基于AQUATOX模型的白洋淀湖区多溴联苯醚(PB-DEs)的生态效应阈值与生态风险评价研究

为了准确定量生态系统尺度下持久性有机污染物(POPs)的直接毒性效应和通过食物网传递的间接生态效应,建立POPs浓度与生态效应的量化关系,本研究以强人为干扰湖泊白洋淀为研究区,建立了湖泊底栖-浮游耦合食物网,运用AQUATOX模型评价典型POPs——多溴联苯醚(PBDEs)的水生态系统风险,判定关键浓度阈值。模型校正结果表明,该模型能够充分模拟白洋淀中18个优势种群生物量的季节变化过程;敏感性分析结果表明该模型对温度和呼吸速率参数敏感;风险评价的结果表明AQUATOX模型能够有效的评估PBDEs的直接毒性效应和间接生态效应,AQUATOX模型得到的最大无影响效应浓度(NOEC)要比实验室中的NOEC低1~2个数量级。因此,在自然生态系统中PBDEs的生态风险难以根据单一种群的毒性数据进行外推,而AQUATOX模型成为自然生态系统中PBDEs风险评价的可靠方法,能够判定在"可接受风险"水平时污染物的浓度阈值。AQUATOX模型为污染物环境基准的制定提供了较为可行的方法,进而为化学污染物的早期预警和风险管理提供决策依据。     

基于流固耦合的多弯管路系统动力学分析

为研究多弯管路系统的动力学特性,基于流固耦合和有限元原理,对充液L型管道的固有特性进行了数值模拟,并与TMM(传递矩阵法)进行了对比,证明了数值模型的合理性。建立了水下多弯管路的数值模型,进行了流固耦合模态分析,研究了壁厚、管径对管路固有频率的影响规律。并对非定常流下多弯管路系统的动力响应进行了分析,研究了壁厚和波动速度对管道振动的影响规律。研究结果表明:考虑管内、外流体与管道三者耦合时的管道固有频率比只考虑管内流体与管道二者耦合和不考虑耦合时小,但流固耦合作用对管道模态振型的影响较小;管道的固有频率随管径和壁厚的增大而增大, 气体与管道之间耦合作用对管道固有频率的影响小于液体;非定常流下,多弯管路的振动幅值随着壁厚的增大而减小,随着波动速度的增大而增大。     

煤矿瓦斯爆炸事故特征与耦合规律研究

分析瓦斯爆炸事故的瓦斯积聚原因、引爆火源和引爆地点等事故特征及其分类,统计并分析1988—2008年发生的563次瓦斯爆炸事故的基本特征和耦合规律,结果表明:通风混乱等通风系统问题导致瓦斯缓慢积聚的瓦斯爆炸事故占90.6%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯占事故的78.6%;发生在采掘工作面的瓦斯爆炸事故占69.4%;通风系统问题导致瓦斯积聚的瓦斯爆炸事故主要发生在采掘工作面和巷道,占81.3%;通风系统问题导致瓦斯积聚的事故其引爆火源主要是电火花,占72.8%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯主要发生在采掘工作面和巷道,占73.2%。有效预防和控制煤矿瓦斯爆炸事故需切实加强通风管理、电气管理和严格放炮操作与程序。     

InfoWorks ICM-Delft 3D耦合模型在排水体系中点源污染溯源研究

城市排水的点源污染是引起黑臭水体的重要原因之一,该研究借助多元监测体系获得的水质数据,结合InfoWorks ICM-Delft 3D耦合模型及差分进化算法（DE）构建了污染溯源模型。以中山市某区域为研究对象,验证了耦合模型与DE算法对污染溯源的有效性。研究表明,连续排放污染源的位置、流量、污染物浓度的溯源精度较高,相对误差均在±0.12的范围内,并且污染溯源精度随着污染源流量增大而下降;随着污染流量增大,瞬时排放污染流量与浓度溯源的相对误差逐渐减小,模型对高流量污染事件的溯源精度较高。该模型体系的构建和应用为城市排水点源污染的溯源提供了科学指导。     

浅谈裂隙岩体渗流与应力耦合的问题

针对工程岩体在渗流与应力相互作用下动态平衡体系中的变形及稳定,提出了裂隙岩体渗流与应力耦合的研究课题。结合岩体渗流的特性,分析了裂隙岩体应力与应变对渗透系数的影响情况,然后对裂隙岩体渗流场和应力场耦合作用及反演分析的思想和方法进行了论述,最后对目前裂隙岩体渗流场与应力场耦合的研究进展和存在的问题进行了介绍。     

