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面向江豚生境需求的长江干流(铜陵段)生态流量过程研究

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环境生态学 2024年第1期6卷 71-80页

作者：杨薇董伟萍丁杰伟谢湉北京师范大学环境学院北京100875 北京师范大学水环境模拟国家重点实验室北京100875

长江江豚是长江水生态系统健康的重要指示物种,满足其生境需求的生态流量过程是长江干流生态需水研究的关键。为科学明确保障长江江豚适宜生境的流量需求,采用水文改变指标法和变化范围法评价长江干流(铜陵段)水文情势变化。以水深、流... 详细信息

长江江豚是长江水生态系统健康的重要指示物种,满足其生境需求的生态流量过程是长江干流生态需水研究的关键。为科学明确保障长江江豚适宜生境的流量需求,采用水文改变指标法和变化范围法评价长江干流(铜陵段)水文情势变化。以水深、流速为限制因子,通过栖息地模拟法获得适宜江豚栖息的生态流量范围,耦合水文学法结果,推荐月尺度的生态流量方案;结合流量组分特征进行高流量脉冲设计,综合确定生态流量过程。结果表明:1)长江干流(铜陵段)水文情势改变度达49.74%,为中度改变,且流量事件主要以枯水流量和高流量脉冲为主,环境流量事件趋向单一化;2)长江江豚栖息地适宜流量范围为19000~31100 m^(3)/s,最佳适宜流量范围为22500~28500 m^(3)/s;丰水期适宜范围为27000~31000 m^(3)/s、35000~45000 m^(3)/s、60000~62000 m^(3)/s;高流量脉冲事件为流量值高于39100 m^(3)/s时,其持续时间至少在3 d以上,并以高流量脉冲峰值上限48000 m^(3)/s作为小洪水发生的初始值。本研究成果可为长江干流江豚生境保护和生态调度提供科学数据支撑,为切实推进长江大保护提供技术支撑。

关键词：生态流量江豚保护水文学法栖息地模拟法长江干流铜陵段

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生态水利研究的理论基础与重点领域

环境科学学报 2022年第1期42卷 10-18页

作者：崔保山刘康宋国香邵冬冬谢湉北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室

生态水利是近些年来涌现出的新兴学科研究领域.论文结合国内外相关研究进展和国家重大需求,总结了生态水利的概念内涵和学科发展特点,从系统理论、二元结构和安全边界角度阐释了生态水利研究的理论基础.在此基础上,进一步从水与生态系... 详细信息

生态水利是近些年来涌现出的新兴学科研究领域.论文结合国内外相关研究进展和国家重大需求,总结了生态水利的概念内涵和学科发展特点,从系统理论、二元结构和安全边界角度阐释了生态水利研究的理论基础.在此基础上,进一步从水与生态系统的相互作用、水利工程的长期生态效应、河湖连通与湿地水系网络构建、受损生态系统的恢复、生态需水与生态补水、水库生态调度、生态补偿、流域生态系统健康等8个方面论述了生态水利目前研究的重点领域.

关键词：系统理论安全边界生态效应水系网络生态健康

河流入海口潮间带某工业地块石油烃污染特征及迁移规律

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环境工程技术学报 2022年第5期12卷 1564-1571页

作者：张荣海陈余道韦壮绵谢湉李书迪欧丽桂林理工大学环境科学与工程学院广西博世科环保科技股份有限公司华南理工大学环境与能源学院

以河流入海口潮间带某工业地块为研究对象,采集和分析土壤及地下水样品中的石油烃(TPH),探究TPH在潮间带工业地块土壤和地下水中的迁移规律及潮汐作用的影响。结果表明:地块沿江区域地下水位受潮汐作用影响波动明显,含水层渗透系数平均... 详细信息

以河流入海口潮间带某工业地块为研究对象,采集和分析土壤及地下水样品中的石油烃(TPH),探究TPH在潮间带工业地块土壤和地下水中的迁移规律及潮汐作用的影响。结果表明:地块沿江区域地下水位受潮汐作用影响波动明显,含水层渗透系数平均为1.40 m/d,且近江区域含水层渗透性较好;地块土壤TPH最大超标倍数为1.39倍,污染主要分布于核心生产区,主要赋存于第一个2个不同岩性层间的交界处附近,地层结构和潮汐效应对土壤TPH垂向分布作用明显,当水位下降时TPH向下迁移,部分残留在包气带中,水位上升则导致相反的过程;地块地下水TPH最大超标倍数为95.23倍,污染羽中心与土壤TPH污染主要区域一致,地下水流场对污染物迁移分布影响显著;潮汐效应使得TPH污染羽的范围扩大,地下水水位波动和无长期稳定流向使得TPH在土壤和地下水之间发生数次的重新分配,导致其迁移规律不明显。本研究在一定程度上揭示了潮汐效应引起的潮间带地下水位长期波动对污染物在土壤和地下水中的迁移规律产生的显著影响,可为类似污染地块的有效管控和修复治理提供科学指导。

