黄土丘陵“梯田退耕”生态重建及地域分异特征

基于黄土丘陵区过去10年科技攻关成果及延安燕沟流域示范成功经验,在总结“梯田退耕”生态重建模式特点的基础上,根据土地利用、坡耕地和1999年农业人口数据计算了各县(市、区)需新修梯田、园地扩建、林草植被恢复的面积及投资需求额度。通过构建并采用基本农田扩建指数、园地扩建指数、林草植被恢复指数以及投资需求密度等指标对55个县(市、区)进行了类型划分和地域分异特征分析。结果表明:黄土丘陵区需新修梯田面积69.16×104hm2,新扩建经济林果园地面积79.2×104hm2,林草植被恢复面积541.02×104hm2,投资需求总额度158.2×108元;生态重建在地域分布上明显存在两个重点区,一个位于陕北和晋西北交界地区,另一个位于陇东和宁南地区;宜及早制定区域性分类指导政策,并应将有限的资金集中在重点区。     

On the selection of primary variables in numerical formulation for modeling multiphase flow in porous media

Selecting the proper primary variables is a critical step in efficiently modeling the highly nonlinear problem of multiphase subsurface flow in a heterogeneous porous-fractured media. Current simulation and ground modeling techniques consist of (1) spatial discretization of mass and/or heat conservation equations using finite difference or finite element methods; (2) fully implicit time discretization; (3) solving the nonlinear, discrete algebraic equations using a Newton iterative scheme. Previous modeling efforts indicate that the choice of primary variables for a Newton iteration not only impacts computational performance of a numerical code, but may also determine the feasibility of a numerical modeling study in many field applications. This paper presents an analysis and general recommendations for selecting primary variables in simulating multiphase, subsurface flow for one-active phase (Richards' equation), two-phase (gas and liquid) and three-phase (gas, water and nonaqueous phase liquid or NAPL) conditions. In many cases, a dynamic variable switching or variable substitution scheme may have to be used in order to achieve optimal numerical performance and robustness. The selection of primary variables depends in general on the sensitivity of the system of equations to the variables selected at given phase and flow conditions. We will present a series of numerical tests and large-scale field simulation examples, including modeling one (active)-phase, two-phase and three-phase flow problems in multi-dimensional, porous-fractured subsurface systems.     

黄土残塬沟壑区土地开发适宜性评价方法研究

以发展经济为准绳，利用生物措施，开发土地资源，是有效地控制和改善黄土残塬沟壑区日益恶化的生态环境的根本保证。本文针对如何合理地利用农作物、果树、林木和牧草开发土地资源问题，提出了土地开发的适宜性评价方法，并以土地调查的小斑为单元，选用了原土地利用类型、坡度、坡向和海拔高程４个指标，对地处这一地区且作为国家＂八五＂重点攻关项目的隰县试验区的土地开发适宜性进行了评价，经初步开发实施，已收到了显著效果。     

黄土对钕(Ⅲ)和铈(Ⅲ)在不同pH下的等温吸附特性

研究了黄土对钕 (Ⅲ )和铈 (Ⅲ )在不同pH下的等温吸附特性 ,采用Langmuir及Freundlich两种吸附模型对吸附数据进行了描述 .并分析、比较了线性及非线性两种拟合的方法 .非线性拟合 ,由于数据形式没有转换 ,求得的模型参数较线性方法比较可靠 ;非线性拟合结果表明 ,在低pH( =3 ,5 75 )下 ,等温吸附行为更符合Langmuir模型 ,而在高pH( =6 1,6 9)下 ,更符合Freundlich模型     

黄土表面酸碱性质的研究

在不同浓度支持电解质条件下，利用滴定方法研究黄土样品的表面酸碱属性，将酸量滴定上清液作为体系空白以补偿固体颗粒溶解和份间络合反应对定量估算子质子消耗的影响，两种简易的表面络合模式的拟合结果表明，恒定容量模型和扩散层模式分别适用于高离子强度（0.1mg/L）和低离子强度（0.01和0.005mol/L）条件下黄土表面的质子反应过程。     

GIS支持下的黄土高原地区植被生态梯度分析

在地理信息系统(GIS)支持下对黄土高原地区257个样方的植被进行了研究。DCA分析较好地反映了植被的连续性变化及植被的生态梯度与气候因子的关系。分析的结果表明．植被组成和结构沿经、纬度变化明显，分异出森林、森林草原、温性草原、荒漠半荒漠植被等不同类型，优势种替代明显，植物种类也形成了不同的生态类型。植被的梯度变化与气候因子密切相关，较好地反映了黄土高原地区环境与结构的空间变异特点。     

