梅江流域清凉山水库沉积物重金属污染、生态风险评价及来源解析

水库沉积物是重金属等污染物重要的汇,在酸碱及氧化还原条件变化下沉积物存在污染物释放的潜在风险,释放到水环境中的重金属通过食物链的传递,对人类的健康造成威胁.据此,本文以梅江流域清凉山水库为研究对象,围绕沉积物重金属含量水平、形态分级、污染和潜在生态风险评价及污染溯源展开调查.结果发现,库区沉积物中重金属含量大小依次为溪田支流>坝前及库中心>新田-白水支流.沉积物重金属生物有效态占比差异较大,质量分数依次为:镉(Cd,89%)>铅(Pb,76%)>锌(Zn,54%)>铜(Cu,43%)>镍(Ni,28%)>铬(Cr,10%).采用地累积指数法开展重金属污染评价,采用潜在生态危害指数法开展重金属生态风险评价.地累积指数法显示,水库沉积物重金属元素污染程度依次为:Cd> Pb> Zn> Cu> Cr> Ni;潜在危害生态指数法显示,重金属潜在生态风险程度依次为:Cd> Pb> Cu> Ni> Zn> Cr,水库沉积物Cd的潜在生态风险最大,对生物影响最大.相关性分析和主成分分析结果表明,水库...     

两类ENSO事件对中国东部地区极端降水的影响

利用1979~2010年中国地区降水数据和IRESST全球海温数据,对比研究了东部型和中部型El Nio/La Nia事件成熟期至衰退期(冬季至次年夏季)对中国东部地区极端降水和一般降水的影响,进而揭示在两类ENSO事件影响中国东部地区降水时,极端降水和一般降水各自所占的比重。结果表明:极端降水在冬、春和夏季均占总降水量的1/2以上,其中冬季所占比重最高,夏季最低,而且长江以北比长江以南高。当两类ENSO事件发生时,中国东部地区极端降水异常空间分布特征与该地区总降水基本一致,而该地区一般降水异常分布特征则与总降水和极端降水显示出较大差别,表明两类ENSO事件均是主要通过影响极端降水异常来影响到我国东部地区的总降水异常分布。从两类ENSO事件对比来看,东部型ENSO对中国东部地区极端降水的影响要显著强于中部型ENSO,而且在各季节,两类ENSO事件影响下极端降水的空间分布特征也有所不同。在此基础上,分析了1979~2010年4次最强ENSO事件对于中国东部地区极端降水的影响,结果发现,最强ENSO事件对极端降水的影响也是远强于一般降水,而且极端降水异常分布特征与总降水异常基本一致,但是当最强ENSO事件发生时,中国东部地区极端降水和总降水的异常变化较一般ENSO事件更剧烈。     

长江流域农业用水效率研究:基于超效率DEA和Tobit模型

提高农业用水效率对于农业可持续发展和保障粮食安全具有重大意义。考虑降雨量中绿水资源对农作物生长的重要性,将绿水资源纳入农业用水总量,全面分析长江流域农业用水效率变动趋势。基于1998~2011年长江流域10个省份的面板数据,运用超效率DEA和Tobit模型对流域农业用水效率进行了测度和影响因素的检验。研究发现:(1)在研究期间内,长江流域农业用水效率呈现出波段式上升态势;流域各区段的用水效率呈下游、上游、中游依次递减的区域分布格局。(2)灌溉费、节水灌溉技术和农业对外开放度对流域农业用水效率有显著的正向效应;人均水资源量和年降水量均对流域农业用水效率有负向关系,但只有降水量在统计上显著。研究结果表明应当提高长江流域,尤其是中上游水资源禀赋较高地区的农业用水效率;在农业节水的具体政策方面,调整农业灌溉水价、加强农业技术创新能力和扩大农业经济对外开放程度能够取得较为显著的节水效应。     

