Using Multiple Watershed Models to Predict Water,Nitrogen, and Phosphorus Discharges to the Patuxent Estuary1

Boomer, Kathleen M.B., Donald E. Weller, Thomas E. Jordan, Lewis Linker, Zhi‐Jun Liu, James Reilly, Gary Shenk, and Alexey A. Voinov, 2012. Using Multiple Watershed Models to Predict Water, Nitrogen, and Phosphorus Discharges to the Patuxent Estuary. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 1‐25. DOI: 10.1111/j.1752‐1688.2012.00689.x Abstract: We analyzed an ensemble of watershed models that predict flow, nitrogen, and phosphorus discharges. The models differed in scope and complexity and used different input data, but all had been applied to evaluate human impacts on discharges to the Patuxent River or to the Chesapeake Bay. We compared predictions to observations of average annual, annual time series, and monthly discharge leaving three basins. No model consistently matched observed discharges better than the others, and predictions differed as much as 150% for every basin. Models that agreed best with the observations in one basin often were among the worst models for another material or basin. Combining model predictions into a model average improved overall reliability in matching observations, and the range of predictions helped describe uncertainty. The model average was not the closest to the observed discharge for every material, basin, and time frame, but the model average had the highest Nash–Sutcliffe performance across all combinations. Consistently poor performance in predicting phosphorus loads suggests that none of the models capture major controls. Differences among model predictions came from differences in model structures, input data, and the time period considered, and also to errors in the observed discharge. Ensemble watershed modeling helped identify research needs and quantify the uncertainties that should be considered when using the models in management decisions.     

人工冻结法调控多年冻土区桩基础地温场的效果分析*

为了解决青藏铁路运营过程中,由于多年冻土地基的升温退化,部分多年冻土区桥梁桩基础承载性能下降,产生有害沉降变形,进而造成桥梁上部结构移位破坏,甚至部分桥梁桩基础在短时间内产生较大的沉降变形这一严重问题。基于当前多年冻土区桥梁桩基础沉降病害快速抢修技术空缺,提出人工冻结技术处置多年冻土区桥梁桩基础沉降病害的新设想,利用数值软件建立冻结管-桩基础三维模型分析该技术的可行性与调控效果,分析冻结参数、场地冻土条件等对冻结效果的影响。研究结果表明:人工冻结法可以快速降低桩周多年冻土温度;同时,冻结96 h可以对桩基地温场起到较好的冷却效果;冻结管至桩的距离对冻结效果的影响最为显著,冻土的含冰量越大,则降温速率越慢。     

冷冲击条件下饱水煤样结构损伤规律研究*

为探究煤体在冷冲击影响下强度损伤特征及细观结构演化规律,通过自制低温冲击系统,利用声发射、金相显微镜宏观与细观手段结合的方法,基于ImageJ图像分析软件分别对干燥煤样、饱水煤样冷冲击前后细观结构演化进行量化表征,并通过测试渗透率验证煤体结构变化带来的增透效果,研究结果表明:在煤体中超声波波速随冷冲击温度降低而下降;相同时间内,冷冲击温度越低,声发射振铃计数表现越活跃,煤体释放能量愈大,致裂效果越显著;经冷冲击后的饱水煤样相对于干燥煤样会产生更多的斜向新生裂隙,新萌生裂隙与原生裂隙交汇贯通形成絮状网格,其渗透效果显著提升;随冲击温度的降低,抗压强度、弹性模量均增大。研究结果可为低温改善煤层透气性,增产煤层气及矿井瓦斯灾害防治技术提供理论依据。     

FDS火灾模拟基本理论探析与应用技巧

对FDS(Fire Dynamics Simulator)中火灾模拟的基本理论进行了探讨和分析.结合作者多年应用FDS的实践经验,给出了FDS在建模、网格划分、设定火灾等方面的一些应用技巧,并指出了FDS的应用限制及改进方向.     

