基于水量-水质耦合过程的流域水生态承载力优化方法与例证

水质与水量是影响水生态系统健康的重要因子,开展以生态需水和功能区水质达标为核心的水生态承载力研究对改善流域生态用水不足和水污染具有重要意义.当前流域水生态承载力优化方法将水量和水质作为独立系统处理,忽视了其耦合关系.基于河流水质模型和水资源模型,建立了流域水环境容量与环境流量的函数关系,并作为水生态承载力优化模型的约束条件,构建了以人口与产业规模最大化为目标的水生态承载力的优化模型.最后,对水污染严重且水资源短缺的盘龙江流域进行了实证研究.结果表明:建立的水生态承载力模型能够反映水量与水质的耦合作用,从而提高了流域水生态承载力决策的科学性;盘龙江流域的水生态承载力为20.56万人和119.24亿元GDP,2014年的流域现状值超载了234%;流域水生态承载力与环境流量比例具有显著的补偿关系,呈现倒V型非线性变化过程;当外流域调水的水质高于或等于受水区水质时,受水区的水生态承载力可得到一定程度的提高.     

海水淡化集成技术的相关研究

为了降低海水淡化的成本和能耗,对海水淡化的集成工艺进行相应研究。海水淡化集成技术主要分为两种形式:一是不同海水淡化工艺的集成,二是能源和海水淡化的集成。首先介绍了海水淡化工艺的相关集成技术,包括热法与热法集成、膜法与膜法集成、热法与膜法集成、预处理工艺与海水淡化的集成工艺;其次介绍了各种新能源与海水淡化耦合方式、代表工程及研究现状,最后对海水淡化集成技术的优化提出建议。     

广东海岸带型新洲地热田水化学及海水入侵水动力特征

我国沿海地区是海岸带出露地热水盐度往往偏高的区域,现代海水入侵造成热水变咸需存在有利的水动力学条件,其深入研究涉及热力-水文-化学(THC)多过程耦合。通过水化学以及数值模拟试验的方法研究地热水与海水的关系,探讨新洲地热田咸水特征及其成因。结果表明:新洲地热田位于深大断裂附近,出露地热水温度高达98.40℃,地热水均为Na-Cl型,其TDS平均值为2.2g/L,具有典型的咸水特征,并利用离子比例系数初步分析了地热水与海水的混合作用;利用数值模拟试验分析了海水入侵的水动力特征,并据此提出新洲地热田海水入侵水动力的新概念,即地热水由于浮力的驱动沿深大断裂上升,且在断裂周围形成区域上的低压漏斗,其影响可达数公里,而海水由于具有较高盐度及密度,其在海水区域形成具有较高静水压力的区域,为海水的入侵提供了水动力条件。该研究结果可为海岸型地热田海水入侵以及地壳深部高温高压状态研究提供参考。     

一种高寒气候环境疲劳试验设备的研制

目的研制一台高寒气候环境疲劳试验设备。方法针对装备材料在服役过程中承受高寒气候环境-拉、压、弯载荷耦合作用的工况,分析高寒环境与力学因素对材料的交互影响,确定设备的工作原理和功能特点。通过分析设备本身的工作环境及特点,对设备的结构及可靠性进行合理设计,研制一台高寒气候环境疲劳试验设备。结果该设备可实现载荷和频率等试验参数的精确控制,能通过更换试验夹具分别开展高寒气候环境中的拉伸、压缩和弯曲疲劳试验。结论新研制的设备适用于评价材料在高寒气候环境中的疲劳性能。     

雷电电磁脉冲对便携计算机终端的损伤分析

目的使用电磁仿真软件XFDTD,研究雷电磁脉冲(LEMP)对便携计算机的电磁危害。方法给出腔体内部采样点处的电场时域波形图和截面的电场分布图,计算腔体内不同位置处的屏蔽效能和瞬时坡印廷矢量的大小,分析雷电电磁脉冲与腔体正面孔阵和侧面孔洞的耦合以及孔洞的互耦合。结果雷电电磁脉冲会与入射正面和侧面上的小孔发生不同程度的耦合。雷电电磁脉冲对腔体内部的电磁危害很小,电磁能量主要被限制在开孔附近,腔体中心处受到的影响最小。开孔面积越大,耦合进的电磁能量越多。相邻孔洞之间的互耦合效应使得腔体的屏蔽性变差。结论雷电电磁脉冲对便携计算机的危害一般很小。     

