库布齐沙漠人工防护林林下枯落物及土壤水文效应研究

在库布齐沙漠东北缘采用样地调查和室内浸泡法对库布齐沙漠防风固沙林林下枯落物及土壤层水文效应进行了初步研究,比较分析不同防风固沙林下枯落物及土壤的水文差异,以期为库布齐沙漠防护林的建设与养护提供参考.研究发现,杨树(Populus popular)林的枯落物蓄积量高于同期沙柳(Salix psammophila)林、沙枣...     

煤制天然气发电对中国碳排放和区域环境的影响

PM2.5治理与低碳发展具有显著的协同效应,然而并非所有的PM2.5治理措施都达到低碳的效果,煤制天然气项目是其中最为突出的一类。本文梳理了煤制天然气产业政策与现状,采用全生命周期评价法,对煤炭和煤制天然气发电过程中的CO2、SO2、NOx排放进行了分析。研究结果表明,用煤制天然气替代煤炭,每发1 k Wh电可以减少SO2排放9.73 g,减少NOx排放0.45 g;但同时将多消耗142 g标准煤,增加CO2排放406.2 g。煤制天然气项目对天然气使用地的大气污染防治具有正面作用,但却给煤制天然气生产地带来严重的环境负外部性问题。从而,煤制天然气的生产与消费是一种资源消耗和环境排放的转嫁,而且从整体上提高了我国的煤炭使用量和CO2排放量。定量评估显示,如果将各地建成、在建或拟建的所有煤制天然气项目全部投入生产,每年约消耗8.1亿t原煤,用这部分煤制天然气替代煤炭发电所增加的CO2排放将占2010年全国CO2排放量的3%-6%。因此一味地使用煤制天然气替代煤炭来达到雾霾治理这一目的,忽视其将长期存在的严重的资源环境效率损失和公平损失问题,我国环境保护与低碳发展将陷入"头痛医头,脚痛医脚"的恶性循环。改善我国环境质量的根本途径在于推动能源生产和消费革命,而控制能源消费总量是最为优先的措施。煤制天然气应该用来替代分散的煤炭使用,以此来达到煤炭清洁高效利用的目标。在发电行业,应该大力进行技术改造,实现比使用煤制天然气更好的环境效益。从全生命周期内的资源消耗和环境影响来看,煤制天然气项目建设必须高度重视,慎重决策。     

台风“梅花”影响山东的降水落区及路径特征分析

本文利用高空观测资料、地面观测资料、NCEP/NCAR全球再分析资料、加密自动站资料、FY-2E卫星云图资料、雷达等资料对2011年第9号台风"梅花"影响山东的降水落区和路径特征进行了分析。结果表明:台风引起的降水分布与水汽通量辐合区、相对湿度大值区、上升运动对应较好。在台风北上过程的中后期,暴雨落区与台风当时的位置和干冷空气的强度有关。台风的对称性对降水的影响较大。此次台风"梅花"生命史长,路径不确定性大。高空引导气流和副高位置和强度的变化对台风路径的预报是一个重要的参考指标。与某些台风影响山东形成远距离暴雨的预报相比,台风"梅花"降水的预报难度更大,要更多的依赖卫星云图、雷达、加密自动站等资料的综合运用,发挥短时临近预报的作用。     

川西亚高山人工针叶林枯落物持水与土壤渗透性能

为川西亚高山人工林水源涵养效益评价与林分结构合理配置提供科学依据,对该区不同恢复阶段的人工针叶林类型林地枯落物蓄积量及其最大持水量、土壤贮水与渗透性能进行了试验研究。研究结果表明：（1）林地枯落物蓄积量随林龄增大而增加,排序为：70 a云杉林(F)>40 a云杉林(C)>40 a云杉 落叶松林(E)>55 a云杉林(B)>40 a落叶松林(D)>桦木林(BF)>25 a云杉 落叶松林(A)>灌木林(SF)>裸露地(BL),林地枯落物最大持水量也呈相同的趋势。（2）随土壤深度增加,土壤容重逐渐增大,有机质与非毛管孔隙度逐渐减小,土壤pH、毛管孔隙度和总孔隙度变化趋势不明显。（3）在0~30 cm土层,滞留贮水量在3632~7037 t/hm2,排序为：E>C>F>SF>D>BF>B>A>BL;最大贮水量在12294~23154 t/hm2,排序为：SF>D>F>E>A>B>BF>C>BL。（4）在0~20 cm土层,初渗率在080~2595 mm/min,排序为：C>D>E>BF>B>SF>F>A>BL;稳渗率在055~425 mm/min,排序为：BF>E>SF>A>B>F>D>C>BL。（5）各渗透率指标与土壤容重极显著负相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<001),与有机质含量、非毛管孔隙度极显著正相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<001);稳渗率与枯落物蓄积量显著正相关 (〖WTBX〗P〖WTBZ〗<005     

土壤动物对三江平原典型毛果苔草湿地枯落物分解的影响

采用尼龙网分解袋法,从枯落物的分解量、组分含量和分解残留物的热能值3方面,研究了土壤动物对三江平原毛果苔草（Carex lasiocarpa）湿地枯落物分解的影响。结果表明,土壤动物加速了枯落物的分解,大中型土壤动物的分解作用大于小型土壤动物;土壤动物增加了枯落物中腐殖酸、纤维素和木质素等物质含量以及C／N比值的变化幅度,促进了枯落物组分的释放;土壤动物影响枯落物分解过程中的能量流动;但土壤动物并未影响枯落物分解的总体变化趋势,土壤动物对枯落物分解不起决定性作用。     

