基于减污降碳和水质目标约束下的黄河干流兰州段城区污水处理厂出水排放限值研究

为科学合理地提出黄河干流兰州段城区污水处理厂出水排放限值,实施精准科学治污,持续改善黄河干流兰州段水环境质量,本文以兰州市城区四座有代表性的污水处理厂(西固、七里河安宁、盐场和雁儿湾污水处理厂)为研究对象,统计四座污水处理厂主要污染物排放浓度、中水回用率、主要污染物去除率及减排效果,分析四座污水处理厂入河排污对黄河干流兰州段水质的影响,梳理污水处理厂运行阶段的碳排放情况.结果表明：(1)兰州市城区四座污水处理厂中水回用率低,介于0.86%～4.66%之间.(2)四座污水处理厂主要污染物的去除率高于国内污水处理厂主要污染物去除率的平均水平,COD、NH3-N年均减排量分别为114 584.1、8 234.6 t,减排效果明显.(3)在黄河枯水期上游来水水量小、水质接近或超出GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质目标限值的条件下,叠加区间其他入河排污口的影响,兰州市城区四座污水处理厂均按照设计规模及设计出水水质排污会对下游河段水质造成影响.因此,不能一味地追求出水水质,盲目提标改造,要综合考虑污水处理厂运行过程中的碳排放,在满足受纳水体水质目标前提下,统筹考虑减污降碳.     

利用因子克立格方法研究天津土壤PAHs和土壤理化参数空间多尺度相关性

土壤中的PAHs对人体健康具有潜在的危害 .在天津采样数据的基础上 ,应用多元地统计学中的因子克立格方法 ,探讨了天津地区表层土壤中PAHs含量和一些土壤性质之间的空间相关性 .在天津地区共采集 188个表层土壤样品 ,测定了 16种PAHs的总含量、土壤 pH值、总有机碳含量和土壤粘粒含量 .研究结果表明 ,天津地区表层土壤中PAHs含量和pH、TOC、粘粒含量之间的空间相关性在不同尺度上有很大差异 .     

四川中东部地区2009年大气硫沉降模拟

采用第三代公共多尺度空气质量模型Models-3/CMAQ,对四川中东部地区2009年1月、4月、7月和10月SO₂排放所产生的硫沉降分布进行数值模拟研究,并且将该模型输出的ρ(SO₂)、SO₄2-湿沉降量分别与地面层的ρ(SO₂)、降水中SO₄2-湿沉降量实测值进行相关分析,探讨硫沉降的季节、区域分布特征及湿沉降变化. 结果表明:ρ(SO₂)模拟值与实测值的R(相关系数)为0.445,SO₄2-湿沉降量模拟值与实测值的R为0.510;四川中东部地区夏季硫沉降量为2.2×104 t,高于其他三季,冬季最小,为1.0×104 t;硫沉降呈三大片区分布,宜宾、乐山、泸州为高值分布区,资阳、遂宁、南充、广安和达州均属于硫沉降低值区,成都、德阳、绵阳片区属硫沉降次高值区;干沉降中SO₂沉降量在各季所占比例均在85%以上,湿沉降中各季SO₄2-沉降量所占比例均在99%以上.      

黄土小流域水沙输移过程对土地利用/覆被变化的响应

以甘肃定西安家沟小流域为典型研究区,基于TM、ALOS遥感影像解译和地面长期水文数据,深入分析了1997至2010年间流域土地利用变化特征及其产流产沙效应。结果显示,（1）14年间,流域林灌草面积分别增加160.23%、176.33%和80.75%;坡耕地、居民地、裸地和梯田面积分别减少25.57%、0.16%、48.45%和21.52%。以2005年为时间节点,发现前期灌草增加较多、裸地减少明显,后期则是乔木增加比例和坡耕地减少比例更为显著,彰显出不同历史阶段植被恢复的策略变化。（2）流域出口多年平均径流量和输沙量分别由前期的18 249 m3和6 383 kg锐减至后期的2 292 m3和2 267 kg,流域土地利用/覆被有效增加是其主要驱动。（3）春冬季节,由于降雨稀少、径流泥沙的本底值很低,前后两个阶段的水沙输移量差异较小,土地利用/覆被变化的影响相对尚不显著。但在夏秋季节,随着降雨事件增多,土地利用/覆被变化减水减沙的效应趋于显性化。     

