黄河中游水保措施对入黄干支流泥沙特性的影响:Ⅰ. 泥沙粒径变化

过去关于水土保持措施影响的研究多侧重于减水减沙的影响,对泥沙组成影响的研究则相对较少。本文以大量的实测资料为依据,以河口至龙门间区域自然与水土保持条件为背景,将水保措施类型、河道水流泥沙条件与流域地貌条件结合考虑,借助统计分析方法对采用水保措施前后该区域（尤其是与黄河中游水土流失密切相关的黄土高原与沙砾丘陵区域）的泥沙粒径分布变化进行了探讨。分析表明,泥沙粒径分布变化极其复杂,对应于不同地貌类型条件的泥沙组成遵循不同的分布规律。黄土丘陵区河流中的悬移质泥沙级配服从正态分布规律,而沙砾丘陵区河流中的泥沙级配则服从皮Ⅲ型分布规律。当分布函数的类型确定后,泥沙粒径分布由该分布函数的几个参数共同决定,这些参数分别反映了泥沙从流域表层搬运到对应级别河流的过程中地貌形态及水土保持措施的影响。文中由多学科综合研究得到的结论,对黄河中游水土保持效益研究具有重要意义。     

洞庭湖区灾后重建的流域生态管理学思考

洞庭湖中上游水土流失加剧,导致湖区调蓄能力下降,垸高田低,灾害频率上升。为抗御洪水,堤防越筑越高,造成洪水位抬高等副作用。对此,提出流域生态管理对策：①将长江流域生态安全列为国家安全战略体系的重要内容之一；②将非蓄洪性质的围垦调整为蓄洪性质的围垦,正常年份耕种,大洪水时用其蓄洪；将封闭式围垦种植改造成为半封闭型的养殖与留湖调蓄；③环境移民城镇安置,缓解人口对土地、湖泊的压力；④进行避洪、耐渍型生态设计,建立适应水体、湖洲和低湖渍害田的复合高效生态工程；⑤调整丘岗地利用结构与重建山区植被是减灾的治本措施。量大、面广的水土流失发生在丘陵坡地     

金属喷涂层在青海盐湖水中的腐蚀初探

喷锌、喷铝、喷锌铝合金三种保护层材料在青海格尔木盐水湖进行1年暴露试验,采用电化学方法研究了该金属喷涂层材料的腐蚀情况,并将其与碳钢的实验结果相对照,初步探讨了其耐蚀机理。     

硫循环的酶促反应机制及湖泊环境效应

在湖泊沉积物表层存在着强烈的生物作用 ,使SO2 -4 转变成S2 -,然后和Fe2 + 结合而固定在沉积物中 ,这种SO2 -4 的清除机制具有重要的环境意义。本文论述了H2 S的产生和各种形态硫转变成SO2 -4 的酶促反应机制 ,并阐述了不同微生物电子传递载体、最终电子受体和电子进入传递链的部位的差异以及生成ATP的数目和环境效应的差异。     

湘江衡阳段沉积物对硝态氮的吸附特性研究

为探究沉积物对水体中硝态氮的吸附特性,以湘江衡阳段上游沉积物为研究对象,通过室内模拟吸附试验,探讨沉积物吸附硝态氮的影响因素、动力学规律及吸附等温线特征,并且利用SEM、FTIR等表征手段揭示吸附机理。结果表明,环境因素的改变会对硝态氮的吸附产生一定影响,泥水比的增大使沉积物的固体浓度效应明显,吸附量减小;硝态氮初始质量浓度越高,吸附量越大;温度越低越有利于沉积物对硝态氮的吸附;扰动速率偏高和偏低都会使吸附量减小。吸附过程在60 min后逐渐达到稳定,其吸附过程符合准二级动力学模型方程和Langmuir等温吸附方程,以化学吸附和单分子层吸附为主。SEM表征分析表明,沉积物呈粗糙多孔的片层结构,具有较多的吸附位点;FTIR表征分析表明,沉积物对硝态氮有一定的吸附作用,沉积物中含有羟基、酰基等多种基团,与硝态氮反应的机理主要表现为置换和吸附作用。     

滇池疏浚底泥中重金属对蔬菜种植生态安全的影响

滇池疏浚底泥富含蔬菜需求的营养成分,农用可提高土壤保水肥能力,改良土壤的适耕性,有利于植物的生长发育,有一定的增产效果,但可能存在重金属污染问题。通过底泥试验及加入石灰钝化试验,对生菜、白菜、棒菜和萝卜4种蔬菜施用疏浚底泥作为有机肥进行种植,分析底泥农用后其重金属对蔬菜的影响,并进行风险评价。结果表明,盆栽试验中,底泥施用量控制在5%(0.05 kg/kg)内且加入石灰改良后,蔬菜中Cu和Cd含量显著降低,但对Pb、Zn效果不明显。叶菜类蔬菜(生菜、白菜、棒菜)重金属富集能力(BCF)从大到小均表现为Cd、Pb、Zn、Cu,而块茎类萝卜BCF表现为Cd、Zn、Pb、Cu。研究表明,化学致癌物Cd与非化学致癌物Pb、Zn、Cu引起的健康风险均在终身可接受风险水平。     

