上海南区污水输送干线世博期间排水安全保障

上海世界博览会将于2010年5月至10月召开,会展期跨越上海市夏季主汛期。届时如何保障世博园区的排水安全和水质安全,对接纳园区污水的已建干线排水系统是一个极大的考验。通过建立上海市南干线排水管网系统的数学水力集成模型,对世博园区污水接入后南干线的水力状态进行模拟,预测世博园区的排水风险,提出世博期间南干线的排水安全保障方案,为世博会期间的防洪保安奠定基础。     

混合酶强化剩余污泥微生物燃料电池性能

为了提高剩余污泥为燃料的微生物燃料电池(SMFC)产电性能以及污泥减量化效果,在不同的温度(40、45和50℃)研究单室无膜微生物燃料电池中酶对SMFC产电特性的强化效果.加入单一酶(蛋白酶或α-淀粉酶)的结果表明,随着温度的上升,SMFC功率密度均上升,但40℃时强化效果最明显,与加入失活酶的对照组相比分别增加198％和130％.在40℃下,混合酶比(蛋白酶浓度:淀粉酶浓度)为2∶3时,SMFC最大功率密度为776 mW/m2.随着混合酶中淀粉酶的比例提高,SMFC库伦效率逐渐增加,当混合酶比为4∶1时,CE(库伦效率)可达18.3％,同时TCOD、TSS和VSS去除率分别为70.3％、66.7％和80.4％.因此,温度相对较低时,外加酶强化效果更明显;与单种酶相比,混合酶对SMFC产电性能和污泥减量化的强化效果更显著.     

高膜通量厌氧微网生物反应器处理生活污水的研究

将动态膜技术与厌氧膜生物反应器相结合,形成一体式厌氧微网生物反应器(AnFBR),用于城市生活污水的处理,研究了在高膜通量条件下,AnFBR的运行情况和对生活污水的处理效果。结果表明,AnFBR在膜通量为72 L/(m2.h)条件下可连续稳定运行40 d;系统对COD平均去除率为58.4%,对TN和NH3-N有一定的去除效果;出水SS最高为15.0 mg/L,出水中污染物粒径在10μm以下;微网动态膜对小分子物质的截留量不高,但对分子量大于1 000 kU的物质有明显的截留效果,进水中的大部分大分子物质被转化为小分子物质;AnFBR在保留了泥水分离特点的情况下还具有结构简单、膜通量高、微网过滤周期长等优点。     

环渤海地区主要港口竞争力评价

随着经济中心的不断东移，东北亚以其独特的地缘优势和经济互补优势正逐渐成为世界经济的新增长点，依托港口优势发展腹地经济也成为各大港口研究的重要课题。引入因子分析方法，以环渤海地区港口群为研究对象，利用2009年统计数据对影响港口竞争力指标进行处理并横向比较，得出港口竞争力排名，同时进行了分析。结果表明，青岛、天津、大连三大港口竞争力最强，但大连港稍显落后。在三大子港口群中，山东子港口群综合优势显著，辽宁子港I：3群存在腹地经济落后、恶性竞争等问题，津冀港口群受行政区划限制，港口资源整合困难。     

三江平原水土资源空间匹配格局

三江平原是我国重要的商品粮生产基地,其水土资源的空间匹配格局对保障区域粮食安全具有举足轻重的作用。近年来,由于水稻的大面积种植,三江平原水土资源数量、质量及其空间匹配状况均发生了明显的变化。为了客观地评价三江平原水土资源空间匹配现状,该研究在分析水土资源空间分布格局的基础上,引入水资源可利用量作为水资源量的表征参数,从水资源的可利用量与耕地资源的匹配角度,构建了区域水土资源匹配测算模型,并对其匹配程度进行了划分。分析结果表明,2000年以来,三江平原水土资源整体表现出"土地资源丰富,水资源欠缺"的态势,并且其空间分布格局存在明显的错位现象,已非惯称的"水土资源丰富和匹配";2008年三江平原水土资源匹配系数为0.35×10⁴ m³/hm²,远低于同期全国平均水平(0.56×10⁴ m³/hm²),水土资源匹配较差;水土资源匹配程度空间差异性较为显著,总体呈现出"南北优于东西,边缘优于腹地,林区优于农区,山丘区优于平原区"的格局。针对三江平原水土资源空间匹配程度差、区域差异明显的特点,应在水利设施建设的同时,兼顾水土资源的优化配置,以此提高三江平原水土资源空间匹配程度,为三江平原的粮食生产提供保障。     

