澜沧江不同中游水库分层对溶解氧垂向分布的影响研究

弱水动力情势下的水体水温分层是普遍的自然现象.为了研究澜沧江不同水深水库的水温分层与溶解氧垂向分布的关系,于2017年6月(丰水期)、2018年1月(枯水期)对小湾、漫湾、大朝山和糯扎渡4个中游水库(样点实测水深172 m、46 m、53 m、105 m)相关环境因子进行监测.结果表明,小湾和糯扎渡水体出现分层,深度大、水体滞留时间长(142.66 d、158.58 d)所表征的表底能量输入差异大、水体更新慢为分层主要成因;而漫湾和大朝山水体深度小,水体滞留时间短(8.66 d、8.18 d),水体未出现分层.因分层明显,空气对底层水体的复氧受阻导致小湾水库、糯扎渡水库溶解氧浓度垂向差异较大,甚至呈现先下降后上升的"倒V"分布模式,在温跃层区域出现温跃层溶解氧极小值(MOM)现象;而漫湾、大朝山等混合型水库因无分层,物质垂向交换频繁,溶解氧垂向差异不大.MOM区域的溶解氧和浮力频率N~2呈显著负相关.大浮力频率表征的密度分层可能导致沉降有机物质停留时间较长,同时对溶解氧扩散的阻隔都是MOM现象产生的重要原因.     

悬浮颗粒物垂直分布对水体光学特性的影响

【目的】研究典型湖泊水体垂直分布对遥感反射率的影响,并了解其主要影响波段和影响水深。【方法】利用实测数据和前向辐射传输模型得到水体垂直分布模拟数据,选取两种典型的湖泊水体垂直分布类型,研究它们对水表面遥感反射率的影响,并分析其敏感波长和最大影响深度。【结果】与均质水体相比,不同类型的水体垂直分布最大会引起遥感反射率100%的高估或者30%的低估且误差随着水深的增大而减小。当表层悬浮颗粒物浓度(SPM1)较小时,在相同浓度条件下,不同类型水体垂直分布的敏感波长随着水深增大逐渐减小;在同一深度时,敏感波长随着悬浮颗粒物浓度的增大逐渐向长波方向移动;当SPM1较大时,敏感波长随水深增大没有明显变化。不同类型水体在SPM1较低时,各波段的最大影响水深各不相同,可达10m,并随表层悬浮颗粒物浓度的增大而逐渐减小,峰值波长逐渐向长波方向移动;当SPM1较大时,最大影响水深集中于0.5~2.0 m,随波段递增无明显变化规律。随着表层水体的衰减系数的增大,最大影响水深在不同波段基本呈递减趋势。【结论】研究成果有助于准确的理解表层遥感反射率中所包含的水体垂直结构信息,并为深入研究非均质水体光学特性及其辐射传输过程提供理论依据。     

北盘江支流打帮河溶解氧分布特征及影响因素分析

打帮河为北盘江一级支流,大坝建成蓄水后,打帮河流域的鱼类种群数急剧减少.本文通过对打帮河流域的现场水质监测,分析了打帮河流域溶解氧的季节变化及空间分布特征,探讨了流域内溶解氧与其他水质因子的相关性.结果显示:全年(春、夏、秋、冬)最大平均溶解氧浓度分别为9.87mg/L、11.58mg/L、12.63mg/L、7.80mg/L.冬春两季上下层平均浓度差分别为2.71mg/L、3.35mg/L;夏秋两季在水面以下10m和5m左右出现明显跃层,上下层平均浓度差分别为5.03mg/L、4.49mg/L.整个研究河段全年溶解氧浓度分布呈现出"两端高,中间低"的现象.受水温影响的大气复氧能力直接影响溶解氧的垂向分布,随着水深增大,浮游植物光合作用降低,水中溶解氧含量供需不足.同时上游泄水也是影响溶解氧时空变化的主要原因之一.研究结果有效反映出流域的水质状况,可对河流水质状况改善及流域生态环境保护提供参考.     