关键词：河流入海口潮间带土壤地下水潮汐效应石油烃迁移规律

黄河三角洲盐地碱蓬湿地不同修复技术的效果评估

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环境工程 2023年

作者：岳修鹏孙乾照吕梦雪李家奇王安东张树岩谢湉王青北京师范大学珠海校区流域环境生态工程研发中心山东烟台市龙口市东江街道山东黄河三角洲国家级自然保护区管理委员会北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室黄河口湿地生态系统教育部野外科学观测研究站

为了维持盐地碱蓬群落分布格局与种群特征稳定，黄河三角洲国家级自然保护区自2019年起在退化盐地碱蓬湿地开展了基于微地形调整及利用淡水补充压盐两种技术的生态修复工程。本研究对修复工程进行了跟踪监测，对比分析了修复工程区、退... 详细信息

为了维持盐地碱蓬群落分布格局与种群特征稳定，黄河三角洲国家级自然保护区自2019年起在退化盐地碱蓬湿地开展了基于微地形调整及利用淡水补充压盐两种技术的生态修复工程。本研究对修复工程进行了跟踪监测，对比分析了修复工程区、退化区以及自然湿地区中盐地碱蓬对的形态与群落特征、土壤理化性质以及大型底栖动物群落特征，以评估不同修复措施的实施效果。结果表明，微地形修复措施修复效果显著，修复区中盐地碱蓬密度、盖度和生物量均高于退化对照区，并与自然湿地区接近；底栖动物密度也得到了显著提升，但是群落结构发生了变化，多样性指数与均匀度指数下降。而淡水补充修复区由于补水中断修复效果并不显著。

关键词：盐沼湿地生态修复微地形淡水补充

水平潜流人工湿地与垂直流人工湿地对受污染河水的处理研究

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水平潜流人工湿地与垂直流人工湿地对受污染河水的处理研究

作者：谢湉中国海洋大学

学位级别：硕士

人工湿地技术是自20世纪70年代发展起来的一种新兴的污水控制技术，其理念来源于自然湿地系统，通过人工设计强化，利用基质、植物、微生物的协同作用实现对污水的处理净化。本研究利用四套实验室规模的人工湿地反应器处理受污染的河水... 详细信息

人工湿地技术是自20世纪70年代发展起来的一种新兴的污水控制技术，其理念来源于自然湿地系统，通过人工设计强化，利用基质、植物、微生物的协同作用实现对污水的处理净化。本研究利用四套实验室规模的人工湿地反应器处理受污染的河水，对比分析沸石与炉渣两种不同填料的人工湿地对污染河水的处理效果，探讨垂直流人工湿地和水平潜流人工湿地两种不同水流形式对河水中营养物质的转化作用，研究不同水位状态、不同进水污染物浓度和不同进水负荷条件下人工湿地系统的处理效果。通过脉冲示踪剂法，研究人工湿地系统中的水流特征。研究结果可为人工湿地在处理受污染河水的实际应用提供一定的指导。本研究的主要结论如下：（1）炉渣水平流湿地对COD的去除效果高于沸石水平流湿地，炉渣垂直流湿地对COD的去除率为88%左右也明显高于沸石垂直流的77%;同样填料的水平流湿地对COD的去除能力仅稍高于垂直流湿地，可以看出COD的去除率受填料的影响较大，而与流态的关系较小。沸石填料的湿地对总磷的去除率可以达到75%以上，而炉渣填料的湿地则维持在70%以下;水平流湿地对总磷的去除率更高。不同流态的人工湿地对于氨氮的去除率较为接近;而沸石填料的湿地对氨氮的去除率要高出炉渣湿地20%左右。对于硝氮，反应器流态是主要的影响因素，水平流湿地对硝氮的去除率为85%左右，而垂直流湿地只能达到30%;不同的填料对硝态氮去除的影响并不明显。（2）COD、总磷和氨氮的进水浓度增加后会使各湿地系统的去除效果出现一定的波动，经过一定时间后，其出水浓度又会基本恢复到原来的水平。但是硝氮进水浓度改变后对垂直流湿地的影响很大，甚至会出现出水浓度大于进水的情况，进水硝氮浓度从12mg/l提高到16mg/l时，垂直流湿地出水硝氮始终保持在15mg/l左右，而进水浓度降低至3mg/l后，出水硝氮浓度为6mg/l左右，为进水硝氮浓度的两倍。（3）运行水位对反应器去除效果有明显的影响，对于垂直流湿地而言，半淹没的运行状况更为适合，其既保证了对氨氮很高的去除率，又维持了对硝氮的合理去除效果，对于高氨氮、低硝氮的进水，半落空的垂直流湿地对氨氮、硝氮的去除率分别可以达到90%和50%左右;而对于水平流，为了不使上部填料闲置，完全淹没状态时较优的运行方式，对硝氮的去除率很高，可以达到95%以上，对氨氮的去除率也在60%左右。（4）在炉渣垂直流人工湿地反应器中靠近出水口一侧的填料中存在“短流”，靠近进水一侧的填料层下部存在“死区”，而在炉渣水平流湿地反应器中，在靠近进水池一侧的填料层上部和靠近出水池一侧的填料层下部有不同程度的堵塞情况。