煤变质程度对煤燃烧动力学参数的影响

利用热重-差热联用分析仪对宏测煤矿褐煤、大佛寺煤矿不粘煤和演马庄煤矿无烟煤进行程序升温试验,通过分析煤的热解参数、燃烧特性参数和燃烧动力学参数,量化分析了升温速率和煤变质程度对煤燃烧动力学参数的影响。结果表明：3种不同变质程度煤的特征温度和热解参数均随着升温速率的增大而呈上升趋势,特征温度会随着煤变质程度的升高而增大;3种不同变质程度煤的燃烧特性参数与升温速率呈正相关关系,其与煤变质程度呈负相关关系;3种不同变质程度煤燃烧的反应活化能随着煤变质程度的升高而增大,在升温速率为5℃/min条件下,宏测煤矿褐煤、大佛寺煤矿不粘煤和演马庄煤矿无烟煤着火燃烧的反应活化能分别为71.81 kJ/mol、122.39 kJ/mol和186.27 kJ/mol。该研究结果可为类似煤矿的煤自燃火灾防控提供理论基础。     

含氧中间产物变化规律及其在煤低温氧化过程中的作用

煤中活性基团与氧反应生成含氧中间产物对煤自燃过程具有重要影响,然而,由于其处于中间态,难以直接获得含氧中间产物的变化规律,导致含氧中间产物在煤自燃过程中的作用不清晰。为此,提出了一种利用煤中活性基团在不同气氛下的活性差值来测试含氧中间产物的方法,并在这种方法的指导下,分别利用综合热重分析仪和原位红外对含氧中间产物的产生规律进行了研究。结果表明,煤中参与初始氧化反应的基团主要是亚甲基,亚甲基与氧气先生成过氧化物后在一段温度范围内累积,当温度大于80℃之后开始逐渐分解产生气体和其他类型的含氧中间产物。煤化程度越低的煤生成的含氧中间产物越不稳定,容易进行下一步反应并释放大量热量,含氧中间产物的稳定性决定了煤氧化发展进程,尤其是在煤低温氧化过程中起到了承上启下的关键作用,因此可以通过替代氧化破坏煤中活性基团或提高含氧中间产物的稳定性来实现防治煤炭自燃的目的。     

煤与瓦斯突出动能临界值研究

煤与瓦斯突出是煤矿行业的重大灾害之一,煤与瓦斯突出中突出动能的研究有助于揭示煤与瓦斯突出的机理。利用传染病动力学中“仓室”的概念,针对煤与瓦斯突出事故中的突出孔洞建立仓室模型。在任一仓室的任一环流上选定任意一点,对其速度在水平和垂直方向上进行分解,2个分速度引起仓室内部煤体在水平和垂直方向上的离层倾向,揭示了突出过程中突出孔洞的成形机理;对该点的动能E_K进行分析,发现动能E_K随时间t呈现“W”形、周期性变化,E_K在周期性变化中存在最小动能E_KF(即仓室环流的动能阈值,该点在仓室环流上动能最小、内能最大),因此,E_KF既是仓室环流上最小的动能,也是仓室环流发生突出的动能临界值条件(即能量条件),即煤与瓦斯突出的动能临界值。同时,对突出事故中的孔洞突出口尺寸(高度或宽度)与动能的相关性研究发现,不同的突出口尺寸与该处煤体的动能负相关,而与该处煤体的内能正相关,从本质上揭示了不同突出口尺寸是突出过程中煤体内能作用的结果。     

煤层突出危险微震区域探测技术研究

为解决煤与瓦斯突出矿井缺乏区域性在线探测预警技术问题,首先,将能反映矿井动、静载荷的微震(MS)技术应用于煤与瓦斯突出矿井,研究掘进诱发微震信号的时空演化特征;然后,基于震动波计算机断层扫描技术(CT),反演研究掘进工作面区域应力场分布特征,对比分析应力异常区与事故发生位置的空间关系;最后,探讨MS技术在突出矿井的应用...     

北京清洁取暖政策实施效果及成本收益量化分析

我国北方农村地区居民普遍采用的散煤分户取暖是当地污染物排放和温室气体排放的重要来源。为加大散煤治理、推进清洁取暖,北京率先推行了清洁取暖政策。本研究基于北京市约4000户农村家庭的入户调查数据,对清洁取暖政策的实施效果进行系统性分析,并对"煤改电""煤改气"和"清洁燃煤替代"三种主要清洁取暖措施的成本和收益进行量化与对比分析。结果显示,"煤改电""煤改气"和"清洁燃煤替代"均增加了居民的取暖成本,但也普遍改善了居民取暖的主观感受;政策实施减少污染物排放所带来的环境和人体健康方面的收益均大于实施成本,增进了社会福利。其中,"煤改气"户均收益最高,而"清洁燃煤替代"户均成本最低。最后,本文在研究结果的基础上,对取暖政策的推行提出相应的政策建议。