国家科技重大专项(2012ZX07204-003)
- 作品数：10 被引量：164H指数：6
- 相关作者：阮晓红李荣富潘扎荣朱愿福张亚平更多>>
- 相关机构：南京大学中国科学院即墨市水利局更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金水利部公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：环境科学与工程自动化与计算机技术农业科学天文地球更多>>
- 河道基本生态需水的年内展布计算法被引量：81
- 2013年
- 基于河流天然径流的变化特征和生态水文过程对径流的年内动态需求,提出了一种新的河道基本生态需水计算方法——生态需水年内展布计算法。该方法选取河流天然径流过程的特征变量来确定与量化同期均值比,并结合多年月均径流过程进行河道基本生态需水量的年内过程计算,弥补了传统水文学法以多年平均径流量的特定百分率或者天然径流量频率曲线上的特定保证率作为水文指标进行生态需水量计算的不足。以淮河干流的河道基本生态需水量年内过程计算为例,并同时与Tennant法、最小月均径流过程作对比。计算结果表明:在Tennant法的评价标准中所对应的河道状态与河道基本生态需水概念界定的生态功能目标相一致,并较好地体现了河流天然径流的年内丰枯变化过程,能够满足河流生态功能目标对径流的实际需求。本文方法计算结果较为合理,符合实际情况。
- 潘扎荣阮晓红徐静
- 关键词：淮河干流
- 基于耦合模型的沙颍河流域地下水与地表水硝酸盐通量过程模拟被引量：4
- 2017年
- 为定量解析沙颍河流域地下水与地表水硝酸盐通量过程,构建了SWAT,MODFLOW和MT3DMS耦合模型,利用2007-2012年水量水质观测数据对模型进行了校验.校验结果表明,地表水流量决定系数R^2大于0.68,地下水水位和地表水水质R^2均大于0.9,地下水水质相对误差Re在15%以内,符合模型精度要求.在此基础上,选择沙颍河流域探究了流域地表水与地下水补排关系和硝酸盐通量过程.结果表明,沙颍河流域地表水与地下水的补排关系主要表现为地下水补给地表水,年均净补给水量约3.18×10~8 m^3.年际表现为丰水年大,达15.2×10~8 m^3,枯水年小,仅为0.26×10~8 m^3;年内表现为汛期地表水补给地下水,枯期地下水补给地表水;空间上表现为流域中上游(沙河、颍河中上游和汾泉河)地区大,年均值可达2.53×10~8 m^3.流域地下水对地表水年均硝酸盐净补给量0.38万吨,表现为,年内秋冬季净贡献量大,占总净贡献量的81.6%;空间上表现为流域上游地区净贡献量大,占总净贡献量的87.4%.流域中下游地区净贡献量小,占总净贡献量的12.6%.
- 陈志慧阮晓红单楠
- 关键词：地下水地表水硝酸盐
- 淮河流域河道内生态需水保障程度时空特征解析被引量：25
- 2015年
- 为了反映出河道内水量满足生态保护与修复需求的状况,以淮河流域为研究对象,构建了适合于快速评估流域尺度河道内生态需水保障程度时空特征的方法。采用生态需水年内展布计算法计算了流域主要干支流的生态需水阈值,并结合实测径流资料开展了生态需水保障程度计算。利用时间序列法、Mann-Kendall检验法、聚类分析以及GIS空间分析功能对流域生态需水保障程度进行时空特征解析。结果表明:1流域生态需水保障程度整体呈现上游地区高于下游地区,淮河干流南岸地区高于北岸地区的特征;2颍河、涡河、沱河等支流的生态需水保障程度较低,且呈显著下降的趋势;3流域年内4—6月份的生态需水保障程度整体表现最低,且空间差异性大,为流域河道内生态需水敏感时期;4流域涡河玄武、蒙城断面,池河明光断面和沱河永城断面生态需水保障程度整体最低,且年内过程变异程度最大,为河道内生态需水优先保障区。评估结果可为优化流域水资源配置、制定维护河流健康对策和保障措施提供重要的依据。
- 潘扎荣阮晓红
- 关键词：淮河流域
- 近50年来淮河干流径流演变规律分析被引量：15
- 2013年
