土壤渗滤处理系统运行控制的模拟研究

通过建立地下水数学模型,回答了土壤渗滤工程运行控制中的两个难点问题:(1)工程运行水力负荷.当工程地块周边存在河流时,河流水位低时,有助于增加水力负荷,反之则降低水力负荷;实际土壤运行面积的增加和独立运行单元之间的间距增加也能够增加工程运行水力负荷.(2)地下水水质监测井的优化布设.模拟工程运行后地下水水质空间分布特征,在地下水水质最不利的位置和其他特别关注的位置布置监测井,从而能够以具有典型代表性且数目较少的监测井达到准确评估工程对地下水水质影响的目的.     

冬季衡水湖沉积物微生物群落结构特征及影响因素

湖泊沉积物中的微生物对有机物和营养盐的转化起着重要作用,其群落结构也会受环境因子的影响。为探究冬季衡水湖沉积物中微生物群落结构差异及影响因素,基于16S rRNA基因高通量测序,分析衡水湖不同湖区表层沉积物中微生物群落结构组成、多样性及与环境因子之间的响应关系。结果表明：不同湖区沉积物中微生物群落多样性表现为湖北区>湖心区>湖南区,湖北区与湖心区沉积物的微生物群落结构存在极显著差异（P<0.01）。在门水平上,湖心区沉积物中绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度显著高于其他湖区,这与湖心区有机污染严重有关;在属水平上,湖北区沉积物中P9X2b3D02相对丰度显著高于其他湖区,说明该菌属更适宜在水生植物丰富的环境下生长繁衍。有机碳（TOC）浓度是衡水湖水体沉积物微生物群落结构的关键影响因素,TOC浓度与微生物菌属相对丰度的高相关性与沉积物有机污染严重有关。     

三峡水库补水调度对东洞庭湖典型沉水植物生境适宜性的影响

沉水植物是东洞庭湖水生态修复的重要物种,水深是影响沉水植物生长的关键因子之一。为定量描述三峡水库不同补水调度方式对东洞庭湖典型沉水植物生长生境的影响,以刺苦草(Vallisneria spinulosa)为目标物种,利用物理栖息地模型建立三峡水库补水调度期间不同出库流量与东洞庭湖刺苦草生长生境加权可利用面积(WUA)的关系。结果表明：刺苦草生长生境的适宜水深为0.2～1.8 m,最适宜水深为0.5～1.0 m;三峡水库实施补水调度后,东洞庭湖刺苦草生长生境的WUA整体呈现均匀上升趋势;三峡水库补水调度期间,出库流量为5 500～10 500 m³/s时,刺苦草生长生境最适宜水深范围对应的WUA呈现先增后减趋势,在出库流量为9 500 m³/s时WUA最大(74.46 km²),可认为刺苦草生长最适宜出库流量为8 500～10 500 m³/s。研究成果可为通过三峡水库生态调度进行东洞庭湖水生态环境恢复及保护提供参考。     

基于MSPA与电路理论的黄河流域甘肃段生态安全格局构建

作为高质量发展的前提和基础,生态安全格局构建不仅能够警示潜在重大生态环境问题,而且有利于维护生态系统的健康稳定。以黄河流域甘肃段为研究区,采用形态学空间格局分析(MSPA)方法,融合基于In VEST模型的生境质量评估及生态服务功能空间分布,识别生态源地并进行分级。综合自然地理与社会经济因素构建阻力面,依据随机游走理论提取生态廊道,基于电路模型辨识生态夹点、障碍点等关键生态节点,并在此基础上结合甘肃省国土空间规划,构建研究区生态安全格局。结果表明：生态源地主要分布于研究区南部和东部边缘,空间分布不均且破碎化,总面积1.08×10⁴ km²,其中核心生态源地2.45×10³ km²;识别生态廊道257条,总长度6.06×10³ km,其中关键陆地生态廊道22条,长度50.7 km,关键河流生态廊道40条,长度494 km;识别生态夹点109处,面积206 km²,识别一级生态障碍点37处,面积1.59×10³ km²     

基于MaxEnt模型预测斑尾榛鸡在中国的潜在适生区

斑尾榛鸡（Bonasa sewerzowi）是我国特有种鸟类,国家一级保护动物,研究斑尾榛鸡在国内的适生区可为其保护提供参考。从全球生物多样性信息机构（global biodiversity information facilyty,GBIF）选取1980年至2020年9月人工观察记录并上传到网站的101个斑尾榛鸡出现位点,结合31个环境变量,利用最大熵模型（maximum entropy,MaxEnt）和地理信息系统（geographic information system,GIS）技术,对其适宜生境进行预测。结果表明MaxEnt模型的预测精度较高（AUC平均值为0.906）。刀切法（Jackknife）结果显示,距河流最近距离、距道路最近距离、距居民点距离、最冷月最低温度、海拔是影响斑尾榛鸡生境的5个重要环境变量。该模型预测斑尾榛鸡的高适生区主要分布在甘肃西南部、青海东部以及四川北部地区;其次在西藏东部、云南北部地区有零星的高适生区。潜在的适生区破碎化比较严重,在未来修复破碎化的生境,扩大斑尾榛鸡高适生区范围,对于合理有效保护该物种及其生境有重要意义。     