电感耦合等离子体质谱仪在地表水痕量元素检测中的应用

应用电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS)测定地表水中的Cd、Cu、Zn、As、Se、Pb6种痕量元素。实验结果表明,各元素检测的线性系数均大于0.9990,方法检出限为0.009~0.603μg/ml,标准样品测定值均在标准范围内。该仪器具有操作简便,检测线性范围宽,分析速度快,检出限低,精密度高的特点,大幅提升实验室检测效率。     

热膜耦合海水淡化工艺系统热经济性评价

对规模为10000t/d的独立反渗透(RO)膜法海水淡化系统和独立低温多效蒸馏系统(MED)进行了产水及经济性分析;将热法低温多效蒸馏海水淡化系统与膜法反渗透海水淡化系统进行集成得到MED-RO热膜耦合海水淡化系统,并以膜法与热法的产水分配比为优化参数对该耦合系统进行了产水特性及经济性分析与优化,得出耦合海水淡化系统中产水浓度随着产水比的增大而增大,制水成本随着产水比的增大而减小,当产水比为1.2时,产水浓度为297.47mg/L,制水成本为0.7174$/t,热膜耦合法海水淡化系统得到最佳产水特性和最优经济性。     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定植物样品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg

采用微波消解法对植物样品(大米、茶叶、白菜、龙眼等)进行消解后,直接用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定其中的铜、铅、锌、镉、镍、铬、砷、汞等8个重金属元素含量,并对大米标准物质GBW10010(GSB-1)和圆白菜标准物质GBW10014(GSB-5)进行了方法准确度验证,结果表明,该方法精密度均小于5%,回收率在89.8%-107.9%之间,可满足日常分析中植物样品的微、痕量重金属元素的检测要求。     

ANAMMOX菌利用零价铁还原硝酸盐脱氮研究

采用全混式厌氧搅拌罐,研究在自养条件下,ANAMMMOX菌利用零价铁还原硝酸盐为氮气的可行性及最佳反应条件.投加铁屑71 g·L~(-1),接种厌氧氨氧化颗粒污泥200 mg·L~(-1),控制温度33℃±0.5℃,搅拌强度150 r·min~(-1),水力停留时间10 h,pH值为7.0~8.0.在中性条件下,添加厌氧氨氧化微生物的零价铁还原硝酸盐体系一次性投加零价铁,0~5 d硝酸盐脱氮负荷达到0.12 kg·(m~3·d)~(-1).反应出水氨和亚硝酸盐始终小于2.0 mg·L~(-1),硝酸盐以氮气形式损失,出水pH较进水高值超过8.0,并且可溶性铁含量始终小于7 mg·L~(-1).硝酸盐去除氮能力始终高于0.1 kg·(m~3·d)~(-1).批试实验优化反应条件:在偏酸性条件下(pH值为4~6)反应速度加快,并且液相总氮损失率大于89%.反应温度在30~40℃时,液相总氮损失率大于89%.过于极端的pH值环境及温度环境均不利于耦合反应的进行.     

流域生态用水分配的协调性评价研究

流域生态用水分配的合理性来源于生态需水的自身满意度和流域子系统生态用水的协调性，因而评价流域生态用水分配的协调性非常必要。本文应用整体分析法，基于最大概率乘积定理和“木桶法则”，构造了流域生态用水分配系统的协调性评价模型，分析了各子系统生态用水分配的合理度，完善了流域生态用水分配合理性的评价内容和方法。以黄淮海流域为例，得到黄淮海流域生态用水分配协调度分别为O．9307．0．9603．0．8099．均小于协调度为0．996的一般标准，故其协调度都比较低，而流域之间的差异源于子系统生态需水自身满意度的差异程度不同。考虑这种用水协调性。流域生态用水系统的合理性程度在生态需水自身满意度的基础上各有不同程度的降低。利用该模型还可以对未来生态用水分配合理性进行评价．获得最佳分配方案，以获得最大的生态经济效益。