山口岩水库坝前水域铁、锰垂向分布特征及成因分析

为探究分层型水源水库坝前水域铁、锰垂向分布特征,于2018年6月至2019年5月对山口岩水库不同深度铁、锰浓度进行监测,并结合坝前水温、溶解氧、pH的变化特征,探讨了铁、锰超标的成因.结果表明:山口岩水库坝前水域水温分布在冬春交汇期为混合型,其余季节属于分层型,溶解氧随水温呈垂向分布,夏季至冬季50 m以下水体均处于厌氧环境,其中冬季30 m以下水体溶解氧浓度在0.2～2 mg/L之间.坝前水体铁、锰浓度垂向分布特征明显,底层水体铁、锰浓度从夏季开始超标一直持续至春初.夏秋季超标集中发生在50 m以下水体,冬季超标范围上升至24 m,浓度达全年最大.表层水体在春季初出现铁、锰浓度超标,4月份铁、锰浓度均降至限值以下.综合分析表明水库坝前水体铁、锰浓度超标的主要原因是沉积物在长时间的厌氧酸性条件下的内源释放,随着水体分层结构稳定性的下降污染范围逐渐增大,冬末春初水体对流加剧是引起表层水体铁、锰超标的原因.     

千岛湖极端水位变化对温跃层的影响

为分析千岛湖极端水位变化对温跃层的影响,在水温垂直剖面数据缺测情况下,采用率定后的一维水动力模型DYRESM模拟了不同水位变幅下的温跃层,并设置了极端水位变化情况(情景1)和正常水文条件(情景2)两种情景进行对比分析;基于湖泊分析程序Lake Analyzer计算了两种情景下温跃层表层和底层深度、温跃层厚度和施密特稳定度等。模拟结果表明:情景1水体混合期为2013年11月20日至2014年3月23日,同时段内情景2水体混合期则为2013年12月5日至2014年3月16日;情景1在高水位时,湖体从上到下呈“混合层、温跃层、均温层(30～40m水层)、温跃层、均温层”的双温跃层结构,同时段内情景2则呈“混合层、温跃层、均温层”的单温跃层结构;情景1与情景2相比,平均水位低2.24m,施密特稳定度均值低119.19J/m2,可见极端水位变化条件下出现的低水位情况能显著降低水体稳定度。     

三疣梭子蟹不同养殖模式池塘夏季溶解氧变化特征的研究

2010年8月对三疣梭子蟹4种不同养殖模式池塘溶解氧含量进行连续24 h的观察,分析不同养殖模式水体中溶解氧含量的昼夜和垂直变化特征。结果表明:表层溶解氧在4种养殖模式池塘中昼夜变化规律基本一致,表现为下午最高,凌晨最低,白天高于夜间;底层溶解氧,在有机械增氧的三种养殖模式中,昼夜变化规律与表层基本一致,与之相反,无增氧的条件下,其溶解氧变化呈夜间高于白天的状态。溶解氧的垂直变化,均为中午表层高于底层,尤以传统养殖更为显著;夜间垂直变化相对较少。通过对3种增氧模式的增氧效果的比较分析,以高位池精养模式效果最好,底充氧模式稍差。同时探讨了溶解氧与水深和光照等环境因子的关系,认为夏季在梭子蟹养殖生产中,如未配置增氧设施,水位应控制在1.0 m左右为宜。     

压水堆一回路主管道316 L不锈钢的电化学腐蚀行为

通过中心复合设计试验法设计试验,结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱的测量以及氧化膜形貌观察和成分测量,研究了温度(30~350℃)、Cl-质量浓度(10~1000μg·L-1)和溶解氧质量浓度(0~200μg·L-1)3种因素对压水堆一回路主管道316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响.结果表明:温度是影响316L不锈钢电化学腐蚀性能最显著的因素,温度越高,腐蚀电流密度越大,点蚀电位越低;Cl-浓度和溶解氧浓度对316L不锈钢电化学腐蚀性能的影响与温度密切相关,温度较低时(T<150℃),Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L腐蚀电流密度几乎无影响,但点蚀电位却随Cl-浓度增加和溶解氧浓度的降低而降低;温度较高时,分别为T>130℃和T>150℃,Cl-浓度和溶解氧浓度均对316L点蚀电位几乎无影响,但腐蚀电流密度却随Cl-和溶解氧的浓度增加而显著增加,腐蚀加剧.电化学阻抗谱的测量和氧化膜形貌的观察也进一步验证了上述试验结果.     

