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水位波动和植被恢复对三峡水库消落带土壤原核微生物群落结构的交互影响

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环境科学 2024年第5期45卷 2715-2726页

作者：梅渝黄平王鹏朱凯重庆交通大学河海学院重庆400074 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714 中国科学院+大学重庆学院重庆400714

水库消落带是典型的生态脆弱敏感区.水位波动是影响消落带土壤环境的主要因素,植被恢复是消落带土壤保育的重要手段.然而,在水库消落带中,水位波动和植被恢复对土壤微生物群落结构的交互影响尚不清楚.为此,选取三峡水库消落带中不同水... 详细信息

水库消落带是典型的生态脆弱敏感区.水位波动是影响消落带土壤环境的主要因素,植被恢复是消落带土壤保育的重要手段.然而,在水库消落带中,水位波动和植被恢复对土壤微生物群落结构的交互影响尚不清楚.为此,选取三峡水库消落带中不同水位高程的撂荒草地和人工林地为研究对象,利用16S rRNA高通量测序技术探究土壤原核微生物群落组成和多样性,并探讨驱动土壤原核微生物群落结构的主要环境因子.结果表明,消落带的低水位高程中土壤原核微生物α多样性最高,其中163 m高程的Pielou_e指数、Shannon指数和Simpson指数显著高于168 m高程,Chao1指数和Shannon指数显著高于173 m高程.但撂荒草地和人工林地的土壤菌群α多样性并无显著差异.同时,水位波动和植被恢复均对土壤原核微生物的群落组成产生显著影响,不同样地中生物标志物类别具有明显差异.值得注意的是,植被恢复模式差异对土壤原核微生物群落结构的影响强于水位波动.此外,层次分割结果显示土壤pH是三峡水库消落带土壤原核微生物群落结构变化的主要驱动因子.以上结果可深化对水库消落带土壤微生物群落结构的认识,并为水库消落带生态系统的恢复重建提供科学参考.

关键词：水库消落带水位波动植被恢复土壤原核微生物群落结构

水位波动条件下不同类型内陆湿地动态范围的精准识别

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遥感学报 2023年第6期27卷 1348-1361页

作者：罗茗宫兆宁张园首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 资源环境与地理信息系统北京市重点实验室北京100048

湿地动态范围的精准识别是湿地生态系统保护和恢复的基础。为了发挥遥感技术的高时效性及大规模重复观测的优势,本研究针对湿地具有的高空间异质性和高时间动态性特征,基于Google Earth Engine (GEE)遥感云平台全部可获取的年内Landsat ... 详细信息

湿地动态范围的精准识别是湿地生态系统保护和恢复的基础。为了发挥遥感技术的高时效性及大规模重复观测的优势,本研究针对湿地具有的高空间异质性和高时间动态性特征,基于Google Earth Engine (GEE)遥感云平台全部可获取的年内Landsat OLI时序影像数据集,从湿地形成的发生学因素湿地水文要素出发,结合湿地发育成熟的诊断特征:湿地土壤和湿地植被,筛选用于湿地范围界定的水湿指数组合;采用图像合成法确定年内的高低水位;通过改进的模糊C均值(MFCM)算法弱化湿地背景的空间异质性,提高湿地与非湿地边界的对比度与区分性;选择最大类间方差法(OTSU)确定湿地消涨边界的自适应阈值;结合水湿指数组合方案叠加规则,进行年内时序湿地动态范围的识别,最终构建了一套基于“要素—指标—阈值”体系的湿地动态范围精准识别技术(简称EITS (Elements-Index-Threshold technology System))。从水库型湿地、沼泽型湿地、湖泊型湿地分别选取官厅水库、若尔盖湿地、鄱阳湖湿地作为典型内陆湿地的实验区,验证该套技术体系的适用性及精度。结果表明湿地范围的提取精度均高于94%,Kappa系数大于0.88,证明该套方法体系有效提高了湿地时空动态范围识别的精度和效率,以期为长时序、大范围湿地动态监测与制图提供可靠的技术支撑。