中国农业数字化与绿色化时空耦合协调关系及驱动力分析

农业绿色化发展是乡村振兴战略的内在要求,数字乡村发展是乡村振兴的战略方向,探究二者协同互动关系是当前新时代乡村振兴亟需解决的重要问题。根据二者内涵及耦合机理构建综合评价体系,基于耦合协调相对发展度模型,定量测算2010～2019年中国农业数字化、绿色化发展水平,并对其耦合协调的时空格局演变特征进行分析。研究发现：(1)2010～2019年间,中国农业数字化水平呈稳步提升态势,总体呈现出东南高—西北低的空间分布格局,且东西部数字化差距正逐渐缩小。中国农业绿色化水平呈现快速上升趋势,区域间农业绿色化水平差异正逐步缩小。(2)中国农业数字化与绿色化耦合协调度呈增长趋势,耦合协调度高值区主要分布在胡焕庸线以东地区。数字化是胡焕庸线以西地区未来优化的重点方向,绿色化是胡焕庸线以东地区未来应重点发展方向。(3)中国农业数字化与绿色化耦合协调度的空间分异是由多个因素综合作用的结果,其中创新水平和经济水平是核心影响因素。基于此,政府应加快乡村数字基础设施建设,提升农业资源利用效率,因地制宜出台具有针对性的农业数字化与绿色化协同发展区域政策,推动数字化赋能农业现代化发展。     

稳定碳同位素激光检测仪监测生物质燃料掺烧比的研究

稳定碳同位素激光技术可用于检测煤和生物质的碳同位素比值δ13C,以确定燃煤耦合生物质的掺烧比,且不受含水量影响.本文通过对煤(山西煤、内蒙古煤、贵州煤)和生物质(玉米秸秆、棉花秸秆、木屑、稻壳)混燃烟气进行稳定碳同位素比值测定,在一定的生物质掺烧比范围(碳量基、热量基)内建立在线分析方法得到拟合线性方程y=ax+b,拟合优度R²>0.99.所得分析方法可用于在线监测生物质掺烧比变化情况,当生物质掺烧比为20%时,误差分析控制在0.5%—2.0%以内.此外,该检测-分析方法能够实时、准确地监测生物质掺烧比,可为国家针对生物质使用量补贴政策的制定和实施提供技术支撑;同时可用于追踪“碳溯源”,推动碳排放监测和碳交易市场的快速发展.     

基于生态系统服务供需的农牧交错带流域生态修复分区——以桑干河上游为例

基于农牧交错带流域生态本底和社会经济特征开展生态修复分区研究,有助于维护农牧交错带生态安全和社会经济可持续发展。以地处农牧交错带的桑干河上游为例,选取土地利用、气象观测、统计年鉴等多源数据,基于InVEST模型和ArcGIS空间分析模块探讨2020年桑干河上游碳固持、食物供给、产水和土壤保持这4项生态系统服务供需空间分布格局,并通过象限匹配法和耦合协调度模型进行生态修复分区研究。结果表明：2020年桑干河上游4项典型生态系统服务供给的空间分布与流域地形地貌基本保持一致,形成一个环绕桑干河主干道的半闭环式的高值带,需求的高值区则与人口密集区基本吻合。桑干河上游生态系统服务供需匹配类型以高供给-高需求和高供给-低需求的匹配类型为主,供需耦合协调度平均值为0.23,处于轻度失调状态,生态系统服务供需错配现状突出。根据桑干河上游生态系统服务供需匹配和耦合协调关系及社会经济特征,将桑干河上游划分为5个生态修复区,即神头泉域生态修复区、北部古长城沿线生态屏障带、大同盆地防风固沙区、内长城沿线水源涵养和生物多样性保护区、桑干河水生态修复与生态多样性保护带,并通过搭配组合“辅助再生、自然恢复、生态重建...     

白沙黎族自治县资源环境承载力评估及协调发展研究

在海南自贸港建设的背景下,白沙黎族自治县作为海南岛生态绿心,需要统筹处理好“发展”和“保护”的关系。以白沙黎族自治县经济社会和资源环境的协调发展程度和资源环境承载力水平评估作为切入点,从经济发展、社会发展、资源消耗、环境污染四个方面选择了16个指标构建了经济社会-资源环境指标体系,运用耦合协调度模型和TOPSIS模型对白沙黎族自治县2008年-2017年的经济社会-资源环境系统耦合协调发展度和资源环境承载力的现状和演变趋势进行了分析,并利用灰色关联分析模型明确了资源环境承载力演变的主要驱动因素。结果表明：（1）2008-2017年间,白沙黎族自治县经济社会-资源环境耦合协调程度和资源环境承载力基本呈现上升趋势,评价期末资源环境承载力经评估已达到“优”级别。（2）通过灰色关联分析模型得出,经济社会因素对于白沙黎族自治县资源环境承载力影响更为显著,现阶段发展的主要落脚点仍然要放到提升经济社会发展水平上,积极探索绿水青山就是金山银山的转换途径,将生态环境优势转化为社会经济优势,寻求新的经济增长点、调整优化产业结构、改善城乡居民生活。