夏季珠江口水域溶解氧的特征及影响因素

对1996年和1999年夏季珠江口的盐度、温度、溶解氧、营养盐等水质调查结果进行了统计分析,结果表明:夏季伶仃洋水体溶解氧的表底层浓度存在显著差异.表层的溶解氧浓度与表层的盐度和无机氮浓度都显著相关,而表层营养盐的浓度为表层溶解氧浓度水平的主要影响因素.通过一个简单的二元线性回归模型分析,径流冲淡水与外海水之间的盐度层化作用比温度层化作用对底层溶解氧的浓度水平影响更为明显.相关性分析显示,水体的层化作用与底层水体溶解氧的浓度呈极显著的负相关关系;同时层化作用与表底层的溶解氧浓度差极显著正相关.潮汐周期循环对层化作用产生一定的影响.因此,在珠江口水域,夏季表层水体溶解氧的含量水平主要取决于营养盐N的浓度;底层水体溶解氧含量的主要影响因素是咸淡水交汇形成的盐度差的层化作用,潮汐混合通过影响层化作用从而影响溶解氧的浓度.     

宫古海峡典型断面水文特征分析

宫古海峡是连接东海与太平洋的重要水道,其水文要素变化与两者交换密切相关.文中基于海洋再分析数据集JCOPE2(Japan Coastal Ocean Predictability Experiments 2)的温度和盐度模拟结果,分析了宫古海峡典型断面(KR断面)温度、盐度、密度垂向分布的变化特征,讨论了密度跃层的季节分布和年际变化.结果表明:(1)KR断面温度在表层大于22,℃并随深度降低,1,000,m左右温度为4,℃;盐度(S)在次表层(100~200,m)达到最大(S34.85),在中层(500~800,m)最小(S34.30);表层密度低于22,kg/m3,随深度逐渐增加,1,000,m左右密度大于27,kg/m3.等密线与等温线分布基本一致,两者在黑潮核心区向下倾斜.(2)KR断面温跃层在126°E以东外海区季节变化分为4个阶段,分别为无跃期(1—4月)、成长期(5—6月)、强盛期(7—9月)和消衰期(10—12月),盐跃层则只存在于7—9月的陆坡处且厚度较薄,密度跃层变化与温跃层一致.(3)密度跃层的分布主要受控于温度,仅在126°E附近近表层海域受盐度影响.100,m以浅的海洋密度跃层总时间变化(年际变化与季节变化之和)明显大于中深层,而且黑潮流核处总时间变化明显小于其两侧.水体不同深度的密度跃层主要时间变化机制存在差异,200,m以浅季节变化显著,200,m以深年际变化显著.     

浙江南部外海温度分布特征

利用2006年5月、9月、11月、2月在浙江南部外海26°00'～28°30'N,121°44'～125°44'E海域测得温度数据资料进行分析,结果表明:表层平均水温:春季23.40℃,夏季25.85℃,秋季23.41℃,冬季17.48℃;底层平均水温:春季17.26℃,夏季20.78℃,秋季22.27℃,冬季18.36℃。垂直分布上,春季在50～80m存在0.11℃/m的温跃层,夏季在30～70m处温跃层强盛,约为0.20℃/m,秋季0～10m处有逆温层,50～70m处存在0.19℃/m的温跃层,冬季均匀层增厚,温跃层消失。     

水深对刺苦草生长和繁殖策略的影响研究

调查研究西凉湖的刺苦草(V.spinulosa)在不同水深下的生长和繁殖策略,试图弄清是否水位的变化影响刺苦草的繁殖策略,进而影响刺苦草在湖泊中的分布情况.研究结果表明:在水深1.4~2.2 m的范围内,刺苦草有性繁殖体的生物量、有性繁殖体的收获系数和繁殖体个数都随水深的增加而减少.水深2 m以下,随着水深的增加,刺苦草的地上生物量和地下生物量逐渐增加;水深超过2 m后,生物量显著减少,刺苦草的有性繁殖受限.随着水位的变化,有性繁殖体的投资比率发生变化,从水深1.4 m的2.77%±0.96%到水深2 m的0.13%±0.22%;而无性分株繁殖方式水深2 m以下没有显著差异.当水深超过2 m时,无性分株数明显减少,约为492株/m2.水深不影响刺苦草的根冠比.     

