南方水库热分层消亡时期水体混合特征及其驱动机制

稳定分层的深水水库常在冬季发生“翻库”现象,继而导致水库的整体水质下降,影响饮用水安全问题。为探究南方水库热分层消亡时期水体混合特征,在冬季2019年11月—2020年2月对南宁市天雹水库水体理化指标开展长序列原位监测,并结合水体垂直扩散系数,分时期(热分层期、减弱期、完全混合期、形成期)刻画水库热分层消亡全过程中水温T、溶解氧DO的剖面变化特征,探讨了气象因子(气温、太阳辐射、风速等)与水动力因子(水体垂直扩散系数K_(z))对水体理化指标的影响。结果显示:桉树人工林区水库热分层消亡期温度分层与溶解氧分层变化不同步,溶解氧分层的破坏较水温分层的破坏出现滞后,其结构失稳是气温及太阳辐射共同作用的结果;期间水体垂直扩散系数变化范围0.16~380.36 m^(2)/d,均值为30.46 m^(2)/d,表层K_(z)变化的主要控制因子为气温变化,且较T及DO而言,表层K_(z)对气温的变化更加敏感(R_(K_(z))=-0.44,R_(T)=0.25,R_(DO)=0.25,P<0.01),底层K_(z)的变化与水体混合程度变化一致,能够更准确地表征水体垂向混合情况;水体垂向T、DO、lgK_(z)分布具有时间异质性,热分层期及半混合时期lgK_(z)与T及DO均呈现显著的正相关(R_(T)=0.60、P_(DO)=0.76,P<0.01),而在水体完全混合后,K_(z)与T呈现负相关(R_(T)=-0.19,P<0.01),与DO不存在相关关系(R_(DO)=0.04,P>0.05)。热分层消亡为水质恶化提供了环境条件,因此在水库监控管理中,应当着重关注冬季气象因子的变化,并加以防范。

沪通长江大桥建设期工程河段水文监测及数据分析

为更全面、更科学地研究大型跨江建设项目对多汊道河床的综合影响,以沪通长江大桥为例,在施工期对工程河段进行系统全面的水文监测,实时掌握施工区水流动力条件的动态发展,分析大桥建设对河床响应的影响。结果表明,沪通长江大桥施工期间对断面流速分布的影响较小,各汊道分流比、分沙比基本稳定;施工期桥轴线区域河床深槽平面有一定冲刷发展,浏海沙水道28,29#主墩沉井局部冲刷深度分别为28.1,19.1 m,29#沉井因采用预防护措施,有效减少了沉井周边局部冲刷。后期应加强沉井的局部冲刷保护与监测,为大桥维护及工程河段同类大型桥梁建设提供科学依据。

超声波发射功率对水生生物的影响

超声波发射功率是影响超声波除藻效果的重要参数之一,同时也会影响水生生物的生态安全。为了研究超声波功率对水生生物的影响,试验选取3种不同功率(1.5,2.2,50.0 W)的超声波辐射伊乐藻Elodea nuttallii、大型蚤Daphnia magna和蒙古裸腹蚤Moina mongolina、草金鱼Carassius auratus和日本沼虾Macrobranchium nipponense 5 min。测定的指标有大型蚤、蒙古裸腹蚤的个体存活数和伊乐藻、草金鱼、日本沼虾的湿重及超氧化物歧化酶(SOD)活性。试验结果表明:随着超声波功率的增强,大型蚤和蒙古裸腹蚤的死亡个数增多。超声波功率越高,伊乐藻和草金鱼的湿重减少越明显;但超声波功率对日本沼虾湿重的影响不显著。超声波辐射会使伊乐藻和草金鱼的SOD酶活性降低,但对日本沼虾的SOD酶的活性影响不明显;超声波功率和伊乐藻、草金鱼的SOD酶的活性变化并未出现明显的相关性。

水利技术标准、管理标准及工作标准的界定原则研究

标准分类有多种方式,但大都没有明确权威的界定方法。结合2008版《水利技术标准体系表》,从标准的内容、编制目的、使用对象、结构等方面,研究提出了水利技术标准、管理标准与工作标准的界定原则,可为体系表的修订及收录范围的确定提供技术依据。

超声波控藻对氮磷释放及水质变化的影响

为探究超声波控藻的底泥氮磷释放过程与水质恶化风险,本研究从太湖梅梁湾采集泥样、水样和藻样,采用低频超声波(35k Hz,0.035W/mL)处理不同对象(泥体系:底泥和水;藻体系:微囊藻和水;泥藻体系:底泥、微囊藻和水),分析底泥与藻细胞的氮磷释放贡献率及水质变化过程.结果显示,20min内超声处理不会造成底泥氮磷的显著释放,40min后会造成底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.比较3个体系的水质参数变化过程后得知底泥比藻细胞的氮磷释放贡献率更大.超声处理对CODMn和TN有一定的削减效果,泥体系和泥藻体系在超声波作用后溶解性氮以氨氮和硝氮为主.为降低水质恶化风险,建议超声波控藻采用适当的超声强度进行短时间处理,避免底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.

