宁镇地区五峰组-高家边组页岩U-Mo协变模式与古海盆水体滞留程度

通过对下扬子的宁镇地区SY1井五峰组-高家边组页岩U、Mo元素和有机质含量的地球化学分析,探讨在还原环境下痕量元素富集特征与水体滞留情况的对应关系。通过Mo-TOC和U-Mo协变模式研究表明:五峰组沉积时期尽管海平面降低,但强烈的滞留海盆环境使得水体交换速率缓慢,降低有机质的消耗,形成了利于有机质保存的缺氧环境;高家边组沉积时期海盆的滞留程度明显弱于五峰组沉积时期,但由于志留纪早期受全球性海侵事件影响,海平面快速上升触发上升流,促进了生物复苏、提高了海洋表层生产力,进而加强和维持了底部水体的还原环境,导致海底进一步缺氧是高家边组第一段有机质富集和保存的关键因素。高家边组底部是下扬子地区页岩气的有利目标层。

湛江湾水体滞留时间及影响因子分析

基于TELEMAC数值模型系统,该文将可溶性污染物作为示踪剂加入到二维水动力模型中,引入水体滞留时间的概念,并计算了湛江湾水体滞留时间,主要结论如下:(1)洪、枯季湛江湾水体滞留时间分别为4.9 d和10.5 d。枯季,上游河流的径流量较小,不足以对湾内的水体起到明显的净化冲刷作用,水体滞留时间较长;(2)枯季大、小潮期间湛江湾水体滞留时间分别为8.9 d和9.5 d。大潮时期的潮汐动力作用比小潮时期的潮汐动力作用强,大潮时期的研究区域水体滞留时间较短,污染物能够在更短的时间内流通稀释;(3)枯季湛江湾内湾(特呈岛以北)、湛江湾(特呈岛以南)水体滞留时间分别为13.0 d和12.0 d。湛江湾外围由众多岛屿组成,它们成了天然的保护屏障,阻碍了水体的交流与进出。而内湾位于特呈岛北面,位置靠近内陆,海湾形态更为封闭,海水流动速度慢,污染物稀释能力弱,水体滞留时间长;(4)风暴潮、静风场情况下湛江湾水体滞留时间分别为10.6 d和12.0 d。风暴潮使整个研究区域的海水流动加快,整体减小了研究区域的水体平均滞留时间;(5)建堤前、后Ⅴ区(东海大堤西侧)水体滞留时间分别为9.5 d和11.5 d。东海大堤的建设阻碍了东海大堤两侧的海水流通,尤其是西侧,使污染物难以在周边海域稀释,周围海域的水体滞留时间增长。

基于镭同位素示踪方法的大风江河口水体滞留时间估算

为评估广西北部湾沿岸的重要入海河流河口区——大风江河口的水体更新速率,本研究对大风江河口水体中的^(224)Ra和^(223)Ra放射性活度进行测定,基于短长半衰期镭同位素的活度比值,对大风江河口的水体滞留时间进行估算,得出大风江河口枯季的平均水体滞留时间为(8.36±2.88)d。整体来讲,大风江河口的水体更新速率相对较慢,在其遭受陆源污染时应在相应时间尺度上进行污染防控,以期为大风江河口水体的物质交换和输运提供基础信息。