水体大气复氧能力研究综述

大气复氧是水体中溶解氧的一个重要来源,复氧能力的研究是正确确定水中溶解氧浓度的一个重要课题.通过对大气复氧理论简要分析,指出水体中存在大量气泡情况下,如大坝泄洪下游水体或波浪破碎水体中,不仅需考虑自由液面质量传输,更需考虑气泡界面传质.概括了水体自由界面传质和气泡界面传质计算公式,指出目前还没有一个公式对所有河流水体有较好适用性,而误差较小的公式,也可能漏掉了一个或多个主要的影响因素.引入水体中溶解氧的"有效"饱和浓度和气泡穿透水体的"有效"水深两个参数,指出水中溶解氧的饱和浓度与水深相关,水深越大,溶解氧的"有效"饱和浓度越大,水体中溶解氧浓度愈有可能超饱和.     

四筒基平台拖航试验分析-水深影响研究

为了研究不同水深下筒型基础拖航中的运动响应,以海军某筒型基础平台为研究对象,在拖航干舷、筒的位置以及波浪条件一定的前提下,通过模型试验测定筒型基础平台在不同水深下随浪和顶浪拖航时在横荡、纵荡和垂荡方向上的加速度、筒内气压力和筒底水压力以及拖航中的拖缆力．试验结果表明,在筒型基础由浅水进入深水拖航的过程中,平台的稳定性能和操纵性能下降,且出现倾覆现象,必须降低船速和设置护航船防止漂移,且15m水深时该平台的航速不能超过1．5节（0．771m／s）,20m水深时航速不能超过1．0节（0．514m／s）．     

运行参数对径流人工湿地有机物去除的影响

通过正交试验考察了表观水力停留时间HRT（hydraulic retention time）、水深和运行前间隔天数对模拟径流处理人工湿地内有机物去除的影响,结果表明3个运行控制参数对径流处理人工湿地有机物去除效果影响程度大小依次为HRT、水深、运行前间隔天数,其中HRT为关键影响因素,对有机物去除效果的影响程度远大于其他2个参数;有机物去除效果随HRT的增长而增加,但当HRT大于36h,HRT对CODCr去除效果的影响降低;HRT越短,运行前间隔天数对CODCr去除效率的影响越大;0.2m和0.4m水深的CODCr去除率差异并不明显,但0.6m水深时,CODCr去除率显著降低,水深增加导致氧传质能力的减弱和水力效率的下降是有机物去除效率降低的主要原因。停止进水期间,人工湿地水相CODCr平均浓度随停进水天数的增加而持续下降,但UV254与CODCr的比值上升趋势明显,表明系统内根系分泌、微生物代谢产生的内源有机物占水相有机物组分增加。     

我国北方几个蓄水水体溶解氧的初步调查

本文总结了1981年4月～1984年4月我国北方几个湖泊的溶解氧研究的结果。实体调查表明:溶解氧的分布状态,很大程度上取决于温度的季节性变化。这里分別将几个湖泊表层的温度～溶解氧进行了初步分析,其表层溶解氧随水温增加而降低。水体的对流混合多发生在春、秋两季,正分层以夏季常见,逆分层仅出现在冬季。随着夏季湖泊热成层的出现,溶解氧也具有明显的分层。水体较深的水库夏季底部溶解氧小于2.0～3.0mg/l,有的月份耗竭,较浅的湖泊则未明显地观察到这种现象。但浅水型湖泊溶解氧的昼夜变化是很小的,日较差为0.67—0.71mg/l。     

