水库缺氧区时空演化特征及驱动因素分析

湖库水体在热分层时期的缺氧现象将严重影响底层水体水质,破坏底层水生生物栖息环境,导致湖库整体水质及生态环境质量的下降。本文以引滦入津源头工程大黑汀水库为例,研究了水库热分层及缺氧区的时空演化特征,识别了在一定的水质及底质污染状况条件下,水库缺氧区形成与演化的主要驱动因素。研究表明,大黑汀水库缺氧现象出现时间为每年6月份至10月份,最严重时全库有60%的回水区域会出现缺氧问题,坝前延伸距离可达12.0 km。缺氧区内水体溶解氧浓度低于2.0 mg/L。研究认为,热分层状况是决定水体溶解氧状况及缺氧区演化的主要驱动因素;藻类浓度通过对溶解氧结构及底层水体耗氧条件的影响驱动了缺氧区的年内演化规律;水库的地形条件变化是水体缺氧区形成的重要辅助性因素;水动力学条件则主要影响水库缺氧区的稳定性。     

层理压剪特性及裂纹沿层与穿层破坏数值模拟及其机理研究

针对岩石工程中的节理缺陷,基于统计损伤理论,对含裂隙及层理情况下的小尺寸试样进行了单轴压缩数值模拟。结果表明: 不含预制裂纹的节理模型裂隙顺着节理产生,含裂隙及节理模型裂隙沿预制裂纹尖端及节理产生,仅含预制裂隙模型裂隙沿预制裂纹尖端产生; 节理倾角较小时,节理发生剪切破坏,预制裂隙的翼裂纹主要发生穿层破坏,节理倾角较大时,节理发生拉伸破坏,预制裂纹的翼裂纹主要发生沿层破坏,且靠近预制裂纹的节理破坏更加剧烈; 随着节理倾角的增大,峰值荷载先减小后增大,当节理倾角为 45°时试样的峰值荷载最小,含预制裂纹及节理下的模型峰值强度最低,仅含节理的模型峰值强度较大,仅含预制裂隙下的模型峰值强度最高。基于声发射规律推导了层理压剪损伤过程的本构方程,结合数值模拟结果,得到加载过程中岩样的损伤变化一共分为四个阶段,即线弹性变形阶段、裂纹萌生阶段、裂纹加速扩展阶段及损伤平稳发展阶段。同时,讨论了层理裂隙沿层及穿层破坏的理论解释,认为层理抗拉强度及倾角是影响裂隙的沿层及穿层破坏的关键因素。     

Effect of Thermal Stratification on Phytoplankton and Nutrient Dynamics in a Regulated River (Saar,Germany)

The weir pool Serrig is the deepest one along the impounded river Saar. Damming caused massive changes in the river's hydrodynamics. We analyzed the spatio‐temporal variability of thermal density stratification in the weir pool and its effect on phytoplankton and nutrient dynamics. In the analysis, continuous measurements from the years 2014 and 2015 were combined with three two‐day sampling campaigns in spring 2015. Thermal stratification occurred regularly in the downstream section of the weir pool during spring and summer and showed a diurnal rhythm. Temperature differences >1 K between the 1 and 2 m water layer were observed during 34 out of 217 days (16%) in 2014, with maximum temperature gradients up to 3.71 K. Whereas the influence of thermal stratification on phytoplankton biomass and distribution was low during the algal bloom in early spring, stratification events between May and July promoted temporary algal blooms in the surface layer with chlorophyll a concentrations up to 98 µg Chla l^?1 and a maximum difference between the 1 and 2 m water layer of 36 µg Chla l^?1. Some of the stratification events resulted in reduced concentrations of dissolved nutrients in the surface layer as a result of increased uptake by algae, with maximum gradients between the surface and the 8 m water layer of 0.070 mg ortho‐PO₄^3‐‐P l^?1, 0.136 mg NH₄⁺?N l^?1 and 0.24 mg NO₃¯?N l^?1. These vertical gradients should be considered in sampling protocols for the assessment of the water quality of temporarily stratified river sections. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

