重庆南山表层岩溶泉与地下河三氮运移及氮通量估算

岩溶区特殊的地质构造使地下水系统存在多重水流.为研究三氮在表层岩溶带水流和地下河水流中的特征和运移方式,选取城市化进程中的重庆南山老龙洞地下河流域表层岩溶泉和地下河按月采样,分析水化学特征,结合SPSS的相关性分析,认为两种水流三氮特征差异很大.表层岩溶泉三氮质量浓度月变化小,受降水、污水影响较小,NO_3~--NNH_4~+-N;地下河水三氮质量浓度月变化大,受降水、污水影响较大,旱季NH_4~+-NNO_3~--N,雨季NO_3~--NNH_4~+-N.表层岩溶泉DIN主要来源于与农业活动有关的非点源污染,在土壤、表层岩溶带中经氨化、吸附、硝化作用等过程以扩散流形式运移至出露地表.地下河DIN随管道流、扩散流运移,并以管道流为主.DIN全年有点源的工业、生活污染物经落水洞、裂隙、溶隙进入.雨季同时存在占更大比例的非点源污染物,或由降雨产生的表面坡流、壤中流、表层岩溶带水流经落水洞进入,或经深裂隙、溶隙下渗进入,硝化作用明显.流域DIN输出通量为56.05 kg·(hm~2·a)~(-1),其中NH_4~+-N、NO_3~--N分别占46.03%、52.51%;根据径流分割法估算出点源污染、非点源污染的贡献率分别为25.08%、74.92%.     

基于HYDRUS-1D模型的植物根系对人工基质水分特征曲线参数的影响

为了定量揭示绿色屋顶植物根系对人工基质水力特性的影响,选用两种景天属植物（垂盆草和佛甲草）及两种人工基质（珍珠岩和蛭石）进行水分及溶质运移实验,基于HYDRUS-1D模型反演人工基质水分特征曲线参数,以此分析植物根系所引起的人工基质水分特征曲线参数的变化.结果发现,植物根系使两种人工基质残余含水率θ_r降低、权重系数w增加.不同植物根系对两种人工基质饱和含水率θ_s的影响不同, 体现为垂盆草根系相较佛甲草根系对θ_s的影响范围更小.植物根系对人工基质吸力参数α₁、α₂的改变效应随人工基质种类发生变化,表现为珍珠岩基质α₁、α₂均因垂盆草根系得以提高、因佛甲草根系而降低,蛭石基质α₁、α₂则因植物根系分别降低和增加.研究结果可为绿色屋顶 植物-人工基质结构优化提供科学依据.     

深圳市一次典型春季臭氧污染事件成因研究

以往珠三角地区臭氧污染普遍发生在秋季,但近年来春季臭氧污染事件不断发生,并且污染出现时间愈发提前.本研究聚焦于深圳市2022年春季（2月26日）一次臭氧污染过程,系统性地分析了此次臭氧污染过程的主要成因与关键驱动因素.结果表明,在春季臭氧污染的形成过程中,气象条件扮演着重要角色,在高压天气系统影响下的强太阳辐射、高温、低湿和低风速是导致此次臭氧污染的重要因素.通过臭氧的垂直观测数据分析发现,夜间残留层中的高浓度臭氧能够在上午时段混入边界层内,加速地面臭氧浓度累积.此外,通过臭氧前体物浓度的变化特征分析发现,在污染日的下午时段出现臭氧及其前体物浓度的快速升高,推测为上风向区域的外部输送贡献加强,这也是导致此次春季臭氧污染发生的重要原因.敏感性分析表明,污染日的臭氧生成主要受VOCs控制,但在污染加剧时受到NO_x控制,因此,对春季臭氧污染的 防控需要从区域角度开展VOCs和NO_x的协同减排与治理.     

定子叶片数对泵喷推进器空化性能的影响

目的 在改善泵喷推进器(泵喷)水动力性能的同时,兼顾其空化性能。方法 以某前置泵喷为原型,采用基于密度修正的RNG k-ε双方程湍流模型,结合Zwart空化方程,数值研究定子叶片数(Ns= 6~10)对空化性能的影响。结果 泵喷空化主要为叶梢涡空化和叶片表面的片状空化,而时–频空化曲线与叶片数目有关,其中单转子表面空化与定子数目相关,而总空化面积与转–定子影响有关。结论 增加定子叶片数虽然提高了泵喷推力和扭矩,但转子叶片及叶梢负荷增加,使空化范围大幅度增加。最终Ns从6增加到10时,总空化体积涨幅超过5倍。分析空化流动中的涡量输运方程发现,膨胀收缩项在空化演化占主导作用,并且随着定子叶数的增加而增大。     

碳纳米管对污染物的吸附及其在土水环境中的迁移行为

碳纳米管具有独特的物理化学特性,对污染物具有优异的吸附性能,在环保领域具有巨大的应用潜力,因而吸引人们对碳纳米管吸附有毒污染物的行为和规律开展了大量研究.同时,碳纳米管特有的表面化学性质和结构特征,使得其自身的环境行为具有一定的风险性,对碳纳米管在水土环境中的迁移行为进行评价,是碳纳米管工程应用之前必须要解决的重要问题,相关研究也有一定程度的开展.本文从碳纳米管对环境污染物的吸附行为和相关机理以及碳纳米管在水土环境中的迁移行为方面进行了综述,阐述了这些研究对于评估碳纳米管的环境应用潜力、环境和生态风险所具有的意义.     

