基于含沙紊动水流掺混长度的含沙量垂线分布

根据Prandtl掺混长度理论对紊流动量传递的假设,推广得到挟沙水流中泥沙扩散对应的含沙紊动水流掺混长度。类比Prandtl动量传递系数与紊流掺混长度的关系,由含沙紊动水流掺混长度推导出与实测数据吻合较好的泥沙扩散系数,得到新的含沙量垂线分布公式,并利用多个海域实测资料对其进行验证。验证结果表明,新的含沙量垂线分布公式能够较客观地反映含沙量垂线分布规律。     

河道沉积物中重金属的生态修复及根际细菌的原位检测

调查分析了哈尔滨某排污河道化工区段表层沉积物中的重金属（Pb、Zn、Cr、As、Ni、Cu和Cd）含量,通过盆栽试验研究了4种当地具有金属耐性的植物（玉米、酸模叶蓼、龙葵和酸模）对受污染的河道沉积物中重金属的修复效果,进而调查了这4种植物对重金属赋值形态的影响、富集能力及重金属的转运能力.结果显示,排污河道沉积物受到多种重金属的复合污染.表层沉积物中重金属经过两季植物修复后,7种重金属的残渣态均有不同程度的减少,并且金属形态逐渐向铁锰氧化态及可交换态转化,结果说明供试植物能够调节沉积物中重金属的生物有效性.重金属在沉积物中与在植物体内具有相同的总含量趋势：Zn＞Pb＞Ni＞Cr＞Cu＞As＞Cd,该趋势也反映出4种供试植物的生物监测潜能.植物对重金属表现出不同的吸收特性,4种植物对Zn和Ni的富集量相对较大,而Cu在植物地上部分的含量普遍较低,Zn和Ni在植物组织中的含量范围分别为108.4~543.92 mg/kg和36.8~246.91 mg/kg.总体来说,这4种植物主要将金属元素积累在根部,而非地上部分,表现出对重金属的耐受性.酸模叶蓼、酸模和龙葵这3种植物的地上部分分别积累了高浓度的Pb、Zn和Cd,并且具有较高的转运系数（TF>1）,反映出这3种植物对相应的重金属具有植物提取的潜力.采用荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization, FISH）技术,分析对照和经过栽培试验后根际沉积物中真细菌的数量和空间分布,结果表明植物对沉积物中的细菌有明显的活化作用.     

Remobilization of heavy metals during the resuspension of Liangshui River sediments using an annular flume

The release and transport of heavy metals(Ni,Cr,Cu and Pb) from Liangshui River sediments into the overlying water column during the resuspension event were determined using an annular flume with a velocity ranging from 0.15 to 0.35 m/s.It is shown that the suspended particulate matters(SPM) increased as much as nearly 25 times from 165 to 4220 mg/L as the velocity increased.Heavy metals showed an increase in dissolved phase as the velocity increased due to their desorption from the SPM.Acid-soluble heavy metals increased as the velocity increased,indicating that part of the heavy metals transformed from stable phase to labile phase during resuspension.Heavy metal concentrations in the SPM on volume normalization increased by approximately 2-6 times.However,on the mass weighted basis they decreased,approaching the bulk-sediment contents at high velocity,due to the "particle concentration effect".The distribution coefficients(K D) of heavy metals were higher at slower velocity during the sediment resuspension,which could be attributed to the decrease of fine particles(silt/clay fraction) during resuspension.     

扰动土与非硬化道路侵蚀产沙规律研究

对扰动土与非硬化道路土壤侵蚀规律进行了研究。通过野外放水冲刷试验,分析扰动土与非硬化道路含沙量、产沙速率与冲刷流量之间的关系。扰动土的含沙量呈下降趋势变化,非硬化路面的含沙量在某一水平线上下波动;不同坡度下平均含沙量随放水冲刷流量变化不同,基本上呈上升趋势,有平缓式上升、快速上升、梯形上升。扰动土累计产沙量呈抛物线式上升,非硬化道路累计产沙量呈直线上升;在部分坡度下,扰动土与非硬化道路的产沙速率相近;不同坡度平均产沙速率随放水流量的增长速度不同;特别是扰动土坡面坡度大于11°,产沙速率有大幅度的增长,工程建设中应特别注意扰动土坡度大于11°的坡面。     

动水条件下泥沙絮凝体粒径变化分析实验研究

絮凝体广泛存在于自然界水体中,而在河口海岸动水环境下的黏性细颗粒泥沙的絮凝变化过程是一个重要且有待完善的研究课题。利用长江口北槽现场悬沙样本开展了系统的室内絮凝实验。采用粒径分布与有效粒径两种分析方法,研究了在水流紊动、盐度和悬沙浓度等不同絮凝因子条件作用下对长江口北槽泥沙絮凝体粒径变化的影响。实验结果表明:紊动剪切率对絮凝体粒径作用为先促进后减小,临界值出现在23. 09 s~(-1),此时最大有效粒径为50. 26μm;而悬沙浓度会抑制絮凝体生长;同时长江口北槽悬沙的絮凝饱和盐度要大于高岭土,约为14. 4 ppt。     

