面源污染输移过程高性能数值模拟方法

高效高精度模拟面源污染输移过程,掌握面源污染的输移规律,是研究面源污染最直接有效的途径之一,也是管理和控制面源污染的有效手段。基于此,提出了一种全面耦合二维水文水动力及污染物输移过程的数值模型,采用二阶Godunov格式的有限体积法进行求解,利用GPU加速技术提高计算效率。结果表明:在理想条件下,数值解与解析解间的平均相对误差为2.5%。对不同面积和精度的城市地表面源污染和农业面源污染输移过程的模拟结果显示,二者的输移规律符合实际的物理过程,模拟总时长为7200 s,城市地表面源污染模拟结果只需186 s;农业面源污染模拟结果只需1169 s,计算效率有显著提升。综上所述,GAST模型对不同下垫面面源污染可实现高精度模拟,且模拟效率有显著提升,为今后面源污染的治理和防控提供参考。     

伊逊河流域总磷污染来源解析

2017—2018年TP成为滦河一级支流伊逊河流域的主要污染因子,部分国控断面水质主要以GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类、Ⅴ类为主.为开展伊逊河TP污染定量识别研究,在2017年和2018年伊逊河流域水体TP污染时空特征分析的基础上,从流域磷铁矿工业污染、城镇生活污水、雨水径流、河道内源释放以及农业非点源等方面开展TP污染研究.结果表明:①伊逊河流域上游至下游TP污染程度呈加剧恶化趋势,上游唐三营控制单元污染较轻,下游李台控制单元TP污染最重;丰水期TP污染较重,枯/平水期污染较轻;从年度看,2017年TP污染严重,2018年年均ρ（TP）下降了50.00%.②2017年、2018年伊逊河流域TP污染来源差异显著,2017年磷输入主要来自于磷铁矿工业污染,占比为33.46%;选矿企业整改后,2018年磷输入主要来源变为畜禽养殖和城镇生活污染,二者占比合计为59.91%.针对伊逊河流域TP污染特征,提出伊逊河流域TP污染控制建议:加强选矿企业环境监管,进一步完善监管体系;加强流域水土流失治理,实施矿山披绿;大力实施绿色农业工程,加强畜禽养殖布局优化.      

基于2D-COS分析的难凝聚有机物臭氧化特性研究

基于二维相关光谱分析,对污水厂二级出水难凝聚有机物的臭氧化特性进行了研究.结果表明,混凝很难去除污水厂二级出水中的溶解性有机物,污水厂二级出水溶解性有机物大部分属于难凝聚有机物,以腐殖酸类物质为主.臭氧氧化可以降低二级出水混凝后上清液的色度及UV₂₅₄,去除率分别可达到70%和40%以上,但是对难凝聚有机物的去除率较低,去除率在10%以下,只是与难凝聚有机物进行了反应,改变其性质.同时,臭氧可以降低二级出水中难凝聚有机物的荧光强度,其中腐殖酸类物质的荧光强度降低较为明显.基于不同臭氧投加量下难凝聚有机物的同步荧光分析,可以得到二级出水难凝聚有机物的二维相关光谱,结果表明,腐殖酸类物质对臭氧氧化最为敏感,腐殖酸类物质与富里酸类物质相比会优先和臭氧反应.     

水文地球化学和环境同位素方法在地下水咸化中的研究与应用进展

地下水是十分宝贵的水资源,而过度开采地下水引起的地下水咸化已成为一个世界性环境问题。水文地球化学和环境同位素等分析方法已经广泛应用于此类问题的研究。地下水咸化成因有很多,不同地区的咸化过程也不尽相同,其中沿海地区由海水入侵引起的地下水咸化问题得到广泛关注。总结了沿海地区地下水咸化的研究进展,在了解地下水咸化过程中主要的水文地球化学作用的基础上,梳理了水文地球化学和环境同位素方法在研究地下水咸化成因与演化等方面的研究成果,并展望了水文地球化学和环境同位素方法在地下水咸化问题中的应用前景,认为该方法可以为地下水盐分来源和咸化特征研究提供重要支撑。     

