Participatory modelling for sustainable development: Key issues derived from five cases of natural resource and disaster risk management

Stakeholder participation is considered a key principle for sustainable development in the context of natural resource and disaster risk management. Participatory modelling (PM) is an interactive and iterative process in which stakeholder involvement is supported by modelling and communication tools. Planning and decision-making for sustainable development (SD)integrate three substantive dimensions − social, ecological and economic. The procedural dimension of SD, however, is equally important, and here we see great potential for PM. In this study, we evaluate five PM research projects against criteria for the procedural dimension of SD. This provides a basis for identifying key issues and needs for further research into PM for SD. While the cases show great potential, especially for supporting knowledge integration, learning and transparent handling of values and perspectives, they indicate a particular need to develop PM in respect of organizational integration. This issue is closely connected to the possibility of effectively implementing PM in practice.     

基于机理模型的永川污水处理厂运行诊断与碳源优化

对重庆永川污水处理厂为期1.5年的历史数据和补充实验数据进行采集与分析,确定了其进水水质特征、运行方式、生化反应状态,对其全年平均状态及历时波动状态均完成了以机理模型为核心的数字化模拟仿真,确定了该污水处理厂现有运行状态中存在的问题与风险。通过运行参数的调整,可有效规避二沉池过负荷、系统污泥分布不均等风险;以合理的污泥龄运行,利用污水处理厂的进水水质特征,在出水水质稳定达标的前提下,减少外加碳源与药剂的投加。在平均状态、极端条件、历时波动等情景下进行了碳源投加的定量评估,动态进水状态下定量评估结果显示:一期甲醇年平均投加量可减少为原投加量的80%,二期可减少为原投加量的60%。     

Mg/Al水滑石微波共沉淀法合成及其对BrO3-吸附性能的研究

采用微波共沉淀法和普通共沉淀法合成了Mg/Al水滑石,分别记做Mg/Al LDHs-MW和Mg/Al LDHs-H.通过XRD、BET、SEM和FT-IR等手段对Mg/Al水滑石结构进行表征.结果表明,微波共沉淀法合成的水滑石结晶度较好、粒径较小,孔径为41.13 nm,粒径为427.08 nm.序批次实验考察了投加量、溶液pH值和再生次数等因素对溴酸根(BrO-3)吸附性能的影响.结果表明,Mg/Al水滑石吸附BrO-3过程可用准二级动力学模型描述,吸附规律符合Langmuir等温吸附方程.对比Mg/Al LDHs-H的饱和吸附量(q0=288.74μg·g-1),Mg/Al LDHs-MW对BrO-3具有更强的吸附能力(q0=321.26μg·g-1).在动态连续流条件下,利用Thomas模型模拟3组Mg/Al LDHs-MW对BrO-3的动态吸附数据,拟合得到吸附柱最大的吸附容量为288.81μg·g-1.当填料高度为10 cm,进水浓度为800μg·L-1,进水流量为4.0 mL·min-1时,模型的相关性系数为0.92,表明实验数据与模拟穿透曲线吻合.     

有机肥施用对全球农业土壤温室气体排放影响的Meta分析

为了探明有机肥施用对农业土壤温室气体排放量的直接和间接影响,选用了公开发表的129篇相关文献,共1228组数据,采用Meta分析方法分析了有机肥对全球农业土壤温室气体排放量的影响及其影响因素,进一步构建结构方程模型（SEM）量化和确定因素之间的因果关系.结果表明,总体上,与不施肥和施用无机肥相比,有机肥替代施用分别增加了70.73%（lnR:0.53,95%CI:0.45～0.62）和19.24%（ln R:0.18,95%CI:0.13～0.22）的CO₂排放、52.58%（lnR:0.42,95%CI:0.26～0.59）和27.72%（lnR:0.24,95%CI:0.15～0.34）的CH₄排放及208.14%（ln R:1.13,95%CI:1.04～1.21）和-3.66%（lnR：-0.04,95%CI：-0.11～0.04）的N₂O排放;有机肥施用下,旱地系统对CO₂和N₂O排放量效应均影响最大,水稻系统对CH₄排放量效应影响最显著;粉土的CO₂平均增长率最高,砂土对N₂O和CH₄平均增长率影响较大;相比商品有机肥和沼液,秸秆替代下CO₂和N₂O平均增长率极大,农家肥替代对土壤CH₄排放量有显著促进作用;温室气体排放量在氮肥+有机肥处理下显著增加. SEM表明年均气温（MAT）是CO₂和N₂O排放量的最重要环境决定因子,其中土壤CO₂排放量与MAT呈显著正相关（P <0.01）,土壤N₂O排放量与MAT存在负相关关系;旱地和草地及水稻系统中CH₄排放量的主要环境决定因素分别为年降水量（MAP）及年均气温（MAT）,均与其呈显著正相关关系（P <0.05）.研究可为优化施肥管理、减缓农田温室气体排放等提供科学依据.     

上海市郊4种地表径流深度的测算

根据有关试验资料和美国土壤保持局推荐的方法,提出了上海市郊４种地表径流深度的计算公式。计算结果表明,当年降雨量为１０５３ｍｍ时,上海市郊４种地表径流的总量为１３．６亿ｍ＾３,平均径流深度为３００ｍｍ,径流系数为２８．４９％,４种径流量占郊区总量的７７．８２％,产流面积为郊区总面积的７５．１０％。     

浅层小尺度隐伏断层地表勘探的正演模拟及应用

采用二维声波方程有限差分法对浅层小尺度隐伏断层地质模型的地震波场响应进行数值模拟,分别从震源位于断层下降盘顶、断层上升盘顶及断层顶三个不同位置进行正演模拟,对地震波场在断层模型中的传播规律及其地震记录变化特征进行了详细分析。结果表明多个单炮记录的变化对比不仅可以对断层进行快速有效的判断,而且为分析断层几何类型、估计断裂带范围与宽度等方面提供重要的依据。同时将模拟结果应用到实际生产中,取得了较好的应用效果。该方法能有效辅助实际野外工作中对断层的判断,为合理设计观测系统及采集参数设置提供指导,对提高浅层地震勘探现场工作效率和精度具有重要作用。     

中国大气汞排放变化的社会经济影响因素

基于投入产出模型,从生产和最终需求角度计算了1997～2017年中国大气汞排放量;并结合结构分解分析方法,定量分析了各种社会经济因素对大气汞排放变化的相对贡献.结果表明:生产端大气汞排放较多的行业主要是水泥、石灰和石膏制造业(135t)、有色金属冶炼及压延加工业(86t)等重工业;消费端对大气汞排放贡献较多的行业主要是...