鄱阳湖湿地典型植被群落地下水—土壤—植被—大气系统界面水分通量及水源组成     

许秀丽  李云良  谭志强  张奇 《湖泊科学》2018,30(5):1351-1367

地下水-土壤-植被-大气系统(GSPAC)界面水分传输是湿地生态水文过程研究的关键.本文选取鄱阳湖湿地高位滩地的2种典型植被群落:茵陈蒿(Artemisia capillaris)和芦苇(Phragmites australis)群落为研究对象,运用HYDRUS-1D垂向一维数值模拟,量化了湿地GSPAC系统界面水分通量,阐明了典型丰水年(2012年)和枯水年(2013年)鄱阳湖湿地植被群落的蒸腾用水规律和水源组成.结果表明:(1)茵陈蒿和芦苇群落土壤-大气界面的年降水入渗量为1570~1600 mm,主要集中在雨季4-6月,占年总量的60%;植物-大气界面的年蒸腾总量分别为346~470 mm和926~1057 mm,其中7-8月植被生长旺季最大,占年总量的40%~46%;地下水-根区土壤界面的向上补给水量受不同水文年水位变化的影响显著,地下水年补给量分别为15~513 mm和277~616 mm,主要发生在蒸散发作用强烈和地下水埋深较浅的时段.(2)植被蒸腾用水分为生长初期(4-6月)和生长旺季(7-10月)2个阶段,丰水年植被的整个生长期蒸腾用水充足,枯水年植被生长旺季的蒸腾用水受到严重水分胁迫,实际蒸腾量仅为潜在蒸腾量的一半左右.(3)不同水文年湿地植被生长旺季的水源贡献不同:丰水年茵陈蒿群落以地下水补给为主,芦苇群落以湖水和地下水补给为主;枯水年茵陈蒿群落以降水和前期土壤水储量为主,芦苇群落以地下水补给为主.本研究结果有助于揭示湿地植被的水分利用策略,为阐明湖泊水情变化与植被演替的作用机理提供参考依据.  相似文献   

Effect of thickness of planar nozzles on erosion depth of levee soils subjected to plunging water     

Chung Rak Song  Jinwon Kim  James Tyler Kidd  Alexander Cheng  David Admiraal 《国际泥沙研究》2018,33(3):243-249

In this study, the effect of the thickness of a planar jet on the erosion depth when the jet impinges on a surface composed of cohesive soil was analytically and numerically evaluated. The results showed that the erosion depth was practically independent of the nozzle thickness for erosion depths shallower than the potential core length (i.e. the region of the jet in which the central flow velocity is the same as the nozzle velocity). The relation between nozzle thickness and erosion depth was non-linear with continuously variable slope for erosion depths deeper than the potential core length. Finally, the relation was approximately linear when the erosion depth converged to the equilibrium erosion depth. The findings of this study indicate that direct and fast prediction of the erosion depth in the field is possible using the data from a small scale soil erosion test with similar flow velocities.  相似文献   

Issues in Eulerian–Lagrangian modeling of sediment transport under saltation regime     

Reza Barati  Seyed Ali Akbar Salehi Neyshabouri  Goodarz Ahmadi 《国际泥沙研究》2018,33(4):441-461

The saltation regime is very important for understanding the sediment transport mechanism. However,there is no consensus on a model for the saltation regime. This study answers several questions raised with respect to the Eulerian-Lagrangian modeling of sediment transport. The first question is why the previous saltation models that use different combinations of hydrodynamic forces yielded acceptable results? The second question is which shear lift model(i.e. a shear lift expression and its coefficient) is more appropriate? Another important question is which hydrodynamic forces have greater contributions to the saltation characteristics of a sediment particle? The last question is what are the contributions of the turbulence fluctuations as well as effects of using two-and three-dimensional(2 D and 3 D) models on the simulation results? In order to fairly answer these questions, a systematic study was done by considering different scenarios. The current study is the first attempt to clearly discuss these issues. A comprehensive 3 D saltation model for non-cohesive sediment was developed that includes all the hydrodynamic forces acting on the particle. The random nature of sediment transport was included using turbulent flow and bed-particle collision models. The eddy interaction model was applied to generate a3 D turbulent flow field. Bed-particle collisions were considered using the concept of a contact zone and a corresponding contact point. The validation of the model was done using the available experimental data for a wide range of sediment size(0.03 to 4.8 cm). For the first question, the results indicated that some of the hydrodynamic effects show opposing trends and some have negligible effects. With these opposing effects it is possible to adjust the coefficients of different models to achieve acceptable agreement with the same experimental data while omitting some aspects of the physics of the process. A suitable model for the shear lift force was developed by linking the lift coefficient to the drag coefficient and the contributions of the hydrodynamic forces and turbulence fluctuations as well as the consequences of using of 2 D and 3 D models were studied. The results indicate that the shear lift force and turbulent flow fluctuations are important factors for the saltation of both sand and gravel, and they cannot be ignored.  相似文献   

