不同类型生态浮床对富营养河水脱氮效果及微生物菌群的影响

通过设施大棚内容积为1.5 m3的人工模拟池试验,研究了框式与传统旱伞草浮床对富营养河水氮素转化及微生物菌群的影响. 传统浮床是以聚乙烯泡沫板为载体,栽植陆生植物来削减水体氮磷和有机物质等,从而达到净化水质的效果. 框式浮床是以塑料镂空支架为载体,除种植陆生植物外还添加填料等组件的新型浮床. 结果表明:①2种浮床对水体中TN,NH₄+-N和NO₃--N均有显著的去除效果,其中框式浮床和传统浮床的NH₄+-N去除率分别高达91%和86%,TN去除率也分别达到74%和64%,NO₃--N去除率分别为49%和31%. ②2种浮床系统有效地提高了水体中微生物和氮循环细菌总数和种群数量,尤其是框式浮床不同时期均比空白对照高出2～3个数量级. ③氮循环细菌的数量跟水体氮素去除有显著相关性. 其中水体ρ(NH₄+-N)和氨化菌数量呈显著正相关,ρ(NH₄+-N)和硝化菌数量呈极显著负相关,ρ(NO₃--N),ρ(TN)和反硝化菌数量之间呈极显著负相关. ④框式浮床的独特结构使之比传统浮床的去氮能力更强. 其中,填料系统吸附贡献率为8%,植物吸收的去氮贡献为16.5%,微生物系统脱氮则为75.5%;而传统浮床植物系统吸收贡献率为31.8%,微生物系统脱氮贡献率为68.2%. 说明浮床系统中植物吸收只是系统去氮的一种途径,微生物脱氮在2种浮床脱氮途径中占主导作用.      

珠江三角洲水位演变分析

全球气候变暖导致的海平面加速上升已是不争的事实,其长期累积的结果将给沿海地区造成巨大威胁。利用层次聚类分析法、灰关联法、相关分析法等重点分析了海平面上升对珠江三角洲水位的影响。结果显示：海平面上升对珠江三角洲代表站的年平均水位和年最低水位的影响大于对年最高水位的影响;海平面上升对马口站和三水站水位的影响小于河床下切和径流的影响;海平面上升对珠江河口区水位的影响由三角洲深处向口门区有增强趋势。掌握海平面上升对水位的影响规律,对于河口地区的防灾减灾和水资源的合理开发利用具有重要的指导意义。     

水电开发对河流生态系统服务功能的影响——以澜沧江漫湾水电工程为例

人类的经济活动对河流生态系统施加的干扰越来越多,其中既有正面影响,也有负面影响.在剖析河流生态系统服务功能内涵特征的基础上,探讨了水电开发对河流生态系统服务功能影响的机理及途径,建立了评价指标体系和评估方法.并以澜沧江漫湾水电站为对象进行了案例研究.结果表明,漫湾水电工程建设对河流生态系统服务功能正面影响的价值增量为11.30×108元·a-1,负面影响的价值损失为3.27×108元·a-1.正面影响以水力发电产生的经济效益为主,负面影响以河流输沙和维持生物多样性服务功能减弱的价值损失为主.漫湾水电开发生态环境效益与生态环境成本的比值为1:5.56,生态环境影响的净现值为一26853.50×lO'元·a-1.鉴于水电开发经济效益获取所付出的巨大环境代价,提出了水电开发与河流生态系统服务功能可持续调控模型,以期为实现绿色水电开发提供参考.     