Solute transport in crystalline rocks at Äspö — II: Blind predictions, inverse modelling and lessons learnt from test STT1

Based on the results from detailed structural and petrological characterisation and on up-scaled laboratory values for sorption and diffusion, blind predictions were made for the STT1 dipole tracer test performed in the Swedish Äspö Hard Rock Laboratory. The tracers used were nonsorbing, such as uranine and tritiated water, weakly sorbing ²²Na⁺, ⁸⁵Sr²⁺, ⁴⁷Ca²⁺and more strongly sorbing ⁸⁶Rb⁺, ¹³³Ba²⁺, ¹³⁷Cs⁺.Our model consists of two parts: (1) a flow part based on a 2D-streamtube formalism accounting for the natural background flow field and with an underlying homogeneous and isotropic transmissivity field and (2) a transport part in terms of the dual porosity medium approach which is linked to the flow part by the flow porosity.The calibration of the model was done using the data from one single uranine breakthrough (PDT3). The study clearly showed that matrix diffusion into a highly porous material, fault gouge, had to be included in our model evidenced by the characteristic shape of the breakthrough curve and in line with geological observations.After the disclosure of the measurements, it turned out that, in spite of the simplicity of our model, the prediction for the nonsorbing and weakly sorbing tracers was fairly good. The blind prediction for the more strongly sorbing tracers was in general less accurate. The reason for the good predictions is deemed to be the result of the choice of a model structure strongly based on geological observation. The breakthrough curves were inversely modelled to determine in situ values for the transport parameters and to draw consequences on the model structure applied. For good fits, only one additional fracture family in contact with cataclasite had to be taken into account, but no new transport mechanisms had to be invoked. The in situ values for the effective diffusion coefficient for fault gouge are a factor of 2–15 larger than the laboratory data. For cataclasite, both data sets have values comparable to laboratory data. The extracted K_d values for the weakly sorbing tracers are larger than Swedish laboratory data by a factor of 25–60, but agree within a factor of 3–5 for the more strongly sorbing nuclides. The reason for the inconsistency concerning K_ds is the use of fresh granite in the laboratory studies, whereas tracers in the field experiments interact only with fracture fault gouge and to a lesser extent with cataclasite both being mineralogically very different (e.g. clay-bearing) from the intact wall rock.     

深海溢油输移扩散模型研究

在对深海中泄漏的油气混合物在海洋环境中的输运过程及行为变化的分析基础上,建立三维深海溢油输移扩散模型。该模型采用拉格朗日积分法模拟溢油在近区的水下浮射扩散过程,应用粒子追踪法模拟油滴在水下远区的对流扩散以及油膜在海面的漂移扩散过程,并考虑了油气分离输移、气体溶解、天然气水合物形成与分解等复杂行为对溢油运动轨迹的影响。应用该模型数值模拟了两个大型深海溢油现场试验,结果显示溢油在水下环境中的时空分布模拟结果与现场监测数据符合较好,表明该模型具有较高的准确性和实用性,能够为深海溢油的防治管理提供理论与技术支持。     

华北平原耕作土壤特性对基因工程菌迁移的影响

基因工程菌在土壤中的迁移是影响污染土壤生物强化修复的重要因素.在华北平原饱和耕作土壤中,考察了1株阿特拉津降解基因工程菌迁移留存及其影响因素.结果表明,在饱和耕作土壤中,平流渗透是基因工程菌迁移的主要机制,其过程可用过滤模型拟合.土壤性质对孔隙水流和基因工程菌迁移具有显著影响.随着土壤粒径、孔隙率和土壤砂粒组分增加,土壤水力传导率常数增大,基因工程菌过滤系数减小,土壤对基因工程菌过滤留存作用降低.土壤条件不变时,增加入渗流量也会增大土壤水力传导率常数,减小基因工程菌过滤系数.饱和土壤中,水力传导率常数为5.02~6.70 m·d-1时,基因工程菌在土壤中的过滤系数为0.105~0.274,二者存在显著负相关关系.     

危险品运输道路轴辐式网络设计

为降低危险品运输网络的总风险和成本,实现规模效益,根据危险品道路运输网络规划中存在监管者路网规划和运输者路线选择的双层约束特征,探讨轴辐式网络在危险品运输网络设计中的应用。针对长距离、大规模的第三方危险品货运业务,建立上层以风险最小化,下层以成本最小化为目标的双层规划模型。运用Matlab对模型进行求解。最后,通过实例分析检验模型和算法的有效性。结果表明,通过对运输企业网络进行轴辐式网络设计,即将原有节点设置为一个或多个枢纽点,集中零散分布的货源,能比传统直通式物流网络设计节约总运输成本。     

2010年中国东部PM2.5空间分布及沉降模拟研究

结合我国目前面临的PM2.5污染严重问题,采用CMAQ 4.7.1模式模拟我国东部各省PM2.5浓度分布,并探索了其输送、沉降规律.结果表明:综合空气质量模式CMAQ模拟结果与观测结果较为一致,可以较好地模拟PM2.5质量浓度变化特征;我国东部PM2.5呈现明显的季节分布特征,且PM2.5质量浓度分布与污染源的位置分布有较好的对应,呈现由城市边缘向城市中心推移递增的趋势,区域性PM25高值中心可达120 μg/m3以上;湿沉降是细颗粒物的主要去除方式,且湿沉降量至少为干沉降量5倍以上;PM2.5夏季沉降通量最大,冬季最小,我国东部地区沉降通量高值中心可达30 mg/(m2·d)以上;模拟区域湿沉降量占总沉降量的91％以上,模拟计算区域的总沉降量为4.67×106 t/a,其中京津冀地区细颗粒物总沉降量为1.65 × 106 t/a.