信阳地震台水管倾斜仪加速E倾变化分析     

王明亮  余尚江  万娜  李源  杨龙翔  薛秀秀 《地震地磁观测与研究》2018,39(2):121-126

信阳地震台水管倾斜仪EW分量2016年5月出现加速E倾变化，为确定异常性质及产生原因，从观测洞室环境、仪器观测系统、气象数据、环境干扰等进行调查，并采用有限元法和不规则荷载模型，计算台站附近的信阳林业学校拆迁荷载变化对水管倾斜仪观测的影响，最终判定本次异常为林校拆迁所致。  相似文献   

唐山马家沟矿井水位异常分析     

赵建明  李红超  赵亮  董祎玮  尹宝军 《地震地磁观测与研究》2018,39(5):150-156

地下水动态受水文因素影响较大，对地震和构造活动具有较灵敏的响应。判别并排除各种水文干扰，确认地下水在地震前的异常变化，对提高地震分析预报能力，具有重要作用。马家沟矿井水位动态观测层与地下水开采层为同一含水层，井水位于2010年出现破年变异常，加速持续上升，截至2015年，最大上升幅度约30 m。依据该井水文地质环境特征，根据唐山市区2001-2015年地下水位、降雨量、地下水开采量实测资料，建立合理多元回归模型和三维地下水流动模型，发现地下水开采量减少应为影响马家沟矿井水位动态的可能因素。文中采取的异常识别与分析方法，可为其他类似井孔的地下水动态异常识别及判定提供一定借鉴。  相似文献   

永清M_S 4.3地震前永清井水温异常分析     

王艳  何案华  邓卫平  戴应洪  吕文青  王会芳 《地震地磁观测与研究》2018,39(6):173-180

2017年12月永清井观测温度急剧下降，采用该井水温、水位多年观测数据，从仪器测量原理及精细温度梯度测量出发，结合井孔资料，认为该变化为永清M_S 4.3地震（井震距<30 km）发生前的异常信息。利用正弦累加模型计算温度异常持续时间和幅度，发现该异常变化存在2个周期：①周期42天，温度变化幅度为0.042 12℃；②周期16.77天，温度变化幅度为0.018 62℃。分析认为，区域应力状态发生变化，使含水层渗透性受到影响，从而间接影响到井下温度传感器安放处水温。地震发生后近距离观测到水温异常变化尚属首次，利用模型对变化时间与幅度进行量化提取，可为经验预报、统计预报提供经典震例。  相似文献   

太湖五里湖水体悬浮物中水溶性有机质(WSOM)的荧光光谱组分鉴别及其与氮形态的关系   总被引：2，自引：2，他引：0  

张博  王书航  姜霞  黄晓峰  王雯雯 《湖泊科学》2018,30(1):102-111

采用三维荧光光谱-平行因子法(EEMs-PARAFAC)分析太湖五里湖水体悬浮物中水溶性有机质(WSOM)的荧光光谱特征,研究其组分类型、分布规律以及来源,进一步探讨悬浮物中水溶性有机氮和无机氮含量与WSOM荧光组分之间的关系.结果表明,悬浮物中WSOM荧光组分主要由2个类腐殖质(C1、C2)和1个类色氨酸类蛋白质(C3)组成.总荧光强度在57.56~200.01 R.U./g之间,平均为115.42 R.U./g,其中C1、C2、C3的相对比例分别为35.55%、34.05%和30.40%;空间上由西向东逐渐增强,东五里湖高于西五里湖,沿岸区高于湖心区.荧光指数和生物源指数变化范围分别在1.48~2.34和0.65~0.87之间,反映了悬浮物中WSOM主要来源于微生物、藻类的自生生物源.多元回归统计分析结果表明,悬浮物WSOM与氮元素的迁移转化密切相关,且有机氮与WSOM荧光组分的相关系数大于无机氮.  相似文献   

