基于开源GIS的长江流域晴日辐射反演

以开源GIS软件GRASS为平台,首次通过辐射过程模型r.sun和编程语言Shell实现长江流域500 m分辨率的晴日辐射反演（包括直接辐射、散射辐射和反射辐射）,为了解长江流域辐射时空分布规律和相关宏观气候、生态建模奠定基础。结论如下：（1）精度验证表明,晴日辐射反演结果较理想;相关晴日指数的误差指标MPE、MAPE和RMSE分别为37%、75%和64%,r.sun模型可进一步用于中国其它区域;（2）长江流域晴日辐射年均日值为2424±245 MJ/(m2·d),其各组分差异显著,直接、散射、反射辐射分别占总辐射的842%、156%和02%;（3）晴日辐射空间分布梯度明显,沿三级地形阶梯向东辐射值及变异逐渐减小,海拔变化引起的大气衰减因素在决定晴日辐射分布时起重要作用;（4）晴日辐射季节分布不对称,月际变化总体呈倒“U”形分布;直接辐射和散射辐射变化趋势基本一致,但二者比例随大气浑浊度的变化波动剧烈。     

基于AHP LP法的南水北调中线水资源优化配置

水资源是不可替代的重要自然资源和战略性经济资源，水资源优化配置是解决水资源问题的重要手段。为促进区域水资源供需状况相对平衡，按可持续发展的要求，根据区域水资源优化配置的含义和南水北调河北省受水区的具体情况，以有限水资源综合效益最大为目标，考虑水源可供水量、用户需水量和水环境与经济系统协调发展等约束，采用层次分析法与线性规划法相结合的方法，建立了水资源优化配置模型，并对模型的目标函数、约束条件和主要参数确定进行了初步探讨。最后用该模型进行了南水北调河北省受水区2005年和2010年95%保证率下的水资源优化配置研究，并对求解结果进行了分析、评价及展望。结果表明，南水北调工程实施后，能够解决河北省受水区严重缺水的状况。     

基于单元格网的STREAM分布式水文模型及其应用——以太湖上游西苕溪流域为例

STREAM模型是基于单元格网的分布式水文模型，可以利用易于获取的地理信息，揭示气候变化及下垫面改变对水循环的复杂影响。选择太湖上游西苕溪流域为研究区，采用1979～1999年的26个降水站实测序列和不同时段的土地利用数据，应用GIS流域分析方法与空间插值技术建立300 m的流域格网信息，并通过BLAISE脚本语言实现STREAM模型与GIS的集成，应用1979～1999年水文站实测序列对模型进行率定和验证。结果显示月径流量和年径流量模拟与实测值吻合良好，1980～1988年模型率定期，月径流量的确定性系数为078，年径流量的确定性系数为086，各年平均相对误差仅为6％；1989～1999年模型验证期，月径流量的确定性系数为075，年径流量的确定性系数为082，各年平均相对误差为95％。研究证实模型有较强的预测能力，在流域管理与决策中具有较好的应用前景。     

ABR反应器处理苯胺黑药废水及其微生物种群结构

苯胺黑药广泛用作铅锌硫化矿浮选捕收剂，是一种难生化降解浮选药剂.为考察苯胺黑药的厌氧降解行为，采用ABR(厌氧序批式折流板反应器)对苯胺黑药进行处理，利用扫描电镜研究不同隔室中颗粒污泥的性状，并采用Miseq高通量测序的方法分析起主要作用的隔室中的微生物群落组成.结果表明，在进水ρ(苯胺黑药)和ρ(COD_Cr)有一定波动情况下，苯胺黑药和COD_Cr去除率在各阶段均呈增加趋势. 100 d成功启动后运行稳定；HRT(水力停留时间)为24 h时，苯胺黑药和COD_Cr去除率分别为67%~71%和68%~73%.反应器内出现大量颗粒污泥，沿水流方向颗粒污泥粒径分布逐渐减小，颗粒污泥规则、密实，不会流失. Miseq高通量测序结果表明，反应器第1格和第2格中绿弯菌门菌群所占比例(分别为24.73%和33.60%)最大，其次是厚壁菌门(分别为24.17%和20.92%)和变形菌门(分别为18.93%和20.88%)；在属的水平检测到Caldisericum、Leptolinea、Leuconostoc和Bacillus等，使得反应器具有较好的耐冲击负荷和良好的降解作用.研究表明，ABR对苯胺黑药有良好的去除作用.      