关键词：遥感湿地动态范围界定水湿指数动态变化过程水位波动时序数据集内陆湿地

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水位波动下东洞庭湖冬季水鸟变化特征

人民长江 2023年第4期54卷 76-84页

作者：成波李红清朱秀迪林国俊陈荣友江波长江水资源保护科学研究所湖北武汉430051 长江水利委员会湖库水源地面源污染生态调控重点实验室湖北武汉430051

东洞庭湖是洞庭湖泊群落中最大、保存最完好的天然季节性湖泊,形成了多样、稳定的湿地资源类型,是迁徙水鸟重要的越冬栖息地。基于东洞庭湖冬季水鸟调查数据和城陵矶站水位观测数据,分析了水位,冬季水鸟种类、数量、多样性,优势种种群... 详细信息

东洞庭湖是洞庭湖泊群落中最大、保存最完好的天然季节性湖泊,形成了多样、稳定的湿地资源类型,是迁徙水鸟重要的越冬栖息地。基于东洞庭湖冬季水鸟调查数据和城陵矶站水位观测数据,分析了水位,冬季水鸟种类、数量、多样性,优势种种群数量的变化特征,并研究了水位波动对水鸟群落结构及多样性的影响。结果表明:在水鸟调查期间对应的水位波动范围内,东洞庭湖水鸟种群数量与城陵矶站水位具有较好的拟合程度。城陵矶站水位对水鸟种类、水鸟多样性和优势种种群数量没有显著的影响。在分析水位波动对冬季水鸟群落结构及多样性影响主要原因的基础上,从东洞庭湖冬季水鸟保护的角度提出水位调控利用建议。建议加强湿地生态-水文多过程耦合机制研究,为东洞庭湖水位优化调控和水鸟生物多样性保护提供科学依据。

关键词：东洞庭湖冬季水鸟水位波动多样性

水位波动下滑带土的渗透-固结变形特征试验研究

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地球科学 2023年

作者：李岚星胡新丽黄悦庭张海燕李亚博中国地质大学(武汉)工程学院

三峡库区水位波动期间，滑坡岩土体的渗流-应力耦合特性关乎到滑坡的稳定性。本文开展了一维渗透试验，通过分析马家沟滑坡滑带土的渗流速度和水力坡降的关系，得到了渗透压加卸载过程的渗流特征；同时开展稳态和周期性渗透压下的三轴... 详细信息

三峡库区水位波动期间，滑坡岩土体的渗流-应力耦合特性关乎到滑坡的稳定性。本文开展了一维渗透试验，通过分析马家沟滑坡滑带土的渗流速度和水力坡降的关系，得到了渗透压加卸载过程的渗流特征；同时开展稳态和周期性渗透压下的三轴固结试验，分别分析了围压、渗透压幅值和加载过程对渗透系数和体积应变的影响。研究结果表明：（1）渗透压加载至一个阈值前，滑带土中的渗流满足达西定律，超过该阈值渗流呈现非线性，卸载时渗流符合达西定律；（2）稳态渗透压作用下，滑带土的渗透系数与围压的对数成线性关系，滑带土的瞬时模量影响系数随着渗透压增大呈现显著的指数下降的趋势；（3）动态渗透压作用下，滑带土的渗透系数随波动次数呈指数下降，且各周期内均出现回弹效应，整体上先膨胀再压缩，累积变形回弹的时间节点与渗透系数衰减速率的阈值一致。本研究是考虑渗透压变化的滑带土流变本构的基础，进一步可为滑坡治理优化提供参考价值。

关键词：滑带土水位波动固结变形渗透特性周期性渗透压

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水位波动条件下盾构极限支护压力半解析研究

上海交通大学学报 2018年第8期52卷 982-990页

作者：应宏伟沈华伟张金红朱成伟浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心软弱土与环境土工教育部重点实验室杭州310058 浙江省建筑设计研究院杭州310008

为研究潮汐作用对盾构隧道开挖的影响,采用有限元软件COMSOL建立三维数值模型,得到水位波动条件下盾构隧道开挖面前的渗流场变化规律,发现粉土地基中的渗流存在幅值衰减与相位滞后现象.将计算所得渗透力应用到"楔形体—棱柱体"极限平衡... 详细信息

为研究潮汐作用对盾构隧道开挖的影响,采用有限元软件COMSOL建立三维数值模型,得到水位波动条件下盾构隧道开挖面前的渗流场变化规律,发现粉土地基中的渗流存在幅值衰减与相位滞后现象.将计算所得渗透力应用到"楔形体—棱柱体"极限平衡模型中,计算并分析开挖面极限支护压力在水位波动条件下的变化特征,发现极限支护压力的波动与隧道埋深比、土层性质、边界水位波动等因素相关.随着隧道埋深比的增大和波动周期的减小,极限支护力的幅值衰减与相位滞后更为显著.潮汐作用下的极限支护压力最大值比最高潮位稳态渗流情况要小,支护力的最大值与最高潮位出现的时间不一致.

