坡度对入渗河岸带表土层氮素截留效果的影响

利用自制的土槽装置,室内模拟入渗氮素在不同坡度河岸带表土层中的运移过程.通过观测取样点在不同坡度条件下渗流水体出流时间以及水体中TN,NH4+-N浓度,探讨不同坡度河岸带土壤水分运移特性以及坡度对入渗河岸带表土层氮素截留效果的影响.试验结果表明:河岸带坡度越小,入渗水流在表土层中的停留时间越长,河岸带表土层对氮素的截留效果越好,但土层深度不同,截留效果差别较大;坡度越大,河岸带表土层对氮素的截留效果越差,但土层深度不同,净化效果差别不大;坡度大小与NH4+-N,TN截留率之间存在极其显著的指数相关关系.     

北亚热带毛竹林林冠截留模型研究

对北亚热带毛竹林冠截留影响因素如林外降雨、透流雨强度、叶面积指数、林冠干燥度和蒸发系数等进行观测研究,构建了林冠截留模型。结果表明：当实际截留量较大时,模拟值误差大;当实际截留量小时,模拟效果较佳。为了反映林冠截留模型相对误差分布状况,按照相对误差绝对值从小到大（<5 %、5 %~10 %、10 %~20 %、>20 %）的顺序分为4段进行累加统计,得到的实际截留量分别为4512、6944、4079、1583 mm,模拟截留量分别为4482、677、3514、1161 mm,全年林冠截留相对误差为93 %,小于10 %,模拟效果较理想。     

新型微孔复合过滤介质

性能与应用范围 新型微孔复合介质的孔径为2．5～10微米，表面十分光滑，介质的抗拉强度和伸长率均大于或等于普通机织滤布，本介质最大特点是既有很高的截留率，故滤液极清，又抗堵塞，故过滤速率稳定；因表面光滑，故卸饼率高；能耐中等强度的酸、碱。因有上述诸优点，故介质寿命长(预计可比普通机织滤布长1～2倍)。     

降雨量级和强度对秦岭油松林林冠截留的影响

2006—2008年生长季,以秦岭中山地带主要植被类型天然次生油松林为对象,采用长期定位观测方法,研究不同降雨量级和降雨强度对林冠截留的影响.结果表明,研究区降雨年度差异较大,干湿季表现明显,各月间分配不均,降雨主要集中在每年的5—10月.低雨量级和小雨强降雨事件频发,但占总降雨量的比重较低;高雨强和大雨量级的暴雨、大暴雨时有发生.2006—2008年林冠平均截留率分别为32.9%、33.0%和33.6%,不同年度间变化不大;单次降雨事件间截留率变幅较大,2006—2008年截留率最小值分别为11.0%、11.4%和7.8%,最大值分别为64.4%、72.5%和74.6%.林冠截留是一个动态变化过程,林冠截留率在不同降雨量级和降雨强度下,存在较大的差异.随着降雨量级或降雨强度的增高,截留率呈递减趋势.降雨强度相同时,截留速率随降雨量的增加而降低;降雨量一定时,截留速率随降雨强度的增高而增高.当降雨量足够大时,平均截留速率越高,林冠达到饱和截留量所需时间越短.随着林冠截留量逐渐接近饱和状态,林冠对大气降雨的截留作用逐渐减弱.     

河岸杨树人工林缓冲带对径流水中磷素截留效果的研究

【目的】河岸植被缓冲带可以有效截留和吸收地表径流水中的磷素,从而减少进入湖泊水体中的磷。笔者在平缓坡地上构建适宜的植被缓冲带并研究其生态效果,为减缓农业面源污染、生态修复富营养化湖泊提供参考。 【方法】选定太湖流域4块大小为20 m×50 m不同密度的杨树林河岸缓冲带为研究对象,在缓冲带不同宽度处地面下不同深度(20、40和60 cm)处平行埋设PVC管,每个宽度分别设置3组淋溶管作为重复,每组3个,作为地表径流水的收集装置。分别于4、5、6、7、9月强降雨后采集水样,低温保存并测定其中磷素质量浓度。分析不同季节各宽度和密度的杨树林缓冲带截留径流水中磷素的差异,以确定适宜的河岸人工林缓冲带。【结果】① 7月径流水中可溶性磷(DP)、总磷(TP)去除率达到最大值(36.91%、26.50%),PO^3-₄去除率在6月达到63.30%,4、9月3种不同形态磷的去除率相比6、7月有所下降,不同月份PO^3-₄、DP、TP质量浓度呈显著性差异(P<0.05,F=2.382,2.052,2.758,df=180),去除率与时间呈极显著相关(P<0.01; F=3.464,3.265,3.279; df=180)。② 径流水中污染物去除率与缓冲带密度并不呈简单的正比例关系。稀植杨树林河岸缓冲带杨树数量稀少,截留污染物能力不足; 密植杨树林河岸缓冲带由于栽植密度较大,不利于杨树自由生长,吸收含磷污染物效果不佳。栽植密度并非越大越好,而是存在一个适宜栽植密度阈值。③ 随着河岸缓冲带宽度的增加,径流水中PO^3-₄、DP、TP质量浓度呈现下降趋势,截留率呈现上升趋势。河岸缓冲带对PO^3-₄的去除率最高,其次是TP,DP效果最差。不同宽度的缓冲带对20 cm深度径流水中PO^3-₄、DP的去除率较高,对40 cm深度的径流水中TP去除率总体高于20 cm深度的,60 cm深度径流水中PO^3-₄、DP、TP的去除率最低。在不同深度径流水中的3种磷素质量浓度在杨树缓冲带前15 m宽度变化差异显著(P<0.05; F=3.232,2.808,2.175; df=180); 之后随着宽度增加径流水中PO^3-₄、DP、TP的质量浓度变化不显著。15 m宽度的缓冲带对径流水中磷素平均去除率接近50 m宽度缓冲带的,说明15 m宽度的缓冲带基本能满足截污需求。【结论】杨树人工林河岸缓冲带在夏季对径流水中磷素的截留效果较好; 中等密度人工林缓冲带对径流水中磷素有较高去除率,但不同密度杨树林对于径流水中磷素截留差异并不显著; 15 m宽度的河岸缓冲带可以有效去除径流水中的各形态磷。含磷污染物只是造成湖泊湿地富营养化因素之一,合理的河岸缓冲带还应考虑对于其他污染物的截留作用。由于磷能促进植物苗期根系生长,因此在植物生长初期对磷的去除率较大。随着植物的生长和植物群落演替,磷素截留效率的动态变化尚有待长期的观测研究,以利于更为准确地评价其截留磷的能力。     