官厅水库夏季叶绿素a浓度短时分布特征

分析官厅水库夏季(8月份)叶绿素a浓度短时变化特征,对于水库水体富营养化研究具有重要意义。利用以分钟为步长的水温、水深及叶绿素a浓度实测数据及气象数据,对叶绿素a浓度垂向及昼夜变化特征进行了分析。结果表明:叶绿素a浓度最高值是表层浓度的1.5~2倍,其出现位置与温度跃层位置基本一致。叶绿素a浓度具有昼夜周期性变化特征。白昼,温度跃层以上叶绿素a浓度随水深增加逐渐增加,在温度跃层以下,随水深增加逐渐降低;夜间,温跃层以上叶绿素a浓度基本稳定不变,在温度跃层以下与白昼变化趋势相同。表层水体叶绿素a浓度夜间大于白天,且与光照及表层水温呈负相关。水库叶绿素a浓度短时分布特征主要与温度分层以及限制性营养盐磷的释放有关。     

滨海核电厂明渠深水温排放三维数值模拟研究

核电厂温排水对海域环境的影响不容忽视,数学模型是预报温排水扩散范围的重要手段。三维数学模型能反映水温垂向分层,相比二维模型更为精细,由于其对垂向流速求解存在简化,应用于不同排放型式的模拟精度尚需要深入论证。本文针对深水明渠排放型式开展了温排水三维数值模拟,计算结果与物理模型及近区浮射流模型Cormix进行了对比,结果表明三维数学模型计算的1 ℃温升范围与物理模型接近,4 ℃温升范围较物理模型和Cormix显著偏小。本项研究表明现有三维数学模型单独应用于明渠水深排放型式难以同时兼顾近远区模拟精度,需要进一步开展与近区浮射流模型的耦合研究以提升其适用性。     

潘家口水库热分层期溶解氧垂向分布及影响因素

为探究水库热分层对溶解氧垂向分布的影响,2019年8月在潘家口水库设置监测平台,分别采用YSI-EXO2监测仪和NISKIN采样器进行监测和水样采集,测定库区水温、溶解氧、pH、浮游植物等水质指标的垂向分布,分析水体热分层期溶解氧垂向分布的影响因素及溶解氧极小值（MOM）的形成原因。结果表明：潘家口水库8月存在显著热分层现象,水温呈混合层-温跃层-滞温层结构。混合层溶解氧浓度大于6.5 mg/L;温跃层受热分层等影响显著,层内出现MOM,梯度明显增大,浓度显著减小;滞温层溶解氧逐渐恢复。相关性分析表明：溶解氧与水温和浮力频率显著相关,热分层是MOM形成的主要物理因素;溶解氧与浮游植物生物量和pH呈正相关,温跃层浮游植物的呼吸作用、营养物质的积累和有机物质的氧化分解等生物和化学因素在一定程度上促进了MOM的发展。     

梯度养老:渐进城市化中的农民养老模式及农地角色分析——一项基于嵌入理论视角的田野研究

强调农地社保的"乡土养老话语"与强调土地流转的"社保养老话语"对农民养老与农地制度改革关系争论激烈.本文以河南省L村一组为田野案例,以动态嵌入为分析框架,审视农民养老与农地制度关系问题,考察当下养老议题中老年农民、农地制度、市场及三代家庭之间的互动机制.研究发现,在经济性增强的同时,老人种地行为更深度地嵌入"渐进城市化...     

滨海核电厂冷却水明渠浅水排放三维数值模拟

温排水是滨海核电厂面临的重要环境问题,模型预报是评价排放影响的主要手段。三维数学模型能精细反映温排水扩散,是预报模型的主要发展方向,但目前其模拟适用性尚需要进一步深入研究。本文以某浅水明渠排放核电厂为例,开展了海域潮流及温排水三维数值模拟,并与二维模拟及物理模型试验进行了对比分析,比较结果表明,三维数学模型模拟的近区水温垂向分布与物理模型吻合,模拟的表层4℃和1℃温升范围与其它模型相比具有合理性。研究结果表明三维数学模型能合理反映浅水明渠排放浮力作用下的水温分层,较好兼顾近区和远区的模拟精度,对此种排放型式具有较好的适用性。     

河道型深水库的温度分层模拟

本文建立了计入浮力影响的立面二维水温模型，用二滩的实测资料对模型进行了验证，再将该模型应用于另一待建的河道式深水库，精细地模拟出斜温层的形成、发展和消失，分析了水库全年的温度分层结构。