关键词：水位波动盾构开挖面极限支护压力有限元法半解析解

水位波动下悬挂式基坑周围土体孔压响应解析研究

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水位波动下悬挂式基坑周围土体孔压响应解析研究

作者：邓鹏兵中南大学

学位级别：硕士

滨海、沿江等临水地区的深基坑工程因临近水域而易受波浪、潮汐作用带来的水位波动影响,该动水环境对基坑工程的变形、稳定有一定影响,需对基坑周围土体孔压响应规律进行研究。目前悬挂式基坑研究多采用数值模拟方法,而解析研究往往基... 详细信息

滨海、沿江等临水地区的深基坑工程因临近水域而易受波浪、潮汐作用带来的水位波动影响,该动水环境对基坑工程的变形、稳定有一定影响,需对基坑周围土体孔压响应规律进行研究。目前悬挂式基坑研究多采用数值模拟方法,而解析研究往往基于单层地基土假设,且多为隐式、半解析解形式。本文运用解析方法推导了基坑周围土体二维孔压显式解析解,分析了孔压响应规律,进行影响因素的参数分析、支护结构水压力与抗渗稳定性计算,并将本文解析解与等效方法对比分析,主要工作及研究成果如下:(1)将基坑周围渗流场分为三个规则区域,利用分离变量法,运用模式匹配思想,结合各区域间连续条件推导了水位波动下考虑渗透各向同性、各向异性的单层土基坑周围土体孔压显式解析解,与有限元数值解对比验证其正确性,并进行土体渗透系数、渗透各向异性系数、基坑宽度、支护墙底至不透水层距离等因素的参数分析。(2)针对成层非均质土基坑,对整体渗流场划分规则区域,再将各区域土体进一步划分为多层土层,对各区域孔压解应用分离变量法进行模式展开,依据区域分界面处连续条件建立匹配关系,推导了水位波动下各向同性成层土基坑周围土体孔压显式解析解,与有限元数值解对比验证其正确性,并进行地基土成层分布、基坑宽度及支护墙嵌固深度等因素的参数分析。(3)研究地下水位波动下基坑支护结构水压力计算方法与基坑抗渗稳定性验算方法,与规范方法对比,指出目前规范与简化算法存在的不足;将本文成层土基坑解析方法与等效渗透系数方法对比分析,以期为实际工程提供一定参考。图47幅,表6个,参考文献131篇

关键词：水位波动孔压响应显式解析解渗透系数成层土基坑

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水位波动下非饱和心墙土坝体的渗流和稳定性

岩土力学 2015年第S1期36卷 609-613页

作者：陈曦张训维陈佳林金锋于玉贞北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

基于Richards方程,对坝体的饱和-非饱和渗流场进行了模拟,再根据饱和-非饱和渗流场和非饱和土抗剪强度公式,对坝体的稳定性进行了分析。结果表明,水位骤降过程中坝体的安全系数通常呈现先缓慢增加后迅速减小的变化过程,分析坝体失稳时... 详细信息

基于Richards方程,对坝体的饱和-非饱和渗流场进行了模拟,再根据饱和-非饱和渗流场和非饱和土抗剪强度公式,对坝体的稳定性进行了分析。结果表明,水位骤降过程中坝体的安全系数通常呈现先缓慢增加后迅速减小的变化过程,分析坝体失稳时塑性区和位移场发现,水位下降的初期,坝体左侧坡体的安全系数要低于坝体右侧坡体,但水位下降到一定程度,右侧坡体的安全系数迅速减小,并先于左侧坡体失稳;采用有限元强度折减法用于多坡面边坡稳定分析时,只能获得最小安全系数的包络线;心墙具有隔水防渗的作用,对水位变化渗流具有阻尼作用。

