~(137)Cs示踪技术,确定了小流域不同时期产沙量及产沙模数,并分析比较了不同小流域的塘库沉积物~(137)Cs含量和产沙模数。研究结果表明,黄冲子小流域和工农沟小流域1955~1963年、1963~2000年、2001~2014年的产沙模数均呈下降趋势,库区小流域生态环境得到明显改善;黄冲子小流域不同时期产沙模数均大于工农沟小流域,工农沟塘库沉积物1963年~(137)Cs峰值和表层泥沙~(137)Cs浓度均小于黄冲子塘库,主要与小流域的土地利用类型以及侵蚀方式有关。在以后的研究中,应该加强库区小流域沟道侵蚀产沙量的定量估算,为长江经济带生态环境建设提供参考依据。     

黔西南喀斯特地区红色风化壳的物源及元素迁移特征

南方喀斯特地区广泛分布着大量的红色风化壳,其成因及形成机制目前还存在争议。本文以贵州黔西南布依族苗族自治州泥凼石林的两处红色风化壳剖面(ND和YK)为研究对象,来探讨风化剖面上覆红土的物源问题,并计算其主、微量元素及稀土元素的迁移规律,认为本研究两处风化壳上覆红土为下伏基岩原位风化形成的,而且两剖面土壤均继承各自基岩的地球化学特征,并由于pH、风化强度等因素的影响表现出了元素迁移特征上的差异性。     

Analysing the sensitivity behaviour of two hydrology models

Recently, the New Morris Method has been presented as an effective sensitivity analysis tool for mathematical models. The New Morris Method estimates the sensitivity of an output parameter to a given set of input parameters (first-order effects) and the extent these parameters interact with each other (second-order effects). This method requires the specification of two parameters (runs and resolution) that control the sampling of the output parameter to determine its sensitivity to various inputs. The criteria for these parameters have been set on the analysis of a well-behaved analytical function (see Cropp and Braddock, Reliab. Eng. Syst. Saf. 78:77–83, 2002), which may not be applicable to other physical models that describe complex processes. This paper will investigate the appropriateness of the criteria from (Cropp and Braddock, 2002) and hence the effectiveness of the New Morris Method to determine the sensitivity behaviour of two hydrologic models: the Soil Erosion and Deposition System and Griffith University Representation of Urban Hydrology. In the first case, this paper will separately analyse the sensitivity of an output parameter on a set of input parameters (first- and second-order effects) for each model and discuss the physical meaning of these sensitivities. This will be followed by an investigation into the sampling criteria by exploring the convergence of the sensitivity behaviour for each model as the sampling of the parameter space is increased. By comparing these trends to the convergence behaviour from Cropp and Braddock (2002), we will determine how well the New Morris Method estimates the sensitivity for each model and whether the sampling criteria are appropriate for these models. It will be shown that the New Morris Method can provide additional insight into the functioning of these models, and that, under a different metric, the sensitivity behaviour of these models does converge confirming the sampling criteria set by Cropp and Braddock.     

Test of a Modelling System for Estimating Nitrogen Leaching – A Pilot Study in a Small Agricultural Catchment

Nitrogen leaching is a world-wide concern for the quality of ground- and surfacewater. Measures to abate this is still limited by a lack of understanding mechanisms behind all factors describing the leaching process, time lags between countermeasures and improvement in waterquality and spatial distribution of nitrogen leaching. The purpose of this study was to do an initial test of the SOILNDB model system which is built on the existing mechanistic SOIL and SOILN models and an automatic parameterization procedure for use of simplified input data. The test was done by simulating nitrogen leaching from each of the 150 fields in a small catchment during a three-year study period. The simulated mean root-zone nitrogen leaching rate from all the fields in the catchment was compared to measurements of nitrogen flow in the stream draining the catchment and showed good agreement in between-year dynamics.     

岩溶山区雨水资源有效利用研究——以贵州省普定县马官地下水库为例

以贵州省普定县马官地下水库为例,从区域岩溶地质概况、成库条件、库容分析和降雨量及补给量计算、工程效益等方面,对马官地下水库进行了研究,阐述了马官地下水库是岩溶山区雨水资源有效开发利用的典型,具有推广意义。     

长江源头的小流域综合治理及其效能

孟宗沟小流域是长江源头高寒牧区水土流失综合治理试点。通过沟道与坡面两方面的治理，工程措施与生物措施相结合，增加地面、坡面植被，栏蓄径流，减少泥沙下泄，在防护效能上取得了显著成果。     

碳酸盐岩地表岩溶与红粘土

从红粘土的分布特征、土体构造特征及土性特征入手,系统研究红粘土的成因,包括研究碳酸盐岩地表岩溶与红粘土的相互作用、红粘土的物质来源、土中矿物的种类和形成条件;着重分析碳酸盐岩地表岩溶的作用、特点对红粘土形成的重要影响;认为碳酸盐岩地表岩溶作用和红土化作用是红粘土特殊成因中的两种最重要的地质作用,而前者不仅是控制红粘土性质的主要因素,还影响成土后期的土质演化过程。红粘土特殊性的本质源于特殊的成因。