黄河口水下三角洲冬季床面变化初步观测研究

黄河携带大量泥沙入海,底床沉积物在波、潮、流等水动力条件作用下会不断地发生再悬浮与输运,形成黄河三角洲海底面的动态变化过程。利用自主研发的电阻率探杆三脚架,观测了水动力作用下海床面的侵蚀与淤积过程。研究结果显示,研究区涨落潮过程中海水浊度的变化主要受波高的影响,近底床位置海水浊度的变化趋势是涨潮过程中海水浊度上升,落潮过程中海水浊度降低。侵蚀或淤积是海床面泥沙的再悬浮与悬沙沉降共同作用的结果。研究区冬季的海床面变化以侵蚀为主,当沉降作用强于侵蚀淤积作用时,即使海床所受切应力大于沉积物临界切应力,海床仍发生淤积。     

洪湖沉积物碳氮磷分布特征及污染评价

洪湖是中国第七大淡水湖,富营养化问题日益突出。全面了解洪湖沉积物氮、磷、有机质的含量及分布特征,对掌握其富营养化现状与氮磷污染生态风险具有重要意义。在湖区布设了8个采样点,2019年10月采集50 cm柱状沉积物,分别测定不同深度沉积物总氮(TN)、总磷(TP)以及有机质(OM)含量,分析了TN、TP 和OM 含量的空间分布特征及相关性,并运用综合污染指数法评价其对应的污染程度。结果表明:洪湖沉积物TN含量在467.8~8 454.5 mg/kg之间,平均值2 167 mg/kg,为重度污染,其中近一半的采样点表层沉积物TN含量>5 000 mg/kg;TP含量在502.7~1 252.4 mg/kg之间,平均值693.8 mg/kg,除杨柴湖为重度污染外,其他大部分地区为中度污染;有机质含量占比在5.0%~24.9%之间,平均值9.6%,为重度污染。在垂直空间上,TN、TP 和OM 均在沉积物表层垂向深度0~20 cm存在明显的积累,其含量随垂向深度的增加而迅速降低。研究成果可为洪湖富营养化的控制与治理提供科学数据支撑。     

上覆水磷浓度对沉积物孔隙水中磷垂向分布的影响

为探究上覆水磷浓度对沉积物孔隙水中磷垂向分布的影响,通过室内实验,利用薄膜扩散平衡技术(DET)对孔隙水中磷浓度进行测量,分析孔隙水磷浓度的垂向变化规律,并揭示平衡时上覆水磷浓度与孔隙水磷浓度以及上覆水-沉积物界面孔隙水磷浓度的关系。结果表明:上覆水磷浓度越高,则沉积物孔隙水中磷垂向分布达到平衡所需的时间越长,相同垂向位置处孔隙水磷浓度及其浓度梯度越大;孔隙水磷浓度及其浓度梯度随深度增加而降低,表层沉积物孔隙水中磷的扩散作用最强,下层沉积物孔隙水磷浓度受上覆水磷浓度变化影响较小;吸附平衡后,沉积物孔隙水磷浓度和上覆水-沉积物界面孔隙水磷浓度均与上覆水磷浓度呈幂函数关系,而留存在沉积物孔隙水中的磷浓度仅占2.26%～3.80%,上覆水中减少的磷大部分被沉积物吸附。     

连云港海域悬沙和表层沉积物交换研究

采用粒度谱计算方法分析连云港及邻近海域悬沙和表层沉积物交换特征,为徐圩防波堤口门布置和连云港港航道回淤研究提供理论支撑。连云港港主航道和徐圩航道5 m等深线以外的区域悬沙和表层沉积物交换率为0.1~0.2,表明航道回淤强度将处于较低水平,对今后航道维护有利;5 m等深线以内区域的交换率为0.3~0.4,悬沙落淤对航道回淤有一定贡献,表明该航道段回淤量相对较大,计算结果与实测航道回淤强度分布特征基本一致。灌河口沙嘴正常天气条件下交换率小于0.2,说明悬沙落淤对沙嘴的影响较小;5 m等深线以内破波带水域交换率大于0.5,表明悬沙和表层沉积物交换频繁。连云港港及邻近海域悬沙和表层沉积物交换主要为粒径小于62 μm的细颗粒组分。分析结果表明,为减少泥沙回淤对徐圩港区港池正常运行的影响,兴建防浪挡沙堤并将堤头布置在破波带之外十分必要。     