玉米对受污染河道复合沉积物的修复

为减轻城市河道沉积物的受污染程度,利用温室盆栽玉米对其中的污染物进行了修复研究试验.结果表明,玉米体内累积最多的重金属是zn,占沉积物中Zn总量的56.69%,其中地上部分为1 985.56 mg·kg-1,占沉积物中Zn总量的30.16%,其余重金属(Pb、Cu、Ni、Cd)均为地上部分小于地下部分;Cd在玉米地上部分的累积量为2.33 mg·kg-1,为沉积物中Cd总量的40.10%;地上部累积的Zn、Pb、Cu和Ni等重金属数量与其离子交换态量显著相关,与重金属总量相关性不明显.种植玉米后沉积物中大分子有机物逐渐向小分子过渡,有效降低了有机物的污染.玉米的根际作用增加了沉积物中的微生物和酶活性.种植玉米较好地修复了受污染河道复合沉积物.     

太浦河饮用水源地取水方式研究

太浦河是上海市青浦区第二自来水厂的水源地。自来水厂从河道直接取水,但河水部分水质未达水源地水质标准,不但加重了处理成本,也导致供水水质不能得到保证。傍河布井取水方式能自然净化水质,特别是能去除某些传统自来水厂直接净化河水不能去除的污染物质。通过分析太浦河地区水文地质及水质水量等,探讨了该研究区傍河布井取水的主要技术条件。结果显示在太浦河傍河布井取水,可获得比直接河道取水更为优良的水质,水量充足,且取水工程经济可行,有很好的开发利用前景。     

上海多自然型河流整治实践与探索

简要介绍上海河流整治的3个发展历程及各阶段的特征,总结了多自然型河流整治过程中基于河流整治的河流形态多样性保护与创建、生态护岸建设、生物多样性培育等技术研究成果,以及基于水质改善的水量水质数值模拟、水环境承载力评价、截污治污、水质修复等技术方法。以工程实例说明,河流形态多样化是创造河流生物生境的基础,生态护岸建设可以营造并促进生物生存环境改善,生物多样性培育可以恢复滨水生态系统,底泥疏浚与截污治污则是水质修复的基础与根本手段,水资源调度有效提高水环境承载能力,生物化学方法加快了水质修复的进程。最后,以多条河流的水质与生物监测结果说明不同技术在上海多自然型河流整治实践中的应用情况。     

梯级拦河堰对典型山地城市河流重金属元素的滞留效应:以重庆市梁滩河为例

梯级拦河堰通过改变水力条件的方式将大量重金属元素滞留到河底沉积物中,滞留在沉积物中的重金属会长期影响地表水质和水生态.在2020年5月采集位于重庆市主城区、布设有梯级拦河堰的典型山地城市河流——梁滩河干流河底沉积物,并监测各河段内沉积物累积量和样品中重金属元素含量以及其它基本理化指标.结果表明,梁滩河干流沉积物ω（As）、ω（Cd）、ω（Cu）、ω（Hg）、ω（Ni）和ω（Pb）均值分别为（4.66±4.78）、（0.361±0.256）、（32.30±14.38）、（0.069±0.039）、（33.47±15.37）和（26.34±11.52） mg·kg^-1,由于污染源空间分布不均和梯级拦河堰对河流连通性的破坏,各点位沉积物重金属含量有着较大的空间变异系数.改进的地累积指数（I_m）显示,Cd是沉积物中污染水平最高的重金属元素;有12.50%的监测点位处于偏中度或中度污染水平,污染主要分布于建设用地集中的上下游区域.潜在生态风险评价指数法（RI）和沉积物质量基准法（SQGs）显示,除污染水平较高、毒性强的Cd和Hg外,流域内背景值含量较高的Ni也对地表水生态风险形成威胁.在梯级拦河堰的影响下,干流沉积物中滞留As、Cd、Cu、Hg、Ni和Pb总量分别为446.10、47.28、4997.80、10.81、5135.68和4048.16 kg,其中Cd、Ni和Pb会长期威胁地表水生态安全.由于较高的重金属滞留总量和更易形成厌氧环境,各级拦河堰上游附近河段也是重金属内源释放所需关注的重点区域.利用主成分分析和聚类分析解析沉积物中重金属元素来源：Cd、Cu和Pb主要源于居民/工业点源污染;Hg主要源于农业面源污染;As和Ni主要源于自然土壤侵蚀.     