广西北部湾局部海域海洋沉积物细菌多样性及生物活性评估

为有效探究海洋新型天然微生物资源,本研究以广西北部湾局部海域海洋沉积物样品为研究对象,采用高通量测序技术和纯培养分离方法分析海洋沉积物样品中细菌群落组成及多样性,利用双层琼脂扩散法检测纯培养菌株的抗菌活性,通过PCR扩增法筛选基因组中含有7种功能基因的阳性菌株。高通量测序结果显示：海洋沉积物中检测到1407个操作分类单元（Operational Taxonomic Units,OTUs）;在门水平上,变形菌门（Proteobacteria）的物种丰度最高,其次是厚壁菌门（Firmicutes）和酸杆菌门（Acidobacteria）。纯培养分离纯化鉴定出278株菌,分布在3门5纲16目24科31属,其中YIM 150853为1个潜在新分离单元。生物活性评估实验表明,76.34%的纯培养菌株至少对1种指示菌有抑制作用,其中链霉菌YIM 150601、YIM 150634抑菌谱广、抑菌活性强,放线菌的功能基因检出率高于非放线菌。广西北部湾局部海域海洋沉积物中蕴藏着丰富的细菌资源,纯培养菌株具有抗菌及合成生物活性产物的潜力,是开发新型天然产物的新菌源。     

城市化建设人为弃土引发的侵蚀产沙过程研究

通过人工模拟降雨实验,研究分析了强降雨条件下人为弃土的侵蚀产沙量及侵蚀过程．结果表明,人为弃土斜坡的侵蚀产沙量最大,裸露的自然荒坡次之,人为堆积在较平缓地面的土堆产沙量最小．人为弃土斜坡在次降雨过程后,其侵蚀产沙量是自然荒坡的１０．８～１２．２倍．     

第二松花江流域水体表层沉积物多环芳烃的污染特征与暴露风险评价

考察第二松花江表层沉积物中16种多环芳烃类化合物（PAHs）的质量比. 结果表明: 16种PAHs的总质量比为350.0～3 877.4 ng/g, 平均质量比为1 322.6 ng/g, 4～6环相对丰度为58.5%, 2～3环相对丰度为41.5%; PAHs在上游水区的质量比最高, 与长江河口相近; 除河源区外, 大部分水域沉积物中PAHs人为来源为化石燃料的燃
烧, 少部分为石油源; 除表层沉积物中芴和苊烯可能具有一定的暴露风险外, 其他PAHs存在的暴露风险较小, 即第二松花江沉积物PAHs总量远低于风险评估低值(ERL), 存在的暴露风险较小.     

风暴潮作用下泥沙运动和岸滩演变研究综述

对风暴潮作用下泥沙运动和岸滩演变的研究进行了归纳、总结和评述,包括风暴潮作用下泥沙输移运动研究、泥沙运动相位滞后规律、风暴潮作用下岸滩演变规律以及作用后风暴剖面的恢复、海平面上升对岸滩演变的影响,探讨了风暴潮条件下Bruun法则的适用性。为了对风暴潮作用下泥沙运动、滞后效应和岸滩演变规律的机理有更加确切地把握,开展相应的实验室研究势在必行。而风暴潮的概化模拟是后续研究需要突破的方向。在海平上升的情况下,Bruun法则可能不再适用于风暴潮作用下的岸滩侵蚀研究。     

Climatic significance of n-alkanes and their compound-specific dD values from lake surface sediments on the Southwestern Tibetan Plateau

The content and hydrogen isotope ratios of n-alkanes extracted from recent lake surface sediments sampled from nine lakes in three different climate zones on the Southwestern Tibetan Plateau were analyzed.Values were compared with n-alkanes in plants from lake drainages,and dD values of meteoric water,lake water,and mean annual precipitation.The results showed that n-C23was predominantly derived from aquatic plants,and n-C27–n-C33from terrestrial higher plants.The average carbon chain length of n-C27–n-C33(ACL27–33)was positively correlated with the mean annual precipitation.dD values of the long-chain n-alkanes n-C29and n-C31of terrestrial origin(varying between-214%and-169%,and-226%and-185%,respectively)were inversely correlated with mean annual precipitation;but in accordance with the average annual variations in dD(OIPC),dD values of n-C31were strongly related to the dD values of growing season meteoric water(R2=0.74).The large difference between dD values of n-C23of aquatic origin and n-C31(an average of about 27%)demonstrates the enrichment of the lake water dD compared to precipitation,caused by strong evaporation in the semiarid–arid areas of the southwestern Tibetan Plateau.Average value of en C25 31=p(-95%)is evidently higher than the value observed in European wet regions(-128%);besides,en C31(about-116%)is constant along the study transect(SD=9),which indicates that n-C31is a useful proxy for the environment.