河南省春季降水与温度变化的时空分布——基于地理信息系统的分析

春季的气候条件异常一直是制约河南省小麦生产的瓶颈之一,春旱作为河南省主要的气象灾害,严重影响了小麦的生长。近几十年来,极端天气事件随着全球气候变暖的加快而越发频繁。春季干旱发生的主要因子降水和温度的变异性显著变大。基于GIS及和河南省30年的气候整编资料,对河南省春季降水、温度及降水温度比的变化趋势及时空变化分布进行了研究。结果表明:豫南春季降水减少最为严重(南阳盆地除外),豫中次之,豫北春季降水稍有增加;从温度的变化分布来看,河南全省春季温度都呈上升趋势,其中,豫南的信阳、驻马店,豫西北的济源、焦作、洛阳、郑州及平顶山地区温度上升趋势较大,南阳盆地、豫东平原及豫北平原地带温度变化相对较小;反应春季气候异常的降水温度比豫南为负向变化最大,豫北为正向变化最大,空间分布与春季降水基本吻合。综合分析说明未来河南地区的气候变化将会更加不稳定。     

湖北省降水分区研究

利用湖北省19个国家级气象台站1956~2009年逐月降水资料,采用分层聚类方法,基于聚类分析碎石图和聚类树状图来探索最适宜的分区方案,对湖北省全年、逐月降水进行了分区,并结合西太平洋副热带高压的移动探讨了分区的合理性,之后逐区进行了自相关分析和趋势分析。结果表明：湖北省全年降水分区为5区,1~12月降水分区分别为3、3、4、3、5、4、3、3、3、4、3、3个区。各月降水分区的差异性与西太平洋副热带高压的南北移动有密切关系,副高脊线在北纬18°以南、北纬20°以北,以及缓慢南退过程中,分区形式有较大差异。自相关分析以及趋势分析结果表明单一气象站不能代表所在分区的气候特点,而所在分区又不能代表湖北省的气候特点,基于不同目的,进行分区和综合,将有助于研究特定区域的气候特点     

三峡库区汛期极端降水非均匀性特征

利用极端降水量集中度和集中期讨论三峡库区汛期极端降水量的非均匀性分布特征。结果表明: 三峡库区极端降水量空间分布表现为西南部和东北部地区相对较少,中部、东南部相对较多。库区汛期极端降水集中度和集中期的空间差异不大,集中程度总体较差,东北部和西部地区极端降水相对集中,中部相对分散。库区极端降水主要集中在6月底和7月上中旬,东北部和西部偏西地区集中期相对较晚,中部地区集中期相对较早。库区汛期极端降水量的分配状况与同期极端降水量存在较好的关系,即极端降水量越少,则极端降水量越集中、集中期越早;反之极端降水量越多,则极端降水量越分散、集中期越晚,尤其是在库区东北部地区最为显著。三峡库区蓄水后极端降水集中程度在空间上一致性较好,表现为蓄水后更为分散;极端降水量和集中期则在空间上差异显著,大致表现为蓄水后东北部极端降水增加并延迟;西南部极端降水减少并提前     

有机化纳米粘土基絮凝吸附材料对马铃薯淀粉加工废水的资源化处理

采用物理化学提纯方法制备了有机化纳米粘土基絮凝吸附材料,经过以聚乙二醇2000(PEG-2000)、十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)、四丁基氢氧化铵(TBAOH,质量分数25％)和溴化四苯基磷(TPPB)4种表面活性剂对絮凝吸附材料进行有机化修饰,并将其应用于马铃薯淀粉加工废水的资源化处理.实验结果表明,有机化纳米粘土...     

Does the Temporal Resolution of Precipitation Input Influence the Simulated Hydrological Components Employing the SWAT Model?

This study aimed to evaluate the influence of sub‐daily precipitation time steps on model performance and hydrological components by applying the Green and Ampt infiltration method using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT). Precipitation was measured at a resolution of 0.1 mm and aggregated to 5‐, 15‐, 30‐, and 60‐min time steps. Daily discharge data over a 10‐year period were used to calibrate and validate the model. Following a global sensitivity analysis, relevant parameters were optimized through an automatic calibration procedure using SWAT‐CUP for each time step. Daily performance statistics were almost equal among all four time steps (NSE ≈ 0.47). Discharge mainly consisted of groundwater flow (55%) and tile flow (42%), in reasonable proportions for the investigated catchment. In conclusion, model outputs were almost identical, showing simulations responded nearly independently of the chosen precipitation time step. This held true for (1) the selection of sensitive parameters, (2) performance statistics, (3) the shape of the hydrographs, and (4) flow components. However, a scenario analysis revealed that the precipitation time step becomes important when saturated hydraulic conductivities are low and curve numbers are high. The study suggests that there is no need in using precipitation time steps <1 h for lowland catchments dominated by soils with a low surface runoff potential if daily flow values are being considered. Editor's note : This paper is part of the featured series on SWAT Applications for Emerging Hydrologic and Water Quality Challenges. See the February 2017 issue for the introduction and background to the series.     