水库水温分层的流场分析

水库水温分层是流体密度流现象的一种,其形成受库区内流场、太阳辐射和表层热交换的共同影响,而水温分层状态的出现又将影响水库来流在库区的流动过程和出库水流的温度.以流场与温度场耦合计算的立面二维水库水温模型为基础,对水温分层的主要影响因素进行了理论分析,结合数值模拟讨论了温度场与流场的相互作用,对分层状态与来流发展特别是与垂向流动的关系进行了剖析.认为一定的来流水温差和表层热通量是水库形成分层状态的必要条件;水库表层温跃层对紊动扩散的抑制使温跃层内纵向和垂向动量均低于层外水体,上游来流高温水遇此温跃层之后易被阻碍而形成密度流下潜;双温跃层主要由高温流动层通过紊动不完全侵蚀底部低温水层而形成;水库底部回流区方向受主流动层流线方向控制并随主流动层流线趋于水平而被压缩;泄流孔口高程处主流动层形成的流速切应变使附近温度梯度减小,等温线趋于稀疏,主流动层随流量增加而增厚.     

Fe-V合金碳化物析出型渗碳(CDC)组织

通过金相显微镜、扫描电子显微镜及X射线分析研究了Fe V合金CDC处理后表层的相组成、渗层组织和碳的扩散行为·结果表明所有Fe V合金渗层组织由表及里依次为γ +V4 C3 ,α +V4 C3 及α ,最表层碳化物的尺寸为 2 5 0nm ,随渗层的深入碳化物颗粒有所粗化 ,在α相区碳化物的尺寸达 2 5 μm ;CDC处理得到的奥氏体区的厚度与渗碳时间的平方根成正比 ,碳的扩散速度随合金质量分数的增加而降低·     

渤海和北黄海溶解氧与营养盐年际变化特征

基于收集的1975—1999年间渤海与北黄海现场实测数据,分析溶解氧(DO)、磷酸盐(PO_4-P)和硅酸盐(SiO_3-Si)的年际变化特征.结果表明:在这25年间,渤海和北黄海溶解氧浓度均呈降低趋势,冬季年际降低程度比夏季明显,且冬季溶解氧与温度负相关性较夏季更显著.溶解氧最显著变化是夏季北黄海中部海域底层高值区逐渐缩小,至20世纪90年代全部低于6.0 mL/L.除夏季渤海北部和北黄海底层磷酸盐在20世纪80—90年代表现为升高趋势外,夏季研究海域内磷酸盐和硅酸盐浓度表现为波动性降低趋势,且在20世纪80年代中期(1984—1987年)下降到历史性最低水平;冬季研究海域内磷酸盐浓度表现为波动状态,硅酸盐却有着显著降低趋势.     

副热带太平洋海温异常对赤道海洋的影响

利用完全耦合的气候模式进行敏感性试验, 定量研究副热带太平洋不同经度带的海表面温度异常(SSTA)对赤道太平洋的影响。研究发现, 赤道表层和温跃层海温对副热带太平洋(20°?30°N)西部、中部和东部SSTA的热力响应是相当的。 研究中强调大气?海洋耦合在副热带SSTA影响赤道温跃层过程中的决定性作用, 并提出一种间接的、较“海洋通道”机制更为快速的机制: 副热带SSTA引发局地大气的气旋性响应, 继而引起局地海洋内区的上升流和其面向赤道一侧海洋内区的下沉流, 该下沉流造成的局部温跃层暖异常向着赤道传播, 导致赤道温跃层增暖。     

南海北部表层沉积物中甘油二烷基甘油四醚随水深的分布特征

甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs)是来源于古菌和细菌的生物标志化合物,广泛应用于海洋科学研究.南海北部有机质来源复杂,解析南海表层沉积物中GDGTs的组成及来源有助于更好地应用GDGTs进行环境重建.通过高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)检测了南海北部湾7个表层沉积物样品的脂类组成,结合已发表的南海北部55个表层沉积物的相关数据,详细分析了古菌和细菌GDGTs随水深在南海北部的分布特征,并通过多种指标探讨了GDGTs的来源.结果表明,以200m为界,GDGTs各组分及相关指标均出现显著的分段式分布趋势.古菌GDGTs随水深的分布特征可能是浅水和深水奇古菌类群产生的GDGTs组成不同导致的;细菌GDGTs随水深的分布特征则指示浅水区的GDGTs主要来源于陆源贡献,而深水区则同时包括陆源和水体自生两个来源.