关键词：水平潜流人工湿地垂直流人工湿地填料运行水位水力停留时间分布

基于VC++地表水水质预测评价系统 ——湖库水质预测评价模块的研究与开发

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基于VC++地表水水质预测评价系统 ——...

作者：谢湉中南林业科技大学

学位级别：硕士

在环境影响评价工作中,对地表水水质的预测与评价是工作的重点,针对这一问题所设计的相关软件及系统也随着环境保护逐渐被重视而发展迅速。湖库是地表水的重要组成部分,其水质污染和富营养化问题已成为世界性的难题,也是困扰中国经济发... 详细信息

在环境影响评价工作中,对地表水水质的预测与评价是工作的重点,针对这一问题所设计的相关软件及系统也随着环境保护逐渐被重视而发展迅速。湖库是地表水的重要组成部分,其水质污染和富营养化问题已成为世界性的难题,也是困扰中国经济发展的主要环境问题之一。对湖库水质进行分析、模拟预测和评价是解决这个问题关键。本文的提出以地表水环境中的湖库为例,设计出有助于水环境影响评价工作的决策系统,不仅可以进行常规的水质预测,而且在水质评价模块中结合了水质综合评价和富营养化等级评价,使湖库水质问题在整体和富营养化两方面得到了综合体现,为综合治理湖库水质问题提供了新思路。本文根据现有的实际情况,以湖库水质的预测与评价为主要研究对象,以建立相应的水质预测及评价系统模块为核心,以实现基于VC++技术的地表水水质预测评价系统为目的,进行了以下工作：（1）参考并调查了我国目前地表水环境污染现状,特别针对我国现阶段湖库的水质污染问题进行了详细的现状分析,阐明了湖库富营养化的危害性,并结合相关资料整理了我国环境决策系统的发展现状。（2）针对实际研究情况及课题研究目的,提出了针对我国地表水中的湖库水质预测评价为例,设计适用范围广具有可操作性的决策系统。结合水环境预测及评价导则标准,对本系统可操作的污染因子进行了选取。（3）了解比较了国内外水质模型的研究成果及水质评价方法,结合我国环境影响评价工作导则推荐的湖库水质预测模型,设计了持久性污染物、非持久性污染物预测模块;在水质评价模块中,对比了各种水质评价方法并结合单因子水质评价法和综合水质评价方法,设计了水质综合评价子模块并采用综合营养状态指数法设计了富营养化等级评价子模块。（4）利用面向对象的编程技术,在基于VC++系统设计平台上完成了“地表水水质预测评价系统—湖库部分”的开发,并将已有的河流部分整合到同一个系统中,初步完成了地表水决策系统的开发任务。（5）以湖南省常德市柳叶湖为对象进行了详细调查,并对其水质进行监测。系统设计开发完成之后,使用实测数据和部分常德市柳叶湖监测站所提供的数据对系统模块进行检验,结果表明,本系统功能基本可实现,预测及评价数据可信,并根据系统的预测和评价结果对柳叶湖的污染防治和综合管理提供了建议。（6）对系统完善、模型选取、程序调试等方面提出了更完善的措施办法,对后续工作进行展望。

关键词：水质预测模型 VC++ 富营养化

2021年冬季珠江三角洲河网浮游动植物的分布和咸潮入侵的影响

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湿地科学 2022年第5期20卷 666-680页

作者：谢毅梁崔保山谢湉蔡燕子高放陈聪张立北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 南方海洋科学与工程广东省实验室广东广州511458 北京师范大学自然科学高等研究院流域环境生态工程研究与开发中心广东珠海519087 中国科学院南海海洋研究所广东广州510220

于2021年1月下旬,在珠江三角洲河网,开展了浮游植物和浮游动物实地调查,研究了浮游植物和浮游动物的分布特征,分析了咸潮入侵的影响。研究结果表明,珠江三角洲河网水体中分布着72种浮游植物和21种浮游动物,硅藻和蓝藻为浮游植物的主要类... 详细信息