风沙土不同有机组分对氨氮的解吸特征影响

采用平衡解吸法研究了风沙土不同有机组分对氨氮的解吸特征影响。结果表明,去除腐殖质后的风沙土氨氮解吸比例增加（由0.58增加到0.68）,同时,解吸迟滞性指数显著降低（由0.067降低到0.021）,说明腐殖质是影响风沙土氨氮解吸特征的重要因素;氨氮在轻组有机组分上的表面分配作用吸附是导致解吸比例增大,解吸迟滞性指数减小的原因;重组有机组分中的紧结态腐殖质（胡敏素）对氨氮的解吸起关键作用,它不但解吸比例较低（Dr=0.23）,而且解吸迟滞性指数较大（TⅡ=0.458）;氨氮在紧结态和稳结态腐殖质所形成的团聚体颗粒微孔隙中的不可逆吸附是导致解吸比例降低、解吸迟滞性指数增大的根本原因;考查土壤对氨氮的解吸特征不但要考虑有机质的含量,更要考虑有机质的存在形态,它也是影响土壤氨氮解吸特征的重要因素,轻组有机组分、重组有机组分及重组有机组分中的稳结态加紧结态腐殖质（HⅡ＋HⅢ组）和紧结态腐殖质（HⅢ组）携载的吸附态氨氮进入水体后,对上覆水体的扩散通量可分别按其饱和吸附量的0.94、0.58、0.33和0.23倍估算。     

中国土地利用潜力研究进展与启示

土地利用潜力水平与土地集约利用紧密相关。为充分了解我国土地利用潜力研究状况,从土地利用潜力内涵、分尺度研究内容及特点、研究方法三个方面重点阐述了国内当前的研究状况。以此为基础,提出我国土地利用潜力研究主要存在以下四个方面不足：①研究内容上,以土地利用潜力评价为主,其他研究如潜力来源的分析、土地挖潜措施研究、土地利用潜力与其他学科的交叉略显薄弱;②理论基础与学科借鉴程度较弱;③省级、市级或区县级分尺度研究特色和侧重点不足;④研究结果的应用仍需加强。并提出以下四点展望：①推进理论创新,加强理论借鉴;②推进内容创新,拓宽研究视角;③推进方法与技术创新,促进学科发展;④推进研究结果应用,加强跨领域交叉研究。文章有利于探寻土地利用潜力研究方向和突破口,拓展其研究领域深度与广度,对于我国土地集约利用水平的提升具有重要的实践指导意义。     

不同尺度中国大陆灵长目物种丰富度的地理格局及其与环境因子和人类活动的关系

物种丰富度的分布格局及其成因有多种假说,其中生态假说中能量假说、生境异质性假说和气候假说目前被广泛接受.本文通过代表不同假说的26个环境变量,同时也利用人口密度、农田牧场面积表征人类活动强度,分别在100 km×100 km、200 km×200 km和400 km×400 km尺度上,基于特征值的空域滤波模型的方法分析中国大陆灵长类物种丰富度与环境因子和人类活动之间的关系.结果表明,在所有分析的空间尺度上,中国大陆灵长类物种丰富度呈现纬度梯度格局,即由南向北逐渐递减.其中,华南区的滇西南山地省和滇南边地省是物种最为丰富的区域,东北区、华北区、蒙新区和青藏区大部分地区基本上没有分布.在不同空间尺度上,虽然影响中国大陆灵长类物种丰富度大尺度格局的主要因素不相一致,但环境能量假说(以潜在蒸发散表示)和气候假说(以年均温度表示)相互作用,共同影响中国大陆灵长类物种丰富度大尺度地理分布格局.当表征人类活动相关的指标和环境因子一起分析时,结果表明人类活动强度对灵长类物种丰富度地理格局有影响,这对加强灵长类物种保护有参考意义.     