舟山潮差带海相沉积物的物理和化学特征

为舟山潮差带海相沉积物固结机理的深入研究提供物质基础,采用激光粒度仪分析了海相沉积物的粒度组成,并测试了海相沉积物的化学元素、化合物种类及其相对含量,还使用X-射线衍射技术分析了海相沉物的矿物组成。结果表明:海相沉积物含水率高、初始孔隙比大、呈流塑状,为低液限粉质黏土;活性指数为12.4,属于活动黏性土,矿物的亲水性较好;全盐含量高达9~11.2 g/kg,阳离子交换能力不强,有机质含量(5.82~12.7 g/kg)较高;pH 值为7.35~8.36,呈弱碱性,加上孔隙水中K+ ,Na+ ,Ca2+ ,Mg2+ 的存在,使得高岭石常不稳定,有向伊利石、蒙脱石或绿泥石转化的趋势。     

Impact of Climate and Land Use Change on Streamflow and Sediment Yield in a Snow‐Dominated Semiarid Mountainous Watershed

This study investigates the impact of climate and land use change on the magnitude and timing of streamflow and sediment yield in a snow‐dominated mountainous watershed in Salt Lake County, Utah using a scenario approach and the Hydrological Simulation Program — FORTRAN model for the 2040s (year 2035–2044) and 2090s (year 2085–2094). The climate scenarios were statistically and dynamically downscaled from global climate models. Land use and land cover (LULC) changes were estimated in two ways — from a regional planning scenario and from a deterministic model. Results indicate the mean daily streamflow in the Jordan River watershed will increase by an amount ranging from 11.2% to 14.5% in the 2040s and from 6.8% to 15.3% in the 2090s. The respective increases in sediment load in the 2040s and 2090s is projected to be 6.7% and 39.7% in the canyons and about 7.4% to 14.2% in the Jordan valley. The historical 50th percentile timing of streamflow and sediment load is projected to be shifted earlier by three to four weeks by mid‐century and four to eight weeks by late‐century. The projected streamflow and sediment load results establish a nonlinear relationship with each other and are highly sensitive to projected climate change. The predicted changes in streamflow and sediment yield will have implications for water supply, flood control and stormwater management.     

Road Erosion and Delivery Index (READI): A Model for Evaluating Unpaved Road Erosion and Stream Sediment Delivery

The Road Erosion and Delivery Index (READI) is a new geographic information system–based model to assess erosion and delivery of water and sediment from unpaved road networks to streams. READI quantifies the effectiveness of existing road surfacing and drain placements in reducing road sediment delivery and guides upgrades to optimize future reductions. Roads are draped on a digital elevation model and parsed into hydrologically distinct segments. Segments are further divided by engineered drainage structures. For each segment, a kinematic wave approximation generates runoff hydrographs for specified storms, with discharge directly to streams at road–stream crossings and onto overland‐flow plumes at other discharge points. Plumes are attenuated by soil infiltration, which limits their length, with delivery occurring if plumes intersect streams. Sediment production and sediment delivery can be calculated as a relative dimensionless index. READI predicts only a small proportion of new drains and new surfacing results in the majority of sediment delivery reductions. The model illustrates how the spatial relationships between road and stream networks, controlled by topography and network geometries, influence patterns of road–stream connectivity. READI was applied in seven northern California basins. The model was also applied in a recent burn area to examine how reduced hillslope infiltration can result in increased hydrologic connectivity and sediment delivery.     

潮白河中游沉积物中重金属分布、来源及生态风险评估

潮白河是海河五大支流之一,其中游位于河北省,地处北京市下游和天津市上游,非汛期来水主要为北京市工业废水和生活污水.为了解潮白河中游沉积物重金属污染分布特征、来源、生态风险及可能受北京市来水的影响,于2018年6月采集9个表层沉积物样品和2个柱状沉积物样品,使用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb等7种重金属的质量分数.结果表明:①潮白河中游表层沉积物中w（Cr）、w（Ni）、w（Cu）、w（Zn）、w（As）、w（Cd）、w（Pb）的平均值分别为31.47、14.74、14.73、44.80、4.91、0.23、17.98 mg/kg,7种重金属质量分数除在5号采样点突然增加外,均沿河流方向呈先降后升的趋势.在垂直方向上,7种重金属在5号采样点出现富集,在9号采样点其质量分数则呈减轻趋势.②通过相关性分析和主成分分析可知,潮白河中游沉积物中Cr、Ni、Cu、As、Pb主要来源于工业和交通污染;Zn和Cd则主要来源于农业面源和生活污染.③地累积指数评价和潜在生态风险指数显示,潮白河中游表层沉积物重金属污染主要以Cd、Pb、Cu和As为主,其中Cd的潜在危害最高,各采样点综合潜在生态风险指数大小依次为5号> 2号> 3号> 9号> 1号> 8号> 4号> 7号> 6号.研究显示,潮白河中游沉积物重金属污染在5号采样点最严重,其中Cd污染程度最高,其来源主要为区域农业生产和居民生活等人类活动,应加强区域内农业和生活污染防治.