海河流域典型河流沉积物粒度特征及分布规律

为了解海河流域典型河流沉积物粒度参数空间分布规律,对海河典型河流的表层沉积物进行采集并利用Mstersize2000激光粒度仪进行粒度分析。结果表明,海河典型河流沉积物平均粒径差异显著,分选状况总体较差;山区水系与平原水系相比,沉积物平均粒径减小,呈集中分布,水动力减弱;山区自北向南变化明显,水系沉积物平均粒径减小,分布集中化,分选状况变差,由极正偏-正偏,向对称方向变化,峰度向平坦方向趋近,水动力减弱,符合粒径自然变化规律;平原区水系沉积物粒径参数表明南北变化不明显,因受较多支流、河流-湖泊-洼淀湿地等复杂系统和人为干扰强烈的影响,南北无显著变化规律。总的来说,海河流域河流受人为干扰强度较大,河流沉积物源较为复杂,栖息地物理完整性差。     

升钟湖冬季氮和磷内源静态释放风险初探

为探究升钟湖冬季氮和磷的内源静态释放风险及释放规律,于2018年冬季在升钟湖湖区设置了15个采样点,采集了各样点的水样和沉积物样品,测定了水体常规理化指标及沉积物间隙水氮、磷含量,并进行了沉积物氮、磷室内模拟静态释放试验。结果表明：(1)升钟湖沉积物间隙水总氮(TN)含量在1.846～5.293 mg/L之间,氨氮(NH₄⁺-N)是主要形态,含量在0.437～3.603 mg/L之间,硝态氮(NO₃^--N)次之,含量在0.545～1.452 mg/L之间,各形态氮、磷具有较为明显的空间分布差异。(2)升钟湖沉积物间隙水总磷(TP)含量在0.194～0.561 mg/L之间,其中溶解性正磷酸盐(PO₄^3--P)含量在0.029～0.417 mg/L之间。(3)升钟湖在冬季存在氮和磷的内源静态释放,相对而言,磷的释放风险更大,释放规律更加明显,而氮的释放主要是通过硝态氮(NO₃^--N)的形式进行,基本不进行氨氮(NH...     

东平湖表层沉积物中多氯联苯来源初探

运用GC-μECD方法测定了东平湖表层沉积物16个采样点中7种指示性多氯联苯(PCBs)的含量,利用Arcgis10.2中IDW插值方法对多氯联苯的空间分布进行了分析,运用主成分分析法对东平湖多氯联苯的来源进行了探讨,结果表明:多氯联苯的含量为0～605.9 ng/kg;空间插值分析发现无论是多氯联苯总含量还是同系物的空间分布均呈现由大汶河入湖口向西北方向递减的趋势;东平湖表层沉积物中多氯联苯的同系物以高代氯为主,推测其来源为木材和煤炭的燃烧释放、进口电容器中多氯联苯的迁移、东平湖周围以及大汶河沿岸水泥厂和电炉炼钢厂产生的污染。研究多氯联苯与8种商业多氯联苯(PCBs)混合物(Aroclor)产品的单体质量占比进行主成分分析发现,其存在较大差异性,说明东平湖表层沉积物中多氯联苯的来源较为复杂。     

排水箱涵沉积物运动模拟

排水箱涵内沉积物的累积改变了水力输送条件,对城市排水系统运行状况具有重要影响。为了减少这种影响,亟需研究排水管涵沉积物运动规律,掌握沉积物累计的特征。根据计算流体动力学数值模拟技术,耦合流体体积函数模型和离散相模型,研究了排水箱涵沉积物输送过程。结果表明箱涵内一部分颗粒会沉积在箱涵底板,沿流向两侧沉积颗粒较多,中心部位较少。箱涵底板沉积物一定程度上保护了底板免受水流冲刷,但是限制了管道的输水能力,可能成为污染物的载体,在后续出现大流量冲刷中造成污染。     

黄河内蒙古段干流沉积物中砷含量及形态研究

为探明黄河内蒙古段沉积物中砷含量及形态分布特征,采集黄河内蒙古段干流柱状沉积物,采用HNO4-H2SO4-HCl O4法消解沉积物样品,提取沉积物中吸附型砷(A-As)、铝型砷(Al-As)、铁型砷(Fe-As)、钙型砷(CaAs)、包蔽型砷(O-As)5种形态砷,并采用氢化物发生原子荧光分光光度法测定砷含量。结果表明:黄河内蒙古段干流柱状沉积物中砷含量为7.123~16.661 mg/kg,平均为9.292 mg/kg;从整体上看,左岸沉积物砷含量高于右岸,随深度增加砷含量呈下降趋势,从上游至下游砷含量在黑柳子段出现高值;黄河内蒙古段沉积物中砷以Ca-As为主,O-As次之;随着深度的增加,总体上,Ca-As含量略有升高,A-As和O-As含量有所下降,Al-As和Fe-As含量基本不变。