有机溶剂对纳滤膜结构及透过特性的影响

观察了两种纳滤膜(NF-SH,MPF-44)的稳定性,并利用原子力电镜技术(AFM)观察膜的活性表面结构,发现有机溶剂导致膜结构发生显变化。观测在溶剂中的传递通量以及溶质截留率发现,影响NF-SH膜的通量的主要因素是膜本身的结构;对MPF-44膜,影响膜通量的主要因素是溶剂性质。对于这两种纳滤膜影响截留率的主要因素都是溶剂与溶质的相互作用。     

超微滤膜去除工程纳米粒子的可行性——以聚苯乙烯纳米颗粒为例

 工程纳米粒子的广泛应用导致其直接或间接进入水环境,对生物和人类造成健康风险。为研究超微滤膜去除水体中工程纳米粒子的可行性,选用3种不同孔径的中空纤维膜对聚苯乙烯纳米颗粒进行截留,并系统考查膜对聚苯乙烯纳米颗粒的去除效果及影响因素。研究结果表明：超微滤膜能够有效去除水体中工程纳米粒子。在进水压力25~125 kPa、进水切线流速0.12~0.59 m·s^-1,以及纳米颗粒质量浓度在25~100 mg·L^-1之间,超滤膜对聚苯乙烯纳米颗粒的截留率均在90%以上;压力与纳米颗粒物质量浓度的提高导致膜对聚苯乙烯的截留率也相应提高,而进水流速对截留率的影响不明显。纳米颗粒粒径与膜孔径的比在小于1时,对截留率影响较大,膜分离10 min时的实验截留率值与Nakao模型预测值较接近。     

岷江流域森林植被对洪水的调节功能分析与研究

森林对洪水的调节作用因地区、尺度、植被类型等的变化而相差较大．通过对岷江流域不同森林植被在降水、下渗、蒸散发等各阶段作用效应进行研究,分析其对洪水的调节作用．结果指出：岷江冷杉原始林对洪水形成各阶段调节作用都比较显著,其次人工油松林及苹果树等经济树种也有很好的截留作用．     

兴安落叶松林降雨再分配及其穿透雨的空间异质性

【目的】探究大兴安岭北部兴安落叶松林对降雨的截留再分配及树冠下穿透雨空间分布规律,了解兴安落叶松林生态水文过程。【方法】通过长期定位观测研究的方法,获取了2013年兴安落叶松林19场降雨事件的林外降雨、穿透雨和树干径流的观测数据,采用相关分析,总结了兴安落叶松林降雨再分配规律,比较了树冠下不同位置处穿透雨的变异性。【结果】观测期内兴安落叶松林的林冠截留量、穿透雨量和树干径流量依次为35.14、148.61和0.250 7 mm,分别占大气降雨量的19.10%、80.77%和0.14%; 不同降雨事件中,树冠不同位置处的穿透雨具有空间异质性; 当降雨量、温度等气象因子一致时,3/4树冠半径处的穿透雨变异最小,树冠外缘(4/4树冠半径处)变异最大; 当冠层结构稳定时,穿透雨的变异程度均随降雨量的增加而减小,二者呈一定的负相关性(P<0.01)。【结论】穿透雨是兴安落叶松林降雨再分配的主要水文分量(约占降雨量的81%),选择变异最小、最接近林分穿透雨率(误差约1%)的3/4树冠半径处布设穿透雨收集装置,能够适当减少野外工作量,提高科研观测效率,可为落叶松林区森林水文模型的参数化提供依据。     

CaCl2对葡萄糖纳滤截留率的影响

采用Desal-DK纳滤膜进行中性有机物、CaCl2、葡萄糖/CaCl2混合体系的水溶液纳滤实验与数学模型表征研究。结果表明:CaCl2截留率随本体溶液浓度增大而减小,葡萄糖/CaCl2混合体系中葡萄糖截留率随CaCl2浓度增大而减小。采用道南-立体细孔模型描述CaCl2的截留率变化趋势与实验值吻合良好。实验拟合所得等效孔径、等效膜厚与等效荷电密度随CaCl2浓度增大而增大,表明本体溶液中的CaCl2促使膜孔膨胀。