鄂西地区奥陶纪—志留纪之交海盆水体滞留程度与页岩有机质富集的关系

奥陶纪—志留纪之交的水体滞留程度是否对有机质富集产生影响目前还存在一定的争议。在生物地层格架划分的基础上,分析了鄂西地区不同时期页岩沉积学及地球化学特征,探讨了水体滞留程度与有机质富集的关系。研究结果表明:鄂西地区奥陶纪—志留纪之交由早至晚可划分出冰期前(WF2-WF3笔石带)、冰期(WF4笔石带—观音桥段)和冰期后(LM1—LM5笔石带)3个时期,均处于较深的水体环境中。水体滞留程度对有机质保存条件无明显影响,主要控制海洋生产力,进而影响有机质富集:冰期前WF2笔石带沉积期处于台-棚转换期,海平面相对较低,同时周缘古陆和局部水下古隆起剧烈隆升,水体滞留程度最强(强滞留),与外海营养物质交换能力最弱,导致古生产力水平最低,TOC含量最低(平均为2.9%)。进入WF3笔石带沉积期后,海平面持续上升进入高位,水体滞留程度明显减弱(中等滞留),古生产力水平升高,TOC含量随之升高(平均为3.6%);冰期海平面虽然处于最低位,但上升洋流异常活跃,水体滞留程度最弱,营养物质随上升洋流大量涌入扬子海盆,导致古生产力水平达到最高,TOC含量最高(平均为4.6%);冰期后,气候回暖,冈瓦纳冰川快速消融,构造活动稳定,海平面大幅上升进入高位,水体滞留程度中等,古生产力水平较高,TOC含量较高(平均为4.0%)。

利用声学调查法和沉积柱理化参数评估河道型水库碳埋藏通量

河道型水库对有机碳具有重要的拦截作用,影响内陆水体碳循环。然而,河道型水库水体滞留时间较短,其碳埋藏效应容易被忽视。受野外观测方法的限制,准确地评估河道型水库碳汇潜力面临挑战。声学调查法能够全面反映水库沉积物淤积分布,是一种快速、经济和准确的水库碳埋藏评估方法。本研究采用声学调查法、沉积柱理化参数和碳同位素技术,对乌江流域河道型水库(思林水库)有机碳埋藏开展了调研。结果表明,思林水库沉积物厚度变化范围为0~3.53 m,不规则的水下地形导致沉积物淤积分布具有高度的空间异质性。思林水库沉积物有机碳含量、C/N摩尔比和δ13 C值变化范围分别为1.03%~3.40%、4.62~9.14和-28.5‰~-23.8‰,平均值分别为1.93%、7.24和-26.6‰,显示沉积物有机碳主要来源于水生浮游植物。思林水库内源有机碳对沉积物总有机碳的贡献比例范围为21.2%~85.1%,平均值为60.1%。沉积物内源有机质含量与营养盐氮磷浓度呈显著正相关,表明营养盐氮磷的输入促进了内源有机质的生成。思林水库有机碳埋藏速率变化范围为0~12133.4 g/(m^(2)·a),平均值为1429.8 g/(m^(2)·a),有机碳埋藏通量为2.16×10^(10)g/a,相当于全球水库有机碳埋藏通量的0.36‰,表明河道型水库碳汇潜力不容忽视。思林水库内源有机碳通量为1.30×10^(10)g/a,相当于水气界面CO 2释放通量的0.32倍。本研究水库和其他研究的水库有机碳埋藏速率与水体滞留时间呈对数函数关系,该经验函数将有助于估算全球水库有机碳埋藏速率。

岸线变化和海平面抬升对珠江河口水体交换的影响

水体交换能力是评价河口水域自净能力的一个指标。为研究岸线变化下珠江河口水体交换能力的变化情况以及海平面抬升对其的影响,建立珠江河口二维水动力-保守物质运输模型,并将模型模拟的水位、流速、流向结果与实测数据进行对比。运用欧拉法,分别计算洪枯季、高低潮位下不同年代岸线变化和海平面抬升不同高度时珠江河口水体滞留时间的变化情况。结果表明:岸线围垦对珠江河口各水域水体交换的影响不尽相同,如从20世纪70年代—2010年,伶仃洋水域的平均水体滞留时间先保持几乎不变后略微减小,而黄茅海和磨刀门水域则因状况而异;海平面抬升不利于水体交换,珠江各水域平均水体滞留时间随海平面抬升而增长,且枯季增加的时间大于洪季。