Cd胁迫下城郊农业土壤微生物活性对生物炭输入的响应

为了探究Cd胁迫下生物炭输入对城郊农业土壤微生物活性的影响,通过室内培养试验,分析CK处理(风干土壤)、Cd处理(风干土壤+外源Cd)、CdBC处理〔风干土壤+外源Cd+2%生物炭,即生物炭与土壤(以湿质量计)质量比为2%〕、BC处理(风干土壤+2%生物炭)对土壤呼吸、土壤微生物数量及土壤酶活性的影响. 结果表明:整个培养期(0~60 d)内,各处理下土壤CO₂累积释放量表现为CK处理＜Cd处理＜CdBC处理＜BC处理. 与CK处理相比,CdBC处理下生物炭输入能显著增加土壤CO₂累积释放量(P＜0.05),增幅为43.6%,并且土壤中细菌、放线菌、真菌数量也有显著增加(P＜0.05),增幅分别达到12.7%、62.7%、18.7%. Cd胁迫对土壤酶活性的抑制表现为蔗糖酶＜脲酶＜中性磷酸酶,抑制率分别为3.5%、6.8%、18.0%. 生物炭输入可使受Cd胁迫的土壤脲酶、蔗糖酶的活性有所增强,增幅分别为15.0%、18.4%. 可见,生物炭输入可在不同程度上缓解Cd胁迫对蔗糖酶、脲酶活性及土壤微生物数量的影响.      

电路板蚀刻废液及其回收铜盐产品中PCBs污染特征

POPs(持久性有机污染物)是近年来广受关注的一类环境污染物. 为研究工业过程中POPs的运转迁移,针对电路板蚀刻废液及其回收后生产的铜盐产品中7种指示性PCBs(多氯联苯)及CB-209进行分析. 结果表明,PCBs在碱性废液和微蚀废液中未检出,而在酸性废液中有不同程度检出,ρ(∑₈PCBs)在0.41~60.80 ng/L之间,其中ρ(∑₇指示性PCBs)在0.24~58.00 ng/L之间. 3种铜盐产品〔CuCl₂、Cu₂(OH)₃Cl和CuSO₄〕中,CuSO₄中w(∑₈PCBs)相对较高,在2.75~284.00 ng/kg之间;而CuCl₂中w(∑₈PCBs)在6.95~31.50 ng/kg之间;Cu₂(OH)₃Cl中w(∑₈PCBs)在7.31~9.42 ng/kg之间. 污染物指纹特征表明,酸性蚀刻废液及其铜盐产品中的PCBs具有十分相似的分布特征,CB-28是最主要的检出单体,并且w(CB-209)相对较高,表明铜盐产品中的PCBs主要来源于生产原料(酸性蚀刻废液)的携带,而酸性蚀刻废液中污染物来源须待进一步分析研究.      

北京9个树种叶片滞尘量及叶面微形态解释

不同树种叶片对PM(颗粒物)的滞留能力存在较大差别,并与其表面特性密切相关. 在北京市选择空气相对清洁的植物园和污染严重的国贸桥2个地点,测定了9个常见绿化树种——白蜡、大叶黄杨、垂柳、国槐、毛白杨、玉兰、紫叶李、元宝枫和银杏的单位叶面积滞尘量及其粒径组成,并观测了各树种叶面微形态结构. 结果表明,国贸桥和北京植物园9个树种PM、PM>10、PM_2.5~10和PM_2.5平均滞留量之比分别为1.64、1.60、1.89和2.50,该比值随PM粒径减小呈增大的趋势. 环境污染会改变树木叶片表面结构与性质,从而改变其滞尘能力. 叶面沟槽深且间距大、润湿性好、气孔密度(>189 N/mm2)(以单位面积气孔数计)较大有利于滞尘;气孔密度(>217 N/mm2)更大的叶片有利于滞留PM_2.5~10. 此外,叶面绒毛数量直接影响PM_2.5滞留量,在不同污染程度下均表现为有绒毛树叶的PM_2.5滞留能力更强.      