PM10中重金属的分布及其在模拟酸雨中的释放

运用扫描电镜-X射线能谱分析方法(SEM-EDS)和电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES),分析和测定了佛山市可吸入颗粒物(PM₁₀)及其中重金属的赋存状态和质量分布.同时研究了模拟酸雨淋溶条件下PM₁₀中重金属Cu、Pb、Zn和Cd的释放过程.结果表明,颗粒物在大气中存在的形态各异,主要以簇状集合体形式存在.PM₁₀日平均浓度为0.19 mg/m³,与国家二级标准(0.15 mg/m³)相比,超标率为79%.PM₁₀中含有一定量的Zn、Pb、Cu和Cd,其中Zn、Pb的含量要高于Cd和Cu.模拟酸雨淋溶实验显示,PM₁₀中Cu、Pb、Zn、Cd均有不同程度的释放,Cd和Zn的释放率明显高于Cu和Pb,且释放速率较快;pH值是影响4种重金属释放的主要因素,随模拟淋溶液pH值降低,重金属的释放强度显著提高.     

空气整段间隔流动注射-催化动力学光度法测定天然水中痕量钒

应用空气整段间隔流动注射法与改进的钒-溴酸钾-没食子酸催化动力学反应体系相结合,建立了测定天然水体中痕量钒的催化动力学光度FIA法。通过使用一个自制的进样阀,使样品带在反应管道中的留存时间得到延长,加热允许温度得到提高。在温度80℃,反应留存时间4.75min条件下,可测定0—10ppb的钒,检出限达0.1ppb。测定2ppb钒样品时,RSD为2.7％(n=10),测定频率达90次/h,方法的平均回收率在80—109％之间。     

超重力环境下活性氧簇氧化吸收一氧化氮的研究

为了减少工业排放氮氧化物(NOx)对大气造成的污染,需要去除难溶性的NO。活性氧簇(ROS)可以将NO氧化为水溶性NO_2,超重力机可以强化气液传质效果。结合二者的优势,文章提出了一种在超重力环境下利用ROS氧化去除NO的方法。研究了吸收液pH值、转速、温度、气液比、气体浓度、吸收液循环对NO脱除率的影响,并对吸收产物进行了测定。结果表明,在20℃,H_2O_2浓度为1 mol/L,H_2O_2溶液pH为13,超重力机转速为1 200 r/min时,NO的脱除效率最好。当NO体积浓度为500×10~(-6),气液比为100时,NO的脱除效率可达96%。NO最终变为NO_3~-存在于液相中,且该吸收液可以用于同步脱硫脱硝。     

区域耕地总量比较优势研究——以江苏省为例

本文将比较优势理论运用到指导耕地保护和耕地总量动态平衡的工作中 ,探索了一种较为简单、可行的计量方法 ,对江苏省三大地区 (苏南、苏中和苏北 )的耕地总量比较优势进行了测算 ,并在此基础上分析了江苏省的耕地总量区域差异 ,得到了一些政策启示。     

江苏省农业比较优势格局及与周边省市比较分析

:将江苏省置于长江中下游种植区内 ,运用国内资源成本系数DRCC(DomesticResourcesCostCoefficient)和RDRCC(RatioDomesticResourcescostCoefficients)指标考察了江苏省与周边省市 (包括上海、安徽、浙江、江西、湖北和湖南 )农业生产比较优势的差异 ,从而全面地认识了相对于长江中下游种植区六省市江苏省农业生产的比较优势格局。根据分析 ,与周边地区相比 ,江苏省秋收作物粳稻、大豆 ,夏收作物油菜籽、棉花和早籼稻 ,常年生作物茶叶生产都具有不同程度的相对比较优势 ,可考虑通过适当的政策将资源导向这些产品的生产上 ;同时重点压缩小麦、中籼稻、玉米、花生、烤烟等不具相对比较优势产品的生产。此外 ,江苏桑蚕茧可考虑稳定现有的生产 ,而苹果生产可适当调减。主要饲养业产品中 ,蛋鸡、肉鸡和淡水鱼具有相对比较优势 ,其饲养总量可以考虑进一步扩大 ,相反 ,生猪和菜羊不具相对比较优势 ,饲养规模应适当压缩。而江苏奶牛饲养总规模可考虑稳定 ,并适当扩大国营集体饲养的规模