降雨条件下黄土斜坡的入渗特征分析

为研究黄土斜坡的降雨入渗规律和降雨诱发黄土滑坡的机理,在宁夏西吉县一黄土斜坡建立了监测站,在斜坡上部开挖探井并安装了土壤水分计观测土壤含水率,在探井附近安装了小型气象站,观测气温、降雨量、蒸发量。通过现场观测数据分析了气象条件对土壤含水率的影响,以及雨水在黄土斜坡中的入渗规律。使用SEEP/W软件分析了完整黄土斜坡和有裂隙黄土斜坡在临界降雨条件下的孔隙水压力分布,以及斜坡孔隙水压力随深度的变化规律。结果表明,深度1 m以内的土壤含水率变化受蒸发量与降雨量的影响显著,深度越大,土壤含水率的变化曲线越平缓。强度大于19 mm/d的降雨才会引起土壤含水率的骤增,且土壤含水率变化比降雨延迟48 h左右。斜坡表面发育的裂隙是雨水进入斜坡体内部的主要通道。降雨会在有裂隙的斜坡内部形成饱和区,使土体抗剪强度降低,饱和渗流会增加斜坡下滑力,这些作用使黄土斜坡发生滑动。现场监测研究得出了研究区滑坡临界降雨量的参考值,提出斜坡裂隙是降雨诱发黄土滑坡的重要因素。     

不同雨强下黄土裸坡水-沙-氮磷流失耦合模拟

采用室内人工模拟降雨试验研究6种雨强3种坡度下黄土裸露坡面水沙及氮磷养分流失规律.结果表明：1）降雨强度与土壤入渗速率,坡面产流产沙量的线性拟合决定系数均大于0.8,有较好的正相关关系;2）25°黄土坡面下：NO₃^--N初始浓度较高,随降雨历时呈波动性减少,具有明显的初期冲刷效应;NH₄⁺-N初始流失浓度由90mm/h雨强下0.6057mg/L增至120mm/h的1.3076mg/L,但其浓度随降雨历时均不断减小;TN流失浓度在雨强为90,105和120mm/h时分别为0.6056,0.8011和1.3076mg/L,随雨强增大而增大;TP初始流失浓度在105mm/h时最大,90mm/h时最小,且不同雨强下TP流失浓度相互交错,不稳定;3）养分流失与坡面产流量具有较强的线性相关性,与产沙量呈显著的幂函数关系.15°坡面时,氮素流失在6种雨强下均以颗粒态为主,平均约占72%,但在雨强增大过程中,颗粒态所占比例先减少后增加;而磷素流失颗粒态所占比例均大于90%,与降雨强度和坡度均没有直接关系.     

秸秆焚烧物对黄土吸附五氯酚的影响研究

为研究添加秸秆焚烧物对黄土吸附环境激素的影响,以五氯酚（PCP）为目标污染物,采用批量实验法研究了PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附动力学、吸附热力学以及初始浓度、离子强度、粒径、pH值等影响因素.结果表明：添加秸秆焚烧物促进黄土对PCP的吸附,黄土与添加秸秆焚烧物黄土的动力学均较好的符合准二级动力学模型;其热力学吸附过程均更符合Freundlich吸附模型,且吸附等温线符合C-型;温度在25~45℃时,PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附平均自由能（E）小于8kJ/mol,说明其对PCP的吸附主要以物理吸附为主;PCP的吉布斯自由能ΔG^θ、焓变ΔH^θ和熵变ΔS^θ均小于0,表明该吸附属于自发放热且混乱度减小的过程;当pH值在3~7范围内时,PCP的吸附量随pH值升高而逐渐减小,而pH值在7~10范围内时,其吸附量逐渐增大;黄土对PCP的吸附量随其粒径的减小而增大;离子相同时,其浓度越高越有利于PCP的吸附;离子浓度相同时,黄土对PCP的吸附量随其价态的升高而增加.     

不饱和季铵盐的合成及其聚合物在化工及环保领域的应用

按不饱和基团的类型对不饱和季铵盐进行了分类,并综述了其合成方法。介绍了其聚合物在含油污水处理、抗菌、纺织品、新材料等领域的应用。阐述了在不饱和季铵盐的开发及其聚合物的应用方面存在的问题。指出了今后的发展方向:应该加大科研投入,加快新型不饱和季铵盐的研发进程,特别是在主结构设计、纯度提高以及新型絮凝剂单体的多样性方面,以制备出多功能性的单体和聚合物。