关键词：非饱和土渗流稳定性分析心墙土坝水位波动有限元分析

水位波动对南美蟛蜞菊和蟛蜞菊种内及种间关系的影响

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应用生态学报 2017年第3期28卷 797-804页

作者：卜祥祺刘琳穆亚楠官玉婷李红丽于飞海北京林业大学自然保护区学院北京100083

以外来入侵植物南美蟛蜞菊和本地近缘种蟛蜞菊为对象,通过温室模拟3种水位波动模式(水位无波动,水位波动模式分别为15 cm-0 cm-15 cm和0 cm-15 cm-0 cm)交叉5种定植模式(试验容器内分别为入侵种单株、本土种单株、入侵种6株、本土种6株... 详细信息

以外来入侵植物南美蟛蜞菊和本地近缘种蟛蜞菊为对象,通过温室模拟3种水位波动模式(水位无波动,水位波动模式分别为15 cm-0 cm-15 cm和0 cm-15 cm-0 cm)交叉5种定植模式(试验容器内分别为入侵种单株、本土种单株、入侵种6株、本土种6株以及2物种各3株混种)的试验,研究水位波动对入侵植物和本地近缘种生长繁殖性状及种内种间相互作用的影响.结果表明:水位波动显著降低了南美蟛蜞菊和蟛蜞菊的总生物量、茎生物量、叶生物量、根生物量、茎长、节点数、叶片数及叶面积,对南美蟛蜞菊和蟛蜞菊种内及种间竞争系数的影响均显著.水位波动改变了南美蟛蜞菊的种内和种间竞争关系,说明入侵植物南美蟛蜞菊对水位波动更为敏感,对环境改变表现出更强的适应性.

关键词：水位波动入侵植物本土植物种内竞争种间竞争

盐度与水位双重波动对芦苇去除水中氮磷的影响机理

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环境科学研究 2023年第5期36卷 986-994页

作者：郑汉杰王子博朱翔杜鹏于江华谢磊彭福全王灵南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏南京211800 生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042 中国环境监测总站北京100012 宁夏回族自治区生态环境厅宁夏银川750002 新疆天熙环保科技有限公司新疆乌鲁木齐830052

芦苇广泛分布于我国西北地区,具有净化水体氮磷的作用.西北地区的河湖补水导致盐度和水位波动,但是现有研究难以明确盐度与水位双重波动对芦苇去除水体中氮磷的影响.该试验设置3个不同的水位及盐度波动梯度,通过试验分析揭示水位与盐度... 详细信息

芦苇广泛分布于我国西北地区,具有净化水体氮磷的作用.西北地区的河湖补水导致盐度和水位波动,但是现有研究难以明确盐度与水位双重波动对芦苇去除水体中氮磷的影响.该试验设置3个不同的水位及盐度波动梯度,通过试验分析揭示水位与盐度波动对芦苇脱氮除磷过程的联合影响.结果表明:(1)低频盐度上升(每3 d上升100 mg/L)有利于芦苇对水体中总氮、总磷和氨氮的去除,而高频盐度上升(每3 d上升200 mg/L)不利于其去除.水位下降(每3 d下降2 cm)有利于氨氮的去除,低频水位上升(每3 d上升2 cm)有利于总氮的去除,而高频水位上升(每3 d上升4 cm)则对氨氮和总氮的去除起到抑制作用,主要是由于高频水位上升可降低水体溶解氧浓度.(2)沙湖水位及盐度波动导致芦苇根长增加0.2~2.8 cm,说明现有补水过程并未影响芦苇生存.(3)尽管低频盐度上升和水位下降促进了芦苇对氮磷的直接吸收,但并非水体中氮磷去除的最佳条件,原因是芦苇直接吸收并非氮磷去除的主要过程.为达到保障水质的目的,水位与盐度的调控应优先达到微生物生长的适宜条件.(4)AMOS结构方程模型和双因素方差分析得出盐度与水位的双重波动直接影响芦苇生长指标(P水位双重波动直接影响芦苇生长指标,故应先控制盐度与水位波动范围,使环境有利于芦苇与微生物的生长,进而有利于芦苇对水中营养物质的吸收.

关键词：芦苇盐度波动水位波动双重作用氮磷净化