Cd-Cu-Pb复合污染对芥菜吸收Cd、Cu和Pb及矿质元素的影响

以十字花科的芥菜为材料,通过室内盆栽均匀设计试验,研究了Cd-Cu-Pb复合污染下芥菜对重金属的吸收转运特点以及对矿质元素吸收的影响. 结果表明:3种重金属在芥菜体内积累能力为Cd＞Cu＞Pb;芥菜对Pb、Cd有较强耐性,对高浓度Cu耐性不强. 土壤中重金属的含量是影响芥菜各部分重金属含量的主要因素之一;Cd可抑制芥菜对Pb的吸收和转移,促进Cu向芥菜地上部转移;Cd-Pb复合效应促进了Cd在芥菜体内累积;Cu抑制芥菜吸收Pb;Cu-Pb可促进Cd抑制Cu在芥菜各部的积累. 与对照相比,复合污染显著降低了芥菜对矿质元素的吸收累积,各处理芥菜对Mg、Fe和K的吸收转移特点显示出相似的规律,即地上部w(Mg)远大于地下部而w(Fe)和w(K)为地下部占优. Cd可极大促进芥菜对K的吸收而抑制对Fe的吸收,Cu则阻碍地下部对K的吸收;Cu与Cd-Pb复合效应可抑制K向地上部转移.      

BTEX污染含水层不同形态铁含量变化的试验模拟

通过砂柱试验模拟BTEX(苯、甲苯、乙苯和二甲苯的混合物)污染含水层的过程,分析了含水层中铁形态分布及氧化还原环境的变化.结果表明:发生铁还原反应区域介质中的w(TFe)降幅最大,达25.7%;而发生硫酸盐还原反应的区域介质中的w(TFe)因亚铁沉淀生成作用降幅减至11.7%~14.6%.铁还原菌电子受体主要来源于氧化物结合态铁;氧化物结合态铁首先转化为可交换态铁,进而被利用.硫化物结合态铁的形成可作为硫酸盐还原过程开始的标志.      

基于Landset TM/ETM和HJ-1A/B影像的丹江口水库水域变化监测研究

位于湖北和河南两省交界的丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,水库的水域变化监测与评估,对保障水库调水能力具有重要意义。收集了2002~2011年47幅Landsat TM/ETM和HJ-1A/B卫星遥感影像,采用基于阈值分割的归一化水体指数法(NDWI)提取了过去10a的水库水域动态信息。结果表明:水库各月份平均水域面积从12月至次年3月,呈现下降趋势,而从3月到12月,呈现波动上升的趋势,最小水域面积出现在3月份,最大水域面积出现在12月份;由于受上游明显季节性降雨及水库运行管理的影响,丹江口水库丰水期(7月~次年1月)水域面积较枯水期(2月~6月)波动更为明显。而四季之中,春夏季节水库水域面积相对稳定,秋冬季节水域面积波动较大。针对枯水季节水库水量少的情况,管理部门应该加强监测力度,合理调蓄,保证水库的供水能力。从过去10a整体来看,水库水域面积基本维持在300km2以上,通过分析水库水域面积波动较小、影像积累最多的5月份遥感影像,发现水库水域面积呈现增长趋势,并且在枯水期、丰水期和过去10a整体上都呈现了不同程度的增长趋势;此外,水库蓄水新增的水域面积主要集中在水库东、北部地区,应加强对这部分地区的生态恢复和环境监测。