缩合—电解法处理苯胺废水

采用缩合－电解法处理苯胺废水，缩合过程的最佳ＰＨ为５．０－６．０，甲醛的最佳投加量视废水中苯胺含量而定；电解过程中，ＮａＣｌ的最佳投加量为３％（ｗｔ），控制电解液ＰＨ为５．０－７．０、电解时间１２０－１４０ｍｉｎ、槽电压３Ｖ、电流密度０．９Ａ／ｄｍ＾２。在上述条件下，苯胺含量为１０００－１００００ｍｇ／Ｌ的废水经缩合－电解法处理后，ＣＯＤ＜２５０ｍｇ／Ｌ，苯胺＜０．１ｍｇ／Ｌ。     

水质工程用紫外光消毒器的CFD数值模拟

紫外光消毒法是一种重要的污水深度处理方法,消毒器内部辐射强度的分布情况、微生物的停留时间及其运动轨迹对灭菌效果起着至关重要的作用。本文首次在国内系统介绍了采用计算流体动力学(CFD)手段对紫外光消毒器进行数值模拟研究的理论基础和技术路线,指出辐射强度的计算和停留时间的确定是其中的关键。以特定结构的紫外光消毒器为对象,对其内部流场进行了模拟计算,讨论了挡板位置不同所引起的消毒器内部速度场的变化情况;应用离散坐标辐射模型(DO)对紫外光辐射强度分布进行了模拟,同时加入离散粒子模型(DPM)来模拟消毒器内微生物的停留时长和运动轨迹,为最终计算微生物所受紫外光辐射剂量奠定了坚实的基础。     

太湖流域城市化发展下水系结构与河网连通变化分析——以苏州市中心区为例

太湖流域是我国城市化高度发达地区,城市化的发展有力地促进了区域经济的增长,但同时对原有河流水系造成了较大冲击,从而对生态环境造成了很大影响。苏州市是太湖流域城市化发展最为典型的城市之一,近几十年来城市化的快速发展导致区域河网萎缩,水系连通受阻。为此运用图论和GIS的方法探讨了水系结构与河流连通变化。研究表明：（1）近50 a来,苏州市中心区河流总长减少了约84 km,河网密度下降了约197%;（2）研究区二、三级河流持续减少,一级河流不断增加,呈明显的主干化趋势;（3）河流结点数和河链数均呈下降趋势,且1980s到2009年的变化幅度要比1960s到1980s的变化幅度大;（4）水系连通度由1960s的4215下降到1980s的4017,到2009年下降为3361,呈明显的减小趋势     

技术进步与效率追赶对农业用水效率的空间效应研究

本文基于2007—2015年中国省际面板数据,运用全局DEA方法测算了全要素农业用水效率,并利用Global-Malmquist指数法分解得到各省技术进步指数和效率追赶指数;分别在地理邻接、地理距离和地理经济距离嵌套三种空间权重矩阵下运用空间面板Durbin模型估计技术进步、效率追赶对农业用水效率的空间效应。研究发现:技术进步和效率追赶均对本省农业用水效率有显著的提升作用,且前者对提升农业用水效率的促进作用更大;技术创新的外部性使得其他地区的技术进步对本省农业用水效率存在显著的正向空间溢出效应,而且溢出效应并不仅仅发生在邻接省份之间,地理因素对于溢出效应发挥的作用要比经济因素的作用大;其他地区的效率追赶行为对本省农业用水效率的空间溢出效应并不显著。区域层面的实证结果表明:在东部地区,其他省份的技术进步对本省的空间溢出效应显著为正,而效率追赶引发的竞争冲击则会对本省农业用水效率产生显著为负的空间溢出效应;在中部地区,技术进步在地理距离邻近的溢出模式下能产生显著为正的空间效应,其他省份的效率追赶行为对农业用水效率的空间溢出效应则不显著;在西部地区,在邻近地区间经济发展水平相似的情况下,其他省份技术进步会对本省农业用水效率产生显著的正向空间溢出效应,效率追赶的间接效应则不显著。这意味着,要想全面、长期地提高农业用水效率,应加强农业生产、农业节水的科技支撑,加大节水灌溉等农田水利设施的投入;推进地区之间农业技术交流和农业生产的相互协作;在农业技术交流和生产协作过程中,应采取因地制宜、多样化的交流和协作模式,充分优化技术的扩散途径;邻近地区应适当差异化发展,避免过度竞争带来的效率损失。     