- 基于淮河干流1956-2008年的实测径流资料,从不均匀性和集中程度等方面分析了径流年内分配的时空变化特征,并采用Mann-Kendall非参数检验和距平累积等方法对径流年际变化的趋势性与阶段性进行定性和定量分析。结果表明:(1)淮河干流径流年内分配极不均衡,年际变化较为剧烈。汛期径流量约占年径流量的63%,而最小年径流量仅占多年平均径流量的14.0%～18.2%。1980年以后,径流年内分配不均匀性与集中程度进一步加剧,空间差异有所减小,而集中期则延迟于7月份。(2)年径流量总体表现出递减的变化趋势,且中游递减趋势较上游明显,但均不显著。四季径流量变化趋势与变化幅度不尽相同,息县站和王家坝站仅在春季呈现递减趋势,而鲁台子站与吴家渡站在春、秋季均呈现递减趋势。总体而言,枯水期径流量的进一步减少将加剧流域水资源的供需矛盾。(3)年径流量序列中存在2个持续丰水时段和3个持续枯水时段,且持续枯水时段较持续丰水时段要长。在1996-2008年间,年径流量丰枯交替变化频繁,这主要与该时段流域内降水量年际变化大、旱涝交替出现有关。
- 潘扎荣阮晓红朱愿福李荣富
- 关键词：淮河干流径流量年际变化
- 沙颍河流域平原区土壤氮空间分布特征及影响因素研究被引量：6
- 2016年
- 在淮河上游重要支流沙颍河流域分布于不同土壤类型的77个代表样点进行表层及深层土壤样品采集,分析土壤氮组成、空间分布特征及其影响要素,以期为优化农业生产管理措施和保护水生态环境提供参考.分析结果表明：沙颍河流域表层土壤氮密度为0.02~0.42kg·m-2,80%以上区域处于0.20~0.30kg·m-2之间,平均值高于深层土壤,是土壤氮的主要赋存区域.有机质及降雨量是影响研究区域土壤氮累积的主要因素,富含有机质的冲洪积沉积区域的砂姜黑土表层平均氮密度较高,超过0.28kg·m-2;氮肥施用量大、水肥条件好、土壤有机质含量丰富的水浇地及地下水埋深较深区域表层土壤氮密度高;降雨量与表层土壤氮密度呈显著负相关（R2=-0.58,P〈0.05）,与深层土壤氮密度呈显著正相关（R2=0.69,P〈0.05）.
- 白莹薛山鲁善海朱愿福李荣富阮晓红
- 关键词：土壤类型土地利用类型
- “流域水循环系统氮的迁移转化及其污染控制”专栏前言被引量：1
- 2016年
- 自工业化时代以来,全球范围内由自然产生的活性氮总量基本保持稳定,而由于人类活动的影响,特别是化学氮肥和化石燃料消耗量的急剧增加,人为活性氮的产生量持续上升.从全球系统来看,19世纪60年代至20世纪90年代,由矿物燃烧和化肥使用排放到环境中的活性氮总量由15.3 Tg·yr-1增加到156.0Tg·yr-1,超过了陆地生态系统和海洋生态系统自然产生的活性氮总量．
- 阮晓红
- 关键词：活性氮水循环系统污染控制流域海洋生态系统燃料消耗量
- 以10种农业废弃物为基料的地下水反硝化碳源属性的实验研究被引量：28
- 2017年
- 为了选择理想的农业废弃物作为优质碳源,同时作为生物膜载体应用于可渗透反应墙(PRB),通过反硝化作用去除地下水中的硝酸盐.选择小麦秸秆、玉米秸秆、稻秆、大豆秸秆、玉米棒、稻壳、甘蔗渣、杨树枝、木屑、芦苇共10种农业废弃物进行元素分析实验、浸溶实验和长效浸出实验研究.元素分析实验结果显示,10种农业废弃物的C、N、H元素含量分别为38%~48%、5%~7%、0.5%~2.5%.短效浸出实验表明,甘蔗浸出液的总有机碳(TOC)浓度最高,均值可达38.66 mg·g^(-1),大豆秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、稻壳、杨树枝和小麦秸秆为8.04~15.30 mg·g^(-1),其他均值约为2.36~6.33 mg·g^(-1).但是,大部分农业废弃物均释放一定量的含氮物质.其中,硝酸盐及亚硝酸盐释放量均低于0.05 mg·g^(-1),氨氮释放量低于0.30 mg·g^(-1),凯氏氮除木屑、玉米棒、杨树枝释放量较低,其余均高于0.80 mg·g^(-1),最高可达1.65 mg·g^(-1).同时,秸秆类材料浸出液具有一定的色度,其中稻杆的色度最高,其值为1025.选择浸出液TOC浓度较高的甘蔗渣、玉米秸秆、稻壳、小麦秸秆及凯氏氮浓度较低的玉米棒和木屑作为理想碳源材料,进行长效浸出实验.结果表明,6种材料的TOC能迅速达到高位平衡状态,且溶出速率稳定,浸出液的高效液相色谱(HPLC)和气-质谱联用仪(GC/MS)分析表明,其主要成分为有机酸、糖类、含氮有机物和酯类等物质.其中,有机酸主要为甲酸、乙酸、草酸、富马酸等小分子有机酸、糖类主要为纤维二糖、葡萄糖、果糖和木糖.脱氮效能实验表明,6种农业废弃物硝酸盐去除率均达到80%以上,脱氮速率均达到1.00~2.00 mg·cm^(-3)·d^(-1)(以N计).综上,这6种材料均可作为地下水硝酸盐污染原位修复的理想碳源填充材料.