激光多普勒流速仪系统参数优化实验研究

为获取激光多普勒流速仪光电倍增管电压、脉冲信号阈值和信噪比等级等系统参数对测量结果的影响,在自循环环形水槽中,采用对比实验,测量了相关系统参数对采样数据率、时均流速和脉动流速的影响程度。实验结果表明:光电倍增管电压在570～630V时脉动流速测量结果相对稳定;较低的脉冲信号阈值能提高采样数据率,实验时应根据采样数据率进行调节;信噪比等级对时均流速和脉动流速无影响,等级为Very Low时能满足水流实验需要。优化激光多普勒流速仪系统参数设置,将提高采样数据率和测量精度。

超声波处理对微囊藻群体光合活性和沉降过程的影响

关注微囊藻群体在超声处理下光合活性变化及超声解除后的浮力恢复情况,可以为超声波控藻技术提供理论依据和数据支撑,具有重要的实践意义.本研究采用处理后水柱中叶绿素a浓度的垂向分布比例和叶绿素荧光变化情况分析微囊藻群体在超声波处理下的光合活性变化和沉降过程.结果表明,适量的超声处理(35 kHz、0.0353 W/cm^3)能在避免破裂藻细胞的同时,显著抑制其光合活性;60 s的处理造成了45.5%的光合活性被抑制.然而,在适宜生长条件下,所有实验组藻细胞中受抑制的光合活性均在24 h内恢复至对照组的80%左右.此外,在上述超声条件下,5 s的超声处理能使水柱中叶绿素a浓度在短时间内(0.5 h)的去除率达79.5%.然而,当处理时间小于30 s时,大于90%的沉降藻细胞可在超声解除后的72 h内恢复浮力上浮;而当处理时间延长至60 s以后,藻细胞基本丧失了上浮能力.通过分析发现,超声处理后微囊藻群体的粒径分布对藻细胞沉降及上浮过程起决定性作用,并且还发现微囊藻群体在超声处理时首先表现为藻细胞失去浮力下沉和光合系统受损,进而发生大群体振散.

基于Flex的水库调度信息发布系统研发与实现

为改善系统功能单一,应用技术陈旧的现状,提出基于Flex的水库调度信息发布系统研发技术。系统采用Flex进行表示层开发,XML进行数据交互,使系统解脱操作系统和浏览器的束缚,方便跨平台和浏览器使用。系统在实践中的应用表明,应用Flex可使系统大大提高开发部署效率,满足系统扩展性和维护性的要求,更在用户体验和系统性能上有飞跃性提高。

萘对铜绿微囊藻和聚球藻生长及叶绿素荧光影响的比较

为探究萘对不同粒径蓝藻的胁迫效应,采用5组不同质量浓度萘(0、0.01 mg/L、0.1 mg/L、1 mg/L、10 mg/L)分别对聚球藻(Synechococcus sp.)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa,PCC7806)进行为期7 d的处理,分析不同浓度萘处理下,藻细胞浓度、叶绿素a含量及叶绿素荧光参数的变化,探究不同浓度萘处理对2种藻的生长及生理影响。结果表明:(a)整个处理周期内,聚球藻的生长被显著抑制,其叶绿素a含量减小了3.9%~40.4%;(b)聚球藻的潜在光合作用能力、光合作用速率均有所减弱,但其耐受强光的能力有所增强,说明聚球藻对萘具有较强的敏感性;(c)萘对铜绿微囊藻生长具有显著的促进作用,增强了其潜在光合作用能力,但抑制了其细胞内叶绿素a的合成。

氮磷比对微囊藻与栅藻磷赋存及分配的影响

太湖水体氮浓度及氮磷比的改变可能影响藻类对磷元素的赋存及分配,进而影响水体总磷浓度.为此,本研究选取常见蓝藻(群体微囊藻和单细胞微囊藻)和绿藻(斜生栅藻),设置低氮磷比(N:P=2)和高氮磷比(N:P=20)培养实验,分析藻体胞内磷(INT-P)和胞外磷(EPS-P)含量、形态及分布,探究氮磷比对藻体磷元素赋存及分配的影响.结果表明:低氮磷比组斜生栅藻和群体微囊藻的藻体磷(CTP,即INT-P与EPS-P之和)显著增加,分别为高氮磷比组的2.7和1.4倍.斜生栅藻和群体微囊藻EPS-P含量(约占CTP的80%)分别增加了3.1和0.48倍,而INT-P含量对氮磷比无明显响应.低氮磷比组的斜生栅藻和群体微囊藻EPS含量分别增加了51.7%和63.5%.此外,微囊藻的CTP与EPS-P主要以可交换态活性磷存在,而INT-P主要以铁铝结合态磷存在.本研究发现低氮磷比促进了藻类EPS分泌,导致EPS-P升高,显著增加了藻体颗粒态磷的含量.这或许是近年来太湖水体总磷波动的原因之一.