阊江上游河道整治底质粒径变化对鱼类群落多样性的影响

河床基质为溪流鱼类的重要栖息地.为研究溪流河道整治后基质组成变化对鱼类群落结构产生的影响及其作用机制,在阊江上游选取急流浅滩与缓流浅滩两种典型溪流生境,对比分析了两种生境河道整治前后鱼类群落结构的变化及其主要原因.结果表明,采集鱼类数量由河道整治前的24种降低至整治后的17种,但前后不存在显著性差异(P＞0.05);鱼类群落优势种由河道整治前的5种降低至整治后的3种.河道整治前鱼类群落的Shannon-Weiner指数、Simpson指数、Margalef指数和Pielou均匀度指数分别为1.623～2.253,0.715～0.866,1.680～3.109和0.652～0.813;整治后分别为 1.120～1.679,0.528～0.724,1.444～2.695和0.508～0.722.除春季和秋季整治后的Margalef指数高于整治前,其余各季节,河道整治前的多样性和均匀性指数均要高于整治后(P＜0.05).主要原因在于河道整治后河床基质粒径及粒径多样性降低、流态减少等使生境异质性降低.因此,建议在河道整治过程中避免选择性清除大粒径基质及裁弯取直等,以维持河床基质的多样性,从而防止或降低施工带来的不利影响.     

水洗碳氢溶剂废气的废水生物降解效能及影响因素研究

采用厌氧折流板反应器(ABR)/连续搅拌反应器(CSTR)组合工艺,通过构建共基质体系对水洗碳氢溶剂废气的废水(简称水洗废水)进行处理研究,探讨了共基质体系可行性,考察了水力停留时间(HRT)、硝化液回流比(R,%)、COD和氨氮质量比(C/N)、pH等对水洗废水处理效率的影响。结果表明:(1)共基质体系对去除水洗废水中难降解有机物效果显著。水洗废水占总废水的体积分数≤60%时共代谢效果最佳,COD平均去除率高于84%,氮污染物的去除受该体系影响小。(2)HRT=12h时碳污染物去除效果最佳,COD平均去除率为89.40%。较长的HRT利于脱氮,HRT=24h时氨氮平均去除率达98%,平均出水氨氮为0.87mg/L。R=300%(体积分数)时碳氮污染物去除效果最优。(3)C/N=10时组合装置对废水的脱氮除碳性能最好,COD、总有机碳(TOC)、氨氮和TN平均去除率分别为87.93%、93.11%、95.94%和77.29%。除碳最适pH为6.7,脱氮偏好碱性环境(pH=8.6)。     

不同水力条件下圆柱桥墩局部冲刷试验研究∗

桥墩冲刷是导致桥梁水毁的主要原因,研究不同水力条件下局部冲刷对桥梁的影响具有重要意义。通过开展不同流速和水深下圆柱桥墩模型冲刷试验,研究了圆柱桥墩周围泥沙的局部冲刷发展规律,特别是流速和水深对桥墩局部冲刷的影响。试验研究表明:随着时间的发展,最大冲刷深度与冲刷坑范围在前期急剧发展,随后发展逐渐缓慢,直到冲刷处于近似平衡阶段。最大冲刷深度最开始出现在墩前侧方,随后始终出现在墩正前方附近,最小冲刷深度出现在墩的正后方附近,墩后的冲刷深度不足墩前深度的50%。流速和水深是影响桥墩的局部冲刷的关键因素,最大冲刷深度和冲刷坑的范围随着流速和水深增大而增大,相比于水深,冲刷深度和冲刷坑范围受流速的影响较大。     

基于Ecopath模型的北方典型中小河流生态系统营养结构与能量流动分析

中小河流多而广,是与人类最为亲近的河流类型,但受到的人为改造及生产生活活动干扰强度也最大,表现出的生态退化程度更为明显。以北方典型中小河流清潩河(许昌段)为例,基于2021年夏、秋季水生态调查结果,采用Ecopath with Ecosim软件构建了夏、秋季食物网模型。模型模拟结果显示,清潩河生态系统主要由5个整合营养级(范围值为1.00～3.29)构成,其中,营养级Ⅰ、Ⅱ传递效率较低,严重阻碍了能量向更高营养级流动,夏、秋季系统总转化效率分别仅为1.08%和1.82%。清潩河生态系统夏、秋季交互营养关系无明显变化,捕食者中除翘嘴鲌外均表现出对饵料生物较强的抑制作用。对生态系统总体特征的分析发现,夏季生态系统规模(总流量为2 571.06 t·km^-2)大于秋季(1 472.58 t·km^-2),同时,Finn循环指数(FCI)和Finn平均路径长度(FML)计算结果也表明夏季生态系统成熟度和稳定性优于秋季。最后,利用食物网模型筛选出不同营养级范围的关键功能组为浮游植物、软体动物和翘嘴鲌。根据这3类生物的习性特征与生境适宜性需求,提出限制浮游...     

供水管网震后流量监测点的动态分级优化布局研究

为了提高管网地震监测点布局的准确性和合理性,基于管网微观水力计算模型和动态分级法,提出供水管网震后流量监测点的动态分级优化布局模型。首先,利用管网微观水力计算模型计算管段流量的影响系数,构建管段的影响系数矩阵,并利用信息熵确定管段权重;其次,标准化处理影响系数矩阵,通过聚类迭代提出供水管网地震流量监测点优化布局的动态分级方法,对供水管网震后流量监测点进行优化布置分级评定;最后,根据工程实例进行方法实践,结果表明:供水管网中的管线分类较为科学合理,地震监测点在供水管网上分布也比较均匀,而且该模型在一定程度上消除了人为因素的影响,保障了震时管网的监控效果和日常建设的合理性。