西台盐湖水文地质参数动态变化研究

为了建立卤水水位和水化学动态数学模型，这就需要掌握盐湖的水文地质参数的动态变化。分别选取西台吉乃尔盐湖（简称西台盐湖，下同）枯水期（4～5月）和丰水期（8～9月）两个时段开展野外流速流向测试工作，对测试的实验数据进行分析，归纳出西台盐湖水文地质参数动态变化的规律：枯水期流速相对丰水期小，但是随着卤水的开采规模和开采条件不同以及自然气候、水文条件的改变，卤水的渗流场也随之改变，卤水的渗透流速呈现多变性。两次测试的流向结果与测试期间同期的卤水等水位线显示的流向基本一致，由于持续抽卤的影响，9月的流向与5月的流向有很大的差异，流向方向大致相反。     

西部地区省域城市化动力机制研究

基于西部地区12个省域2000-2011年城市化相关数据,通过空间计量经济学方法对西部地区省域城市化动力机制进行了分析。空间相关性检验结果显示,西部地区省域间城市化存在显著的空间相关性,有着空间集聚的趋势,利用传统OLS模型进行解释会造成空间因素的遗漏,空间计量模型更为适用,进一步利用空间杜宾模型对西部地区省域城市化进程中动力因素的空间交互效应进行验证,并在此基础上对其空间效应进行分解,结果显示:西部地区省域产业结构转变对其城市化的正向直接效应最强,但是省域间存在较强的产业竞争,周边省域产业结构转变会对省域城市化产生明显的负向间接效应;经济发展水平的提高对省域城市化的直接效应显著,同时由于西部地区省域间经济发展水平差异不明显,周边省域经济发展水平对省域城市化的负向间接效应并不显著;城市用地规模扩张对省域城市化的正向直接效应仅次于产业结构转变,而且这种城市化推动行为在省域间效仿度较高,导致其对省域城市化的正向间接效应最强;基础设施投入对省域城市化也具有显著的正向直接效应,省域间基础设施投入虽存在效仿行为,但是财政水平较低导致其对省域城市化的正向间接效应并不显著;由于区位劣势,对外开放程度对西部地区省域城市化的正向直接效应不显著,但是周边省域对外开放程度的增强却一定程度上导致省域自身经济要素外溢,对省域城市化产生了显著的负向间接效应。因此,在未来西部地区省域城市化进程中不仅要关注省域自身城市化动力因素,还应注意省域间的城市化动力因素的协调。     

土工布阻隔煤矸石中重金属迁移实验研究

常规的煤矸石充填复垦塌陷地技术给环境造成难以治理的二次污染.煤矸石淋出液中的重金属元素会污染底部土体和地下水.引入国外矿区复垦应用成熟的土工布技术,选取聚乙烯丙纶、涤纶针刺、涤纶复合土工布和HDPE土工膜4类土工材料,采用室内柱状淋溶实验,初步研究土工布对煤矸石淋出液中重金属的阻隔作用.结果表明,4种土工布都不同程度地降低了淋出液中重金属的含量.其中,聚乙烯丙纶和涤纶针刺土工布降低重金属Cr的效果较好,浓度低于对照23.7%～33.5%,总量低于对照36.2%～50.0%;HDPE土工膜和涤纶复合土工布对重金属Pb和Cu十分有效,浓度低于对照17.0%～21.1%,总量低于对照22.9%～26.8%.同时,土工布吸附了大量的重金属,淋溶柱中重金属的残留量降低.聚乙烯丙纶和涤纶复合土工布吸附Cr的能力较高,涤纶针刺土工布吸附Pb的效果较好,涤纶针刺土工布和HDPE土工膜能大量地吸附Cu.研究可知,土工布的种类多,功能强大,在国内矿区土地充填复垦工作中将有广阔的应用前景.