黄土高塬沟壑区植被恢复对不同地貌部位土壤可蚀性的影响

通过采集不同地貌部位（塬面、塬坡和沟坡）各土地利用（农地、草地、灌木地和林地）坡面土壤和根系样品,采用综合土壤可蚀性指数（CSEI）评价了植被恢复对土壤可蚀性的影响。结果表明：（1）不同地貌部位的CSEI差异显著,沟坡CSEI较塬坡和塬面分别增加8.1%和77.7%。（2）塬面草地、灌木地和林地的CSEI较农地分别降低21.1%、29.2%和28.8%;而塬坡和沟坡林地CSEI均低于其他土地利用。（3）CSEI与粘粒含量、砂粒含量、毛管孔隙度、根重密度、根平均直径、根长密度及根表面积密度均呈极显著负相关,而与粉粒含量和土壤容重呈显著正相关关系;粉粒含量、土壤容重和根重密度是影响CSEI的关键因素,其中粉粒含量对CSEI的直接影响最大,而根重密度通过直接或间接作用对CSEI产生负相关影响。建议在塬面上以灌木作为植被恢复模式的首选,而在塬坡和沟坡上选择以乔木为优势群落的恢复模式对水土流失的控制更为有效。     

城市污水管网污染物沉积与冲刷释放规律研究

为明确城市污水管网中污染物沉积、冲刷释放及微生物降解作用对有机物去除的贡献,以管网中城市污水为研究对象,通过建立有沉积与无沉积的模拟管道,在首次冲刷的理论基础上得到管道污染物沉积释放计算模型,进而研究了不同流量下有机污染物的沉积与冲刷释放规律,并对不同流量下进出水的粒径分布及颗粒组成进行分析。结果表明,在管道6 h水力循环条件下,当流速为0.32 m/s时,污水中有机物变化以沉积贡献为主;当流速增加为管网最小设计流速0.6 m/s时,污染物沉积现象得到显著改善,冲刷释放效应增强;当流速进一步增加为0.9 m/s时,冲刷释放成为主要作用,生物降解作用微弱。     

社会和谐与仁爱精神

要构筑一个和谐的社会,首先要明白和谐的标准是什么。判断社会和谐与否,一个最重要的标准就是社会是否稳定。如果社会到了连稳定都无法维持的时候, 肯定是突破了和谐的底线,或者说达到了不和谐的顶峰。任何社会都存在着种种社会     

土壤水分管理对甲烷和氧化亚氮排放的影响

为控制农田温室气体排放的途径提供依据,通过实验室培养的方法测定了不同水分管理条件下CH4和N2O的排放,干旱处理（60％-70％WFP）和长期淹水土样在施肥后的Eh变化。最终得出：稻田CH4和N2O排放之间存在着互为消长的关系（R2=0．609）,CH4和N2O的排放是水肥共同作用的结果,水分管理通过Eh来影响气体排放,有机质是造成前后期排放浓度差异的主要原因。     

基于SD模型的交通密集水域安全脆弱性影响因素阈值测度方法研究

交通密集水域事故频发，为科学界定水域交通安全系统薄弱环节的安全底限，通过基于脆弱性理论的交通密集水域安全研究，提出一种基于系统动力学(SD)模型的交通密集水域安全脆弱性影响因素阈值测度方法。以交通密集的长江口南槽航道水域为例，首先根据该水域交通事故案例，基于海事预控理论识别该水域交通安全脆弱性的影响因素；然后分析各影响因素间相互作用关系，构建该水域交通安全脆弱性SD模型，并结合专家咨询确定该水域交通安全脆弱性警级；最后选取关键因素进行灵敏度分析，评估这些关键因素的脆弱性阈值。结果表明：阈值仿真结果与专家评价结果的误差绝对值在10%以内，总体符合专业经验认知，表明提出的阈值测度方法合理，可适用于其他交通密集水域，为海事监管部门的交通安全脆弱性动态监测与实时预警提供理论依据，对于保障辖区交通的安全高效运行具有重要的参考价值。