北京市河流秋季浮游动物群落特征分析

为了解北京市河流浮游动物群落空间分布特征及其与水环境因子之间的关系,于2017年9月采集了北京市28个水体的81个断面的样品,鉴定出浮游动物4类68种,其中原生动物17种占25%,轮虫36种占53%,枝角类13种占19%,桡足类占3%,主要是桡足幼体和无节幼体. 15种优势种中12种主要来自于轮虫和桡足类.山区河流浮游动物以原生动物和桡足类为主,城郊结合区以桡足类为主,城区以轮虫为主.综合水质标识指数法、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数计算结果表明,山区河流水质总体上优于城区,城市水质优于城郊结合区;采用单因子水质标识指数法识别出水体主要污染因子为总氮.通过主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)后发现,NH_4+~-N、BOD_5和COD等对浮游动物特征影响较大.     

Evolving Expectations of Dam Removal Outcomes: Downstream Geomorphic Effects Following Removal of a Small,Gravel‐Filled Dam1

Kibler, Kelly, Desiree Tullos, and Mathias Kondolf, 2011. Evolving Expectations of Dam Removal Outcomes: Downstream Geomorphic Effects Following Removal of a Small, Gravel‐Filled Dam. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 1‐16. DOI: 10.1111/j.1752‐1688.2011.00523.x Abstract: Dam removal is a promising river restoration technique, particularly for the vast number of rivers impounded by small dams that no longer fulfill their intended function. As the decommissioning of small dams becomes increasingly commonplace in the future, it is essential that decisions regarding how and when to remove these structures are informed by appropriate conceptual ideas outlining potential outcomes. To refine predictions, it is necessary to utilize information from ongoing dam removal monitoring to evolve predictive tools, including conceptual models. Following removal of the Brownsville Dam from the Calapooia River, Oregon, aquatic habitats directly below the dam became more heterogeneous over the short term, whereas changes further downstream were virtually undetectable. One year after dam removal, substrates of bars and riffles within 400 m downstream of the dam coarsened and a dominance of gravel and cobble sediments replaced previously hardpan substrate. New bars formed and existing bars grew such that bar area and volume increased substantially, and a pool‐riffle structure formed where plane‐bed glide formations had previously dominated. As the Brownsville Dam stored coarse rather than fine sediments, outcomes following removal differ from results of many prior dam removal studies. Therefore, we propose a refined conceptual model describing downstream geomorphic processes following small dam removal when upstream fill is dominated by coarse sediments.     

Human Impacts to River Temperature and Their Effects on Biological Processes: A Quantitative Synthesis1

Hester, Erich T. and Martin W. Doyle, 2011. Human Impacts to River Temperature and Their Effects on Biological Processes: A Quantitative Synthesis. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 47(3):571‐587. DOI: 10.1111/j.1752‐1688.2011.00525.x Abstract: Land‐use change and water resources management increasingly impact stream and river temperatures and therefore aquatic organisms. Efforts at thermal mitigation are expected to grow in future decades. Yet the biological consequences of both human thermal impacts and proposed mitigation options are poorly quantified. This study provides such context for river thermal management in two ways. First, we summarize the full spectrum of human thermal impacts to help thermal managers consider the relative magnitudes of all impacts and mitigation options. Second, we synthesize biological sensitivity to river temperature shifts using thermal performance curves, which relate organism‐level biological processes to temperature. This approach supplements the popular use of thermal thresholds by directly estimating the impact of temperature shifts on the rates of key biological processes (e.g., growth). Our results quantify a diverse array of human thermal impacts, revealing that human actions tend to increase more than decrease river temperatures. Our results also provide a practical framework in which to quantify the sensitivity of river organisms to such impacts and related mitigation options. Finally, among the data and studies we synthesized, river organisms appear to be more sensitive to temperature above than below their thermal maxima, and fish are more sensitive to temperature change than invertebrates.