气候变暖对冻结期黑土碳氮循环关键过程及指标的影响

冬季土壤碳氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分,对气候变暖的响应极为敏感.为更好地了解气候变暖对冻结期黑土碳氮动态的影响,本试验采用红外辐射仪模拟土壤增温,并进行了两种不同水平的增温研究（W1和W2）.结果表明,在冻结期（2019年11月至翌年1月）,与对照处理（C）相比,模拟增温使表层土壤温度（0 cm土壤温度）分别上升1.54℃（W1）和4.10℃（W2）,并显著增加了土壤含水量,这很可能是由于积雪融化造成的.两种增温水平均降低了积雪覆盖厚度、土壤冻结深度、土壤有机碳（SOC）含量及活性有机碳（LC）含量.而冻结期增温对黑土氮循环关键过程及指标的影响则相对更复杂,随着增温幅度的提升,硝态氮（NO₃^--N）含量显著降低、全氮（TN）含量及净氮硝化速率明显增加,而铵态氮（NH₄⁺-N）、总无机氮（TIN）含量及净氮矿化速率则显著地呈现出先增加后降低的趋势.气候变暖将给冻结期黑土带来更为温暖湿润的环境,并且由此引起的土壤碳氮含量及转化过程的变化将会对随后生长季植物和微生物群落的结构组成、生产力及碳氮循环等过程产生深远的影响.这为研究冻结期东北黑土碳氮循环机制提供了一定的科学依据.     

基于BP结构突变的中国能源强度及因素分解研究

能源是人类生存和发展的物质基础,是中国经济可持续发展的关键。中国能源消耗量虽在逐年降低,但仍是世界上能源消耗量最大的国家。伴随常规能源的日益枯竭,能源安全问题成为中国经济可持续发展的瓶颈,因此,降低能源强度迫在眉睫。系统研究中国能源强度下降原因并进行因素分解有助于深入把握能源变动规律,具有重要的现实意义和应用价值。文章运用BP结构突变模型对1980—2015年能源强度突变点检验,建立LMDI分解模型,将能源强度分解为部门能源强度、运输线路单位长度能耗、运输线路产出能耗、人均生活用能、城市化、人均收入效应、产业结构、能源结构八个因素,分析能源强度各阶段动因变化特征。计算结果表明,受经济发展及国家政策冲击,能源强度在1980—2015年样本期间存在1991年、2002年和2008年三次结构突变,形成四阶段不同增长趋势。能源强度在样本期间呈整体下降趋势,能源强度各阶段主要影响因素不同,但是部门能源强度和能源结构对中国能源强度作用最大,人均生活用能、人均收入效应和产业结构中的交通运输仓储及邮电通信业对能源强度影响显著;在样本期内,各影响因素作用方向转变导致能源强度阶段特征不同。针对中国能源强度的阶段特征,提出开发推广可再生能源技术以调整能源结构;促进应用低碳节能产品以降低生活用能;推动增加第三产业比重以提高人均收入水平;加快建设运输节能技术以降低交通运输业能源强度等对策建议。     

基于改进水资源生态足迹模型的中国水资源可持续利用仿真及调控

针对现有水资源生态足迹模型复杂程度高、适用性不强、系统性和动态性不足的问题,在模型中引入灰水足迹量化消污用水,并在水资源生态足迹指标计算中考虑非常规水源,然后结合系统动力学仿真技术,开展中国水资源可持续利用调控研究.结果表明,2000～2017年中国对水资源的开发利用程度整体保持在生态承载力以内,水资源开发仍有潜力,但水资源的供需却存在不平衡的情况.鉴于此,从节流、开源和污染治理角度出发,设置了6种中国水资源可持续利用调控方案.其中,2018～2050年综合协调方案能在满足水资源生态可持续和水资源负载合理的条件下,妥善解决水资源供需问题,是实现中国水资源可持续利用的最佳调控方案.目前中国水资源开发速度滞后,与社会经济发展对水资源消耗的增长速度不匹配,需在原有政策的基础上进一步加强开源、节水和治污力度,从而缓解水资源的生态胁迫压力.