大渡河丰水期水体氢氧同位素特征及其影响因素

大渡河干流规划了29座梯级水电站,已建成13座。为了解环境和水电开发对大渡河河水氢氧同位素组成的影响,应用数理统计等方法对2020年9月采集的大渡河流域河水氢氧同位素和相关水文资料进行分析。结果表明:①大渡河水体δD和δ^(18) O的分布范围分别为-120.60‰~-77.98‰和-16.67‰~-11.90‰,河水的δD与δ^(18) O关系线为δD=8.01δ^(18) O+14.43(R^(2)=0.97,ρ<0.01);②氘盈余的范围为11.72‰~18.15‰,河水氘盈余值全部偏正,体现了大渡河水接受冰雪融水补给的特征;③δD和δ^(18) O沿程增加,表明从上游至下游重同位素逐渐富集,反映了该区域氢氧同位素分布具有海拔效应;④水电站的大坝拦截会对水体氢氧同位素含量产生一定影响,水库水体滞留时间较长会使得坝前水体重同位素富集。

三峡水库澎溪河(小江)回水区一维水动力特征分析

利用HEC-RAS水动力模型,对三峡水库运行初期(2007—2008年)澎溪河流域回水区段的一维水动力特征进行了模拟研究。在其库湾、河汊、大面积淹没区或消落带等水域,通过建立虚拟堤坝、划分成水体主要输送干道和储水区域的方式对河道进行概化;经参数率定与模型验证,确定糙率取值范围为0.27～0.35,所建立的模型具有较好的模拟精度。采用准非恒定流的方式对研究期间水动力过程进行模拟演算发现,低水位状态下澎溪河回水区上游河段断面平均流速将超过0.5m/s,接近天然河道;而在高阳平湖处形成独立且相对封闭的大面积浅层淹没区;高阳大桥以下河段随断面积的加大而流速放缓;高水位状态下,不同河段间流速无显著差异,深水河道型水库特征显著。研究期间,建模区域总库容、水体滞留时间变化范围分别为8.26×108～2.51×108 m3,157.0～3.8d。库容变化主要受河口水位的影响,水体滞留时间则在径流和水位的双重影响下波动明显。研究期间,17.8%的水体滞留时间数据样本显示澎溪河回水区呈过流型水库特征,主要集中于夏季汛期;82.2%的水体滞留时间数据样本显示其呈过渡型水库特征。

红枫水库和普定水库碳、磷、硅生源要素时空分布特征

选取了营养盐浓度和水体滞留时间存在明显差异的普定水库和红枫水库作为研究对象,通过对两个水库碳、磷、硅生源要素时空变化的分析,揭示了河流筑坝水库营养盐时空分布的主要影响因素。分析结果显示:普定水库表层水体溶解性无机碳(DIC)、总磷(TP)、溶解性总磷(DTP)和溶解性硅(DSi)大体上均表现出冬季较高、夏季较低的变化趋势;而在垂向分布上,除冬季外,其他三个季节均表现出表层水体较低、底层水体较高的趋势。红枫水库DIC变化趋势与普定水库类似。而红枫水库TP和DTP大致表现为冬夏季偏低、春秋季偏高;由于浓度较低,各个季节垂向变化趋势均不明显。夏季红枫水库底部水体DSi显著高于表层水体,而其他三个季节DSi在垂向剖面上波动较小。两水库表层水体DIC与叶绿素a(Chla)呈负相关,且夏季普定水库和红枫水库表层水体DIC稳定碳同位素(δ^(13)C_(DIC))显著高于底层,而DIC则表层水体显著低于底层水体。综合分析结果表明,浮游植物光合作用是影响普定水库和红枫水库碳、磷、硅生源要素时空分布的最主要因素。营养盐水平较高、水体滞留时间较短的普定水库,其Chla低于营养盐水平较低、水体滞留时间较长的红枫水库。这反映出对于河流筑坝水库而言,水体滞留时间(水动力条件)比营养盐对浮游植物生物量的影响更显著。因此,在制定水库污染防治措施时,需结合水体滞留时间,差异化、经济合理地制定水质控制/修复目标。

沂蒙山区云蒙湖水文水动力特征研究

指出了为研究解决云蒙湖水环境问题,必须探明云蒙湖的水文水动力过程。对云蒙湖年均水位、滞留时间、流量等因子进行了分析。结果表明:云蒙湖水位、入库流量和水体滞留时间均受降雨量的影响,根据水体滞留时间,云蒙湖大多数年份属于湖泊型水体,已经具有形成水体稳定分层的特征。