羟基乙叉二膦酸镀铜废液的处理及Cu~(2+)的高附加值资源化回收

采用Na BH4还原法将羟基乙叉二膦酸(HEDP)镀铜废液中的Cu~(2+)制备成纳米铜粉,并采用聚丙烯酰胺(PAM)对还原反应后的废液进行絮凝处理。研究了n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)、还原反应温度、还原反应时间及PAM添加量对废液中剩余Cu~(2+)质量浓度的影响,并对回收的纳米铜粉进行了XRD和TEM表征。实验结果表明:当n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)=4∶6、还原反应温度为50℃、还原反应时间为2 h时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降低至1.1 mg/L,Cu~(2+)还原率达99.99%;可获得粒径为20~45 nm的近球型、高纯度、由多晶组成的纳米铜粉;当PAM添加量为10 mg/L时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降至0.35 mg/L以下,达到GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》(小于0.5 mg/L)的要求。     

新型悬浮填料澄清池中填料对澄清作用的影响初探

为考察可取代传统二沉池的新型悬浮填料澄清池技术的原理及关键参数,小试试验研究了填料对新型悬浮填料澄清池固液分离过程中附着污泥形成及其絮凝性能的影响,并对填料在澄清中的作用机理进行了探讨。结果表明,当泥水界面上升至填料区后,可以形成较悬浮污泥更加致密稳定的附着污泥区,并形成孔道流,强化了对混合液中污泥颗粒的絮凝效果;填料区可以捕捉去除从悬浮污泥区中“逃逸”的微小污泥絮体,并降低出水浊度,有效地保证了出水水质的稳定性。填料的存在发挥了强大的整流作用,降低了雷诺数Re,提高了弗汝德数Fr,从而改善了污泥絮凝的水力条件,提高了澄清能力。     

壳聚糖衍生物-镁盐复配去除中性兰模拟废水色度的研究

研究了有机高分子絮凝剂NCTS-M对中性兰染料的絮凝性能。通过测量絮体的Zeta电位以及对絮体进行彩色电视显微扫描初步探讨了该絮凝过程的絮凝机理。结果表明,当投加量为30 mg/L,pH=6时,絮凝效果最明显,脱色率可达93.1%。其絮凝机理主要是压缩双电层以及高分子吸附架桥作用,以压缩双电层为基础。絮凝剂中镁离子在中性条件下对絮凝过程也起到了较强的助凝作用。     

基于生态安全的DAT-IAT城市污水处理工艺改进研究

通过正交试验,得到了DAT-IAT工艺和A/DAT-IAT工艺处理城市污水的常规指标去除和生态毒理指标削减的最优运行条件。结果表明,在正交试验的同一工艺中,COD去除最优运行条件的出水COD值优于生态毒性削减最优运行条件的出水COD值,但前者出水的生态毒性较大。由于厌氧池的水解酸化作用,A/DAT-IAT工艺对COD和生态毒性的处理效果均优于DAT-IAT工艺,并且回流总能耗低于DAT-IAT工艺,但是出水COD仍不达标。为了降低进入工艺的COD的总量,以絮凝沉淀做为预处理工艺,并采用Al残留量最小的絮凝剂投药量以降低出水中残留Al带来的生态风险。结果表明,在COD去除最优运行条件下,具有絮凝预处理的工艺对COD的去除效果优于没有絮凝预处理的工艺。絮凝-A/DAT-IAT工艺在COD去除最优运行条件下出水COD为104.46 mg/L,满足排放标准。在毒性削减最优运行条件下,具有絮凝预处理的工艺的出水生态毒性有所上升,但是污染物的总量得到了大幅削减。絮凝-A/DAT-IAT工艺与DAT-IAT工艺相比,在污染物去除效率得到大幅增加的同时,生态毒性得到有效控制,生态安全得到了有效的保障。     

Removal of an anionic dye (Acid Blue 92) by coagulation–flocculation using chitosan

Chitosan (a biopolymer) is an aminopolysaccharide that can be used for the treatment of colored solutions by coagulation–flocculation (as an alternative to more conventional processes such as sorption). Acid Blue 92 (a sulfonic dye) was selected as a model dye for verifying chitosan's ability to treat textile wastewater. A preliminary experiment demonstrated that chitosan was more efficient at color removal in tap water than in demineralized water, and that a substantially lower concentration of chitosan could be used with tap water. Dye removal reached up to 99% under optimum concentration; i.e., in terms of the acidic solutions and the stoichiometric ratio between the amine groups of the biopolymer and the sulfonic groups in the dye. The flocs were recovered and the dye was efficiently removed using alkaline solutions (0.001–1 M NaOH solutions) and the biopolymer, re-dissolved in acetic acid solution, was reused in a further treatment cycle.