于2021年1月下旬,在珠江三角洲河网,开展了浮游植物和浮游动物实地调查,研究了浮游植物和浮游动物的分布特征,分析了咸潮入侵的影响。研究结果表明,珠江三角洲河网水体中分布着72种浮游植物和21种浮游动物,硅藻和蓝藻为浮游植物的主要类群,轮虫类为浮游动物的主要类群;由海洋向陆地方向,珠江三角洲河网水体的盐度在不断减小,水体中的营养盐含量在逐渐增大,从崖门水道到虎门水道,浮游植物群落和浮游动物群落的丰度、生物量都逐渐增大;咸潮入侵是浮游植物群落生物量、Shannon-Wiener多样性指数和物种丰富度的主要影响因素。

关键词：浮游植物浮游动物咸潮入侵珠江三角洲河网

西南某退役化工厂场地地下水污染特征及污染物迁移规律分析

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环境工程技术学报 2022年第5期12卷 1555-1563页

作者：李书迪谢湉张荣海张芊苏丽丽张德明黄锦孙周永信广西博世科环保科技股份有限公司华南理工大学环境与能源学院桂林理工大学环境科学与工程学院

针对某退役化工厂场地受有机物污染的地下水含水层,开展地下水污染特征调查,通过风险评价模型、DRASTIC模型分别对研究区进行人体健康风险及地下水脆弱性评价,构建污染物地下水迁移扩散模型,进一步剖析典型污染物迁移扩散的影响因素及... 详细信息

针对某退役化工厂场地受有机物污染的地下水含水层,开展地下水污染特征调查,通过风险评价模型、DRASTIC模型分别对研究区进行人体健康风险及地下水脆弱性评价,构建污染物地下水迁移扩散模型,进一步剖析典型污染物迁移扩散的影响因素及动力学模式。结果表明:研究区地下水受1,2-二氯乙烷、苯、三氯甲烷的污染,1,2-二氯乙烷的总致癌风险为4.00×10^(−6),超过人体健康风险可接受水平,主要暴露途径为吸入室内空气中来自地下水的气态污染物;研究区地下水脆弱性指数为4.912~5.305,整体处于中等脆弱性水平,地下水系统抵御污染能力较强,地下水埋深、净补给量和含水层厚度是影响地下水脆弱性的主要因素;1,2-二氯乙烷迁移扩散受地下水对流作用、含水介质吸附阻滞作用、生物化学作用共同影响,地下水对流作用是其迁移扩散的主要动力,含水介质吸附阻滞作用及生物化学作用对于其分布范围影响显著。

关键词：化工污染场地地下水风险评估脆弱性评估迁移动力学

基于水动力过程的湿地生态补水优化机制:以北京汉石桥湿地为例

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环境工程 2023年第1期41卷 61-71页

作者：王璇谢湉张勇窦鹏崔保山曹波李馨宇丁鑫宇杨志昊北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 北京市顺义区汉石桥湿地自然保护区管理中心北京101309 北京市水科学技术研究院北京100048

湿地具有涵养水源等重要生态服务功能,但在人类活动与气候变化的多重胁迫下出现萎缩与退化,其中湿地补给水量不足是其主要生态问题之一。随着跨区域、跨流域调水工程的实施运行,生态补水目前已成为湿地修复与水资源配置的关键技术组成... 详细信息

湿地具有涵养水源等重要生态服务功能,但在人类活动与气候变化的多重胁迫下出现萎缩与退化,其中湿地补给水量不足是其主要生态问题之一。随着跨区域、跨流域调水工程的实施运行,生态补水目前已成为湿地修复与水资源配置的关键技术组成。因此,关注多水源补给湿地的补水路径优化,基于湿地补水水动力过程提出了生态补水方式的优化方案。2021年在潮白河流域全线通水的背景下,以北京市仅存的大型芦苇沼泽湿地——汉石桥湿地为案例区,构建了潮白河流域SWAT模型模拟径流变化规律,利用MIKE21模型模拟湿地补水水量-水动力耦合过程,比较了6种湿地补水情景的水动力变化特征。结果表明:汉石桥湿地内部水系连通受阻造成的湿地南部与北部分隔是限制生态补水效率的主要瓶颈,湿地南北区多流路同时补水,以及改造湿地水文连通结构是改善补水水动力条件,提升生态补水效应的优化方案。该研究结论可为湿地的长期管理和生态修复提供参考,有利于首都城市生态水系建设。

关键词：潮白河流域 SWAT MIKE21 生态补水情景模拟