信息论方法在水资源系统工程中的应用

水资源系统工程是水资源科学与系统科学相互交叉形成的一门新兴综合性工程技术学科，在人口、资源、环境、经济与社会区域可持续发展战略研究中具有重要意义。其中的一个重要研究问题是如何有效挖掘实际水资源复杂系统中各种不确定性信息。为此。在阐述信息论基本概念和主要方法的基础上。对信息论方法在水资源系统工程中的应用研究按照水资源系统工程的理论框架进行了划分。详细论述了近年来信息论在水资源系统建模、优化、模拟、预测、评价、决策中的应用，探讨了信息论方法用于水资源系统工程中存在的问题和相应对策．展望了信息论方法在水资源系统工程中的应用前景，指出了建设基于信息论的水信息学学科的必要性。这些信息论方法在资源系统工程、环境系统工程和管理系统工程等应用系统工程研究中具有一定参考应用价值。     

水文变化条件下农田溪流营养盐滞留效应模拟

以巢湖流域某一典型农田源头溪流为对象,基于溪流水文条件的动态变化性,从水文概率密度模型与营养盐滞留率模型综合集成角度,解析较长时间尺度下营养盐滞留有效流量的动态变化特征.在对水文概率密度模型Monte Carlo随机模拟的基础上,根据先前10次野外示踪实验获得的营养盐吸收速度等数据信息,定量评估溪流营养盐滞留的总体水平,估算最有效流量和等效流量.结果表明,农田溪流渠段的NH₄⁺、PO₄^3-滞留能力总体偏低,相应的期望滞留率分别为0.0671(6.71%)和0.0541(5.41%),最有效流量分别为0.0051,0.0049m³/s,功能等效流量分别为0.044,0.043m³/s.基于溪流营养盐吸收速度明显偏低的客观现状,有必要从溪流形态和河床地貌特征的改造着手,提升溪流水体营养盐滞留能力.     

矿业城市环境经济系统耦合评价—以安徽铜陵市为例

从矿业城市环境—经济系统脆弱性产生的原因、表征和措施三方面构建了耦合度评价的指标体系,以三维空间建立耦合度评价模型,采用灰色斜率相似关联度模型评价耦合度约束主因子.结果表明,2002~2009年铜陵市环境—经济系统经历弱耦合度—较弱耦合度—较高耦合度的变化,耦合度呈递增趋势;铜陵市环境—经济系统耦合发展的主要贡献因子是经济增长和环境质量,主要限制因子是资源供给、环境保护投资和工业固废排放等.     

巢湖塘西河河口湿地重金属污染风险不确定性评价

基于污染风险评价系统多种不确定性共存的特点,采用盲数描述和表征重金属污染风险评价模型的各项参数,在对采自巢湖塘西河河口湿地24个表层沉积物柱状样中Cu,Zn,Pb,Cd和Cr等指标分析测试的基础上,采用Matlab工具软件编制的潜在生态风险指数盲数评价模型程序,对巢湖塘西河河口湿地重金属污染风险进行定量评估. 结果表明:巢湖塘西河河口湿地处于中等污染至较高污染状态,其相应的可信度分别为0.589和0.411;潜在生态风险等级属较低至中等水平,其相应可信度分别为0.755和0.245. 5种重金属污染程度排序依次为Cu＞Cd＞Zn＞Pb＞Cr;潜在生态风险水平排序依次为Cd＞Cu＞Pb＞Cr＞Zn.      

巢湖水华暴发期水-沉积物界面溶解性氮形态的变化

2008年4~10月,连续对巢湖8个样点进行采样,分析了上覆水和表层沉积物间隙水中溶解性氮形态在水华暴发过程中的变化,估算了水-沉积物界面无机氮的扩散通量.结果表明,上覆水中NH4+-N含量随水华暴发强度的增加而减小,溶解性总氮(DTN)含量在水华暴发后明显升高,而NO3--N含量只在水华暴发严重时才明显减少.在大规模水华暴发前(4~5月)上覆水中DTN的主要组成部分是NO3--N和NH4+-N,在水华暴发后则是溶解性有机氮(DON).间隙水中PDTN以NH4+-N为主,其浓度随温度的增加而升高; DON在水华暴发过程中呈先下降后上升的趋势.通量计算结果表明,沉积物作为NH4+-N的“源”一直由间隙水向上覆水释放,西半湖扩散通量在13.06~32.94mg/(m2·d)之间,东半湖扩散通量在4.54~17.41mg/(m2·d)之间.沉积物-水界面交换是湖泊营养盐重要的补充途径,为水华持续暴发提供营养来源.     

麦秸基木质陶瓷/凹凸棒石复合材料制备与性能表征

介绍了以麦秸秆、凹凸棒石为原料,以酚醛树脂、固化剂为辅料,按照不同的配比进行混合、干燥、热压,而后采用高温烧结工艺,制备新型复合碳材料。试验制备了各种不同原料配比以及不同烧结温度下的材料,并对材料的物理强度、密度、气孔率、强度、电阻率等性能进行了测试,对其性能表征、形成机理和形成规律进行分析,初步探讨了原料选择、原料配比、碳化温度等参数对制备工艺以及复合材料性能的影响,确定了当麦秸秆∶凹凸棒石=2∶1和3∶1,温度为700～800℃时,材料的各物理性能较为理想。实验证明麦秸秆为原材料制备凹凸棒石的可行性,为麦秸秆的资源化利用、凹凸棒石的应用以及木质陶瓷复合材料的研究开辟了新的研究方向。     

即时合成层状双氢氧化物法去除阴离子染料刚果红

利用层状双氢氧化物(LDH)合成原理,提出了即时合成LDH处理染料废水的方法,并对其可行性进行了实验研究.该方法的基本原理是由于Mg2+,Al3+水解共沉淀形成LDH,阴离子染料优先进入LDH结构层间平衡结构电荷,从而使阴离子染料以LDH沉淀的形式被去除.探讨了反应时间,pH,n(Mg2+):n(Al3+)及温度对染料去除率的影响.结果表明,在常温下,最佳pH为9.0,反应时间为2 h,n(Mg2+):n(Al3+)为2:1,对刚果红染料的去除率可达100%,效果十分显著.      

人工快渗生物滤池深度处理有机农药废水

采用人工快渗生物滤池（CRI）深度处理某农药厂生产废水。实验采用逐步提高负荷法进行污泥驯化,基本稳定后,用稀释的生产废水进行实验研究。结果表明：进水CODcr,约100mg·L^-1,CODcr的去除率达到了40％左右,有机氮转化为无机氮并经硝化作用去除。     

沉淀池的数值模拟

运用计算流体力学软件FLUENT模拟了平流式沉淀池在不同进水口高度,进水挡板位置,颗粒密度和圆弧形扰流板位置下的流场、悬浮物的浓度场。从模拟结果的分析比较可以看出,在一定范围内改变沉淀池的进水口高度,对沉淀池的去除效果没有影响。挡板的淹没深度和颗粒的密度则对悬浮物的去除效率影响较大。挡板的水平位置只在一定范围内变化才能使沉淀池保持较为理想的去除效率。圆弧形扰流板的加设可以改变沉淀池内流态不均的现象,从而提高沉淀池的运行效率。