《河流水文特徵變化對河岸帶環境效應的影響機制研究》是依託河海大學，由錢進擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：河流水文特徵變化對河岸帶環境效應的影響機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：錢進
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在影響河岸帶環境效應的眾多因素中，河流水文特徵變化是最不確定、同時也是最顯著的因素。每年河流正常的流量和變化不大的水位會在河岸帶產生獨特的水文和土壤條件。但隨著洪水的到來，河流的流量加大，河流的水位提高，河岸帶土壤中氧的含量、化學組成和營養物質等理化指標將會發生改變。另外，洪水發生的頻率和持續時間決定了河岸帶植物群落類型的分布，植物的根部對河岸帶水和土壤的耐受力影響著其對河流水文特徵變化的生理回響。基於此，本項目採用野外調查、現場觀測、室內實驗、理論分析相結合的研究方法，通過分析河流水位變化引起的河岸帶土壤理化指標的變化，探討河流水位變化對河岸帶淨污效果的影響，剖析河流水位變化引起的河岸帶植被的生理回響機制，探求不同水流速度情況下河岸帶對河流中懸浮物的截留效應，從而揭示河流水文特徵變化對河岸帶環境效應的影響機制，為污染河道的河岸帶植物修復以及不同水動力河道河岸帶設計和建設提供理論依據。
結題摘要
在影響河岸帶環境效應的眾多因素中，河流水文特徵變化是最不確定、同時也是最顯著的因素。項目研究了河岸帶表土層中N、P元素的形態轉化過程及時空分布特徵，分析了在不同水位條件下河岸帶表土層土壤水中理化特性的變化規律，剖析了不同水流速度條件下底泥的再懸浮規律以及河岸帶對河流中懸浮物的截留效應。探討了水位變化對河岸帶植被生長的脅迫機理。研究成果對把握河流水文特徵變化對河岸帶環境效應的影響機制，特別是對河岸帶資源綜合利用，河流保護和污染防治等具有重要的理論意義和廣泛的套用價值。 通過室內土槽比較試驗發現，低水位條件下在河岸帶土壤由“乾”變“濕”以及由“濕”變“乾”的過程中，各點TN、NH4＋-N的濃度呈現先急劇增加再緩慢降低趨於穩定的變化過程；試驗11h時滲流水體TN、NH4＋-N濃度沿坡長方向隨運移距離增加而降低，並呈顯著相關的冪函式曲線變化關係。 根據野外現場觀測結果，發現河流水位降低，河岸帶不同土層土壤含水率、土壤容重呈降低趨勢，土壤孔隙度呈增加趨勢。低水位條件下，土壤重量含水率、容重分別比高水位平均低3.00%、1.11%；土壤孔隙度相反，平均高1.22%。另外，河流水位降低，河岸帶土壤pH、Eh、養分總體呈增加趨勢，但不同指標增加的速率不同。其中，低水位條件下土壤pH、Eh、TN、TP、NO3--N、NH4＋-N、AP分別比高水位平均高0.45%、1.69%、13.41%、0.70%、20.90%、8.82%、2.07%。 通過室內空白水槽和有植物水槽的對比試驗發現，空白水槽中的懸浮物含量在流速為v1=1.2 cm/s時下降了2.64%，在流速v2=3.6 cm/s時下降了1.81%；有植物水槽中的懸浮物含量在流速為v1=1.2 cm/s時下降了65.83%，在流速v2=3.6 cm/s時下降了43.90%。這表明，流速越小，河岸帶植物對懸浮物的截留效果越好。另外，通過對比總氮與顆粒態氮、以及總磷與顆粒氮濃度的變化發現，河岸帶植物對氮的截留效果不明顯，對磷的截留作用主要體現在植物對顆粒態磷的截留作用。 通過改造室內環形風動水槽裝置進行試驗，實驗結果發現，在明渠中流速和水深的分布是不同的，增強水動力因素，水中的懸浮固體濃度（SSC）將相應增加，且沉積物再懸浮的起動流速大約為0.21m/s。同時根據對流速和平均懸浮固體濃度水柱的分析得到的定量關係。