基于视频的河流流量监测系统设计

河流流量是一个重要的水文数据。为了安全、便捷地得到流量数据,开展了基于视频的河流流量监测系统技术研究和设计。通过将嵌入式和PIV原理相结合的方法,实现了视频流量数据的采集、处理功能,为现场河流数据采集和监视提供保障。采用4G无线通信手段将视频图像信息、水位数据及流量信息传输至WEB平台进行界面展示和远程控制,实现了河流流量数据的遥测与遥控。另外,视频测流法可作为超声波无线时差法测流的一种比测手段。

太湖夏季水下光谱及色光对微囊藻群体的影响

在调查夏季水华期间太湖梅梁湾和贡湖湾采样点水下光谱的基础上,设计不同色光(红光、蓝光、白光对照)的室内模拟实验,探究色光对微囊藻生长及群体维持的影响.结果显示,采样区域(梅梁湾M1、M2和贡湖湾G1、G2)背景浊度值较高,水下光谱偏向黄红光波段.室内模拟实验显示,微囊藻群体在不同色光下培养24d后,红光组群体粒径高于蓝光组和白光对照组.并且,红光有利于提高微囊藻群体多糖含量(总多糖和固着性胞外多糖).不同色光培养单细胞铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa FACHB-469)的结果显示,白光对照组的细胞浓度始终最高,其次是红光组,最后是蓝光组.野外监测和室内模拟实验表明,太湖夏季水华期间采样区域偏向黄红光波段的水下光谱有利于微囊藻群体粒径的维持和生长,这是野外群体微囊藻与室内单细胞微囊藻重要的生境差异,可能是微囊藻群体形成和维持的影响因素.

江苏水文基本现代化评价指标体系的量化计算方法

在已经建立的由4个一级指标、16个二级指标为框架的江苏水文基本现代化评价指标体系基础上,以客观评价为主、主观评价为辅的原则,对16个二级评价指标的主要内涵、评价标准和计算方法进行细化量化,着重分析阐述水情监测控制率、基础设施达标率、服务产品合格率、人才结构达标率4个关键性二级指标量化计算方法。

垂向声学多普勒流速剖面仪自动测流系统警示标志应用

流量在线自动监测已成为实现水文监测现代化的关键,垂向声学多普勒流速剖面仪(V-ADCP)自动测流系统得到广泛推广应用,为保障V-ADCP自动测流系统可靠运行,结合江苏省水文水资源勘测局部分V-ADCP自动测流系统损坏和恢复应用的案例,探讨V-ADCP自动测流系统安装及运行过程中存在的短板问题,提出在测流断面安装浮球式警示标志的方案,为进一步提高V-ADCP在线测流系统运行稳定性提供保障。

超声波对铜绿微囊藻与蛋白核小球藻生理特征及竞争生长的影响

铜绿微囊藻是常见的水华蓝藻,常常在湖泊中与蛋白核小球藻共存或竞争生长。超声波可用于藻华即时治理,能够降低藻类生理活性,影响藻类生长,还可能改变藻类种间竞争关系。为了探究超声胁迫(35 kHz,0.035 W·cm^(-3))对铜绿微囊藻与蛋白核小球藻的生理特征及种间竞争的影响,本研究设置纯藻组和1∶1混合组(细胞浓度比)进行试验。结果表明:铜绿微囊藻对超声胁迫更加敏感。超声处理600 s后,铜绿微囊藻的光合活性(F_(v)/F_(m))和酯酶活性存在显著变化,纯藻组和混合组的F_(v)/F_(m)分别降低了51.8%和64.7%。而各组中蛋白核小球藻的光合活性变化较小。同时,铜绿微囊藻释放的荧光溶解性有机物(类色氨酸、类酪氨酸、类富里酸物质)含量多于蛋白核小球藻。两种藻的细胞浓度对超声波的响应也不同,蛋白核小球藻变化较小,而铜绿微囊藻的细胞浓度出现不同程度的下降。尤其是600 s超声处理大幅降低了混合组中铜绿微囊藻的细胞浓度(-42.6%),在超声胁迫解除后的8 d内蛋白核小球藻占优势,种间关系由铜绿微囊藻单边抑制蛋白核小球藻转变为两者互相抑制。在超声处理后,铜绿微囊藻的活性能够逐渐恢复,为了提高控藻效果的持久性,建议在一周后再次进行超声处理。