模拟稻田中氮磷的变化特征及其降污潜力分析

为研究稻田中氮磷的变化特征和降污潜力,采用室外微区模拟稻田春耕施肥耕整试验,在3、6cm和9cm等3个不同蓄水深度处理（分别表示为t-3、t-6、t-9）条件下,对稻田氮磷含量变化的动态特征及降污潜力进行了探讨。田面水氮磷质量浓度变化与土壤中氮磷的流失密切相关。土壤扰动、基肥（缓释肥）的释放、硝化-反硝化作用、悬浮颗粒物（SS）的物理沉降等综合因素的影响,是导致田面水氮磷质量浓度变化呈先升后降趋势的主要原因。在蓄水处理后1周内,各处理的田面水氮磷质量浓度大小顺序为：Ct-3〉Ct-6〉Ct-9,总氮（TN）、总磷（TP）质量浓度与蓄水深度呈显著的负相关（Y=-33.97x＋133.4,R2=0.999和y=-0.115x＋0.61,R2=0.994）。春耕插秧时,因水分管理要求,需要立即排水,相对于蓄水3cm的常规水分管理,若能蓄水9cm后再排放,可减少排放总氮45.57%~86.88%、总磷33.02%~62.79%;若蓄水6cm再排放,可减少排放总氮35.76%~72.13%、总磷9.88%~50%。但考虑到＂浅水活苗＂之实际,以人工蓄水5~6cm较为适宜。另外,在蓄水5~6cm的前提下,于第5d或第7d排水,减排降污效果显著;第5d排水,相比第3d排水,可减少排放总氮21.22%~55.41%、总磷67.67%~83.70%。从稻田春耕生产实际要求和降污效能综合考虑,选择6cm的蓄水深度并在第5d排水,是提高稻田减排降污潜力的农艺措施之一。     

水动力条件对藻类影响的研究进展

水动力过程是影响水体富营养化状态和水华爆发的重要因素,水动力因素对藻类影响的研究对于富营养化水体藻类控制具有重要意义。归纳分析近年来关于流速、流态对藻类生长和种类变化的研究报道;就水动力条件对藻类的影响及其作用机理等详细地进行了文献综述。水动力条件对藻类生长的影响分为流速和流态两个方面,不论是单一藻种还是混合藻类,低流速、小扰动有利于藻类的生长和聚集,流速增大则导致Chla浓度先递增后递减,不同藻类的临界流速并不相同;藻类生长随着湍流程度的增加而逐渐受到抑制,抑制作用与水流流态（层流、过渡流、湍流）无明显相关关系,水体流态的变化造成水流剪应力的变化,藻类种类的差异导致其对水流剪应力的响应变化。水动力条件变化引起的藻类种群结构变化,主要表现为水体混合加剧导致优势种群的转换。水动力条件对藻类影响的作用原理主要是引起了光强的改变、细胞长度的变化、营养盐运送及捕食行为变化等。综观当前的研究成果,水动力能否真正阻止藻类细胞的生长或聚集,影响藻类生长或种类变化的扰动的最低水平以及水动力对藻类影响的作用机理是这一领域未来研究的重点所在。     

隧道内无砟轨道上拱变形特征及行车安全性研究

为评估高铁隧道内无砟轨道上拱变形对行车安全性的影响,基于实测数据获得无砟轨道上拱变形特征,从而建立仰拱填充层-无砟轨道-车辆系统动力学计算模型。利用计算模型获得不同无砟轨道上拱变形特征对车辆动力响应的影响,进而评估高速行车安全性。结果表明：高铁隧道内无砟轨道上拱变形的实测波长主要范围为3～30 m,幅值主要范围为0～8 mm,其中,以波长10 m、幅值2 mm的上拱变形为主。上拱波长不超过6 m时轮轨力峰值较大,上拱波长在12 m左右时车体垂向加速度峰值较大。波长6 m左右的上拱变形对高速行车安全性的影响显著,具有一定的脱轨风险,应重点关注。