- 张雯张亚平尹琳阮晓红
- 关键词：农业废弃物碳源TOC硝酸盐氮地下水修复
- 稳定同位素技术在环境水体氮的生物地球化学循环研究中的应用被引量：7
- 2016年
- 氮的生物地球化学循环是地表环境中最复杂的物质循环之一.近年来,稳定同位素技术在氮的生物地球化学循环研究中得到了广泛应用,极大地丰富了人们对氮的来源、物理迁移及其生物地球化学循环等过程的认识,完善了氮的生物地球化学循环理论体系.本文综述了在环境水体中应用稳定同位素示踪技术及统计模型,将氮的溯源研究从定性识别拓展到定量解析;应用稳定同位素分馏理论及同位素配对技术,实现氮的生物地球化学循环转化途径的判别及其转化速率的定量解析;重点提出应进一步开展不同转化途径、不同水体环境要素对氮同位素分馏特征的影响研究,逐步完善环境水体氮循环同位素分馏理论体系,为准确认识氮循环和加强水环境保护奠定科学基础.
- 李荣富罗跃辉曾洪玉阮晓红刘丛强
- 关键词：稳定同位素同位素分馏源解析
- 上覆水不同C/N比条件下沉积物环境反硝化及氨氧化功能基因丰度变化特征被引量：7
- 2016年
- 以太湖梅梁湾沉积物环境为研究对象,通过室内培养试验,研究上覆水不同C/N比条件对沉积物中反硝化(nirS、nirK)及氨氧化功能基因(古菌AOA-amoA、细菌AOB-amoA)丰度的影响,实验设计硝氮水平为2.0和5.0mg·L-1,C/N为0.5、2、4、6、10、14.结果表明,所有实验组样品在60天的培养周期中,反硝化功能基因丰度与本底值相比有所上升,但对C/N比变化响应不显著;氨氧化功能基因丰度对C/N比的变化有响应,当C/N比大于一定比值时,其丰度由初期的显著上升变化为显著下降.其中,氨氧化古菌(AOA-amoA)丰度对C/N比变化响应更显著.相关性分析表明,系统中硝酸盐氮浓度与氨氧化功能基因丰度呈显著相关(r2=0.551,P<0.05),当氨氧化功能基因丰度较高时,来源于沉积物中氨氮的硝化产物使得系统中硝酸盐氮趋于累积.
- 李筱宛张亚平万宇罗跃辉阮晓红
- 关键词：碳氮比
- 秸秆还田对土壤氨氮热力学吸附性质的影响研究被引量：1
- 2016年
- 通过对比未添加秸秆和添加秸秆情景下潮土和砂姜黑土对氨氮的等温吸附实验,探讨秸秆还田对土壤氨氮热力学吸附性质的影响,为氮素在土壤垂向迁移转化过程中发生的吸附反应提供科学参考.研究表明:1砂姜黑土对氨氮的吸附能力要强于潮土,吸附能力主要与土壤的黏粒含量有关.2在实验设定的浓度范围内,未添加秸秆和添加秸秆的所有样品的吸附等温线均能用Henry吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型拟合.同时,Langmuir吸附等温模型可以更好地拟合未添加秸秆以及少量添加秸秆的样品.3添加秸秆的混合样品相对于土壤样品降低了对氨氮的吸附效率和吸附容量.未添加秸秆的土样对氨氮的吸附效率KH的平均值为41.88L·kg-1,饱和吸附量qm的平均值为823.85 mg·kg-1;少量添加秸秆的混合样对氨氮吸附效率KH的平均值为21.29L·kg-1,饱和吸附量qm平均值为732.06 mg·kg-1;大量添加秸秆的混合样对氨氮的吸附效率平均值为13.99L·kg-1.
- 王朝炜朱愿福李荣富阮晓红刘丛强
- 关键词：秸秆还田氨氮潮土砂姜黑土