鄱阳湖水龄季节性变化特征   总被引：3，自引：1，他引：2  

张素香  许新发  徐兴  CHU Vicnent H  邬年华  付莎莎  李熙 《湖泊科学》2018,30(1):199-210

基于环境水动力学模型EFDC源程序,建立了染色剂模型和水龄模型,在将模型与航测水文数据验证吻合的基础上,分别计算了鄱阳湖自然条件下春、夏、秋、冬季的水龄和倒灌前后鄱阳湖染色剂和水龄分布的变化,以及五河水系各分支河流水龄.分季节的水龄计算表明鄱阳湖水体交换受季节性来水影响明显.夏、秋季的水龄相对较小,在多数年份又受到长江水倒灌的影响导致水龄有所增大;冬、春季水龄较大,亦无长江水倒灌现象,相较于夏、秋季,水域面积明显减少.分支流的水龄计算表明,西南湖区的水体交换主要受到赣江的影响,西北湖区水体交换主要受到修水和赣江的影响,南部湖区主要受到抚河与信江的影响,东部湖区主要受到饶河的影响,湖心区和入江水道则受到五河水系的综合影响.同时水龄的研究表明拟建的鄱阳湖水利枢纽工程"调枯不调洪"的原则是合理的,为鄱阳湖水利枢纽工程论证提供了重要的参考依据.  相似文献   

呼伦湖流域氢氧稳定同位素特征及其对水体蒸发的指示作用     

高宏斌  李畅游  孙标  史小红  赵胜男  樊才睿 《湖泊科学》2018,30(1):211-219

以呼伦湖流域为例研究该区域氢氧稳定同位素在不同水体中的分布特征,并探讨氢氧稳定同位素对在该区域水文过程的指示作用.流域湖水、入湖河水、周边地下水水样的氢氧稳定同位素分析结果表明,夏季8月份湖水中的重氢氧稳定同位素比7月份的更加富集.而河水中氢氧稳定同位素在同一时间内的河流沿程上存在明显的差异,下游水体中的氢氧稳定同位素要比上游更加富集.研究区的河水和湖水的δ~(18)O-δD关系特征显示,河水和湖水的δ~(18)O-δD的关系点全部位于当地降水线的右下方,说明流域河水和湖水水体受到明显的蒸发作用.而井水的δ~(18)O-δD的关系点大都靠近当地大气降水线,说明这一区域的地下水主要是大气降水渗入地下形成.利用氢氧稳定同位素分馏过程中的氢氧稳定同位素的比率与剩余水体的关系,并在考虑湿度因子的动力分馏模拟下,计算出河水的剩余水体比例在0.85~0.96之间,而湖水的剩余水体比例在0.71~0.77之间.最后,利用氢氧稳定同位素质量平衡法对呼伦湖多年平均蒸发量进行了估算,估算的湖泊蒸发量结果与实测值相近,相对误差为5.4%,说明方法可靠.氢氧稳定同位素对于研究区域水文过程有着重要的作用,在今后呼伦湖流域水文研究中有着更加广泛的应用空间.  相似文献   

滇池沉水植物生长过程对间隙水氮、磷时空变化的影响   总被引：4，自引：0，他引：4  

张云  王圣瑞  段昌群  焦立新  王一茹  高秋生 《湖泊科学》2018,30(2):314-325

2015年6-10月通过原位采集滇池沉水植物分布区和无植物对照区柱状沉积物间隙水,分析其溶解性总氮(DTN)和溶解性总磷(DTP)、溶解性无机氮(DIN)和溶解性无机磷(DIP)及溶解性有机氮(DON)和溶解性有机磷(DOP)浓度的时空变化,探讨沉水植物分布对间隙水氮、磷浓度、形态贡献及氮磷比的影响.结果表明:滇池沉水植物生长过程显著影响间隙水氮、磷浓度.与无植物对照区相比,沉水植物生长过程对间隙水氮浓度的削减主要发生在6、8月,而对间隙水磷浓度的削减主要发生在7月,反映了沉水植物对氮、磷两种元素的生物地球化学循环作用机制不同;间隙水氮形态贡献受季节性影响较大,6-7月以DON贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别达到61%和84%;而8-10月以DIN贡献为主,沉水植物分布区和无植物对照区分别为76%和75%;沉水植物分布区磷形态贡献随季节波动变化,沉水植物分布区以DOP贡献为主(63%),无植物对照区以DIP贡献为主(62%);沉水植物生长对沉积物间隙水各形态氮磷比影响显著.沉水植物生长显著增加间隙水DTN/DTP比,尤其是DIN/DIP比,相反降低DON/DOP比.沉水植物对间隙水氮、磷吸收及转化过程改变了沉积物氮、磷释放机制,从而影响上覆水氮、磷组成及氮磷比,很可能会影响到浮游植物生长及藻类水华过程,这对于湖泊水质管理具有重要意义.  相似文献