Water Resource Management in Botswana: Balancing Sustainability and Economic Development*

Botswana is a rapidly developing country in southern Africa. Over the last three decades, diamond mining and tourism have provided double-digit rates of economic growth. Yet most of Botswana’s land is in the Kalahari desert where the climate is subject to sustained periods of severe drought. In this environment, water resources are the most crucial of all environmental resources. Water use directly affects economic development because water utilization impacts all the major national economic sectors. A sustainable water use resource management plan must stretch several decades into the future to assure the availability of adequate supplies of water to future generations while not compromising the ability of the current generation to reasonable rates of economic development. Yet thinking about sustainability is present in Botswana water policy mostly only in rhetoric. A series of cultural traditions and political constraints, coupled with bureaucratic managerial weaknesses, serve to maintain a system of water allocation that is unsustainable in the long run and inefficient in the short-term. Unless sustainable water use patterns are adopted, the results for the short-term, as well as the long-term, will be devastating. Drawing on data obtained through a series of interviews with government officials, leaders of non-governmental organizations (NGOs), and water resource researchers, this paper explores water policy in Botswana within the larger context of sustainable natural resource management practice and the pressures of economic development. This research was partially funded under U.S. Department of State, College and University Affiliations Grant # ASCS-1095.     

城市环境中自然通风研究进展

城市环境中自然通风源于城市热压梯度及城市风压梯度的综合作用。城市环境中自然通风影响着城市"五岛"效应(城市热岛、湿岛、干岛、浑浊岛及雨岛),城市大气的自净能力和城市居民的身体健康,也是研究快速城市化地区广义城市风环境(风场、温度场、湿度场)的参考因子。为了全面理解国内外针对城市环境中自然通风的研究进展,从城市环境中自然通风的监测、模拟及应用三个方面对目前国内外针对城市环境中自然通风的研究现状进行了综述,最后结合环境物联网、无线传感技术等目前在城市环境中自然通风研究的相关技术及应用领域的新进展,对城市环境中自然通风的后续研究热点和关键问题进行了展望,为城市环境中自然通风的相关技术及应用问题的后续研究提供了基础研究素材。     

天然胶/公共网络/废胶粉互穿聚合物网络

通过互穿聚合物网络技术成功制备了天然橡胶/公共网络/废胶粉共轭三组分,并测定了力学性能和微观形态。结果表明:当A/B摩尔比为2/1、AB含量为4.5%、废胶粉粒径为60目、废胶粉含量为15%时,体系的力学性能最好,共轭三组分天然橡胶/公共网络/废胶粉体系的磨耗体积明显低于两组分天然橡胶/废胶粉体系的磨耗体积。界面共轭互穿改善了界面结合,可减少反复压缩过程中的相间摩擦生热和变形。     

基于人地耦合系统的国土空间重塑

地理系统主要研究地球表层人与环境相互作用的机理,强调人地关系、自然和人文要素的综合,即人地耦合系统。地理系统在国土空间中的应用主要由地理决策、地理模拟、地理工程所组成,并且相互作用构成了地理治理。国土空间是自然与人类所共同实践的物质载体,人类被自然所塑造的程度并不亚于自身塑造自然的程度,以人地耦合系统为核心的地理系统理论成为国土空间规划与整治修复的理论基础。基于人地耦合系统的国土空间重塑最终以地理治理的形式反映在人类作用于自然环境的各种活动中。经过改革开放40年的发展,中国国土空间已基本形成了较为稳定的格局,形成了经济区、贫困区、小城镇为主的三种形态空间。中国的城镇化发展与发达国家有所不同,是城市化、城镇化、乡村化“三化耦合”并存的状态。必须重视泛第三极、环中国南海、东北亚—北极等以“一带一路”全球空间为基础的战略区域研究。基于人地耦合系统理论与国土空间价值均衡理论,国土空间重塑的基础科学问题是人地耦合系统演化机理与驱动机制。国土空间规划可以划分为三种类型：发展型规划、控制型规划和修复型规划。国土空间的保护与治理包括以土地利用为核心的国土空间全域整治,以生态文明为核心的国土空间系统修复,以社会和谐为核心的国土空间综合治理。人地耦合系统最终的发展目标是形成人类与自然相互作用的命运共同体。     

闽三角城市群自然资本损失评估

在快速城镇化进程中,城市群发展在促进区域经济竞争与合作的同时,也在一定程度上造成人地关系矛盾的加剧,生态系统服务水平下降。为了量化城镇化对自然资本产生的变动,揭示人类资源消耗过程对区域生态系统服务的影响机制,以快速城镇化的典型区域——闽三角城市群为例,运用能值分析方法与GIS技术,分析了2000-2015年闽三角城市群可更新资源时空演变特征,城镇化进程中生态环境价值演变规律以及土地转化过程中的自然资本损失。研究结果表明：（1）闽三角城市群可更新资源在时间上呈波动减小趋势,空间上自沿海区域向内陆区域逐渐升高;（2）高环境质量等级中城镇用地面积占比呈显著增加趋势,由0增加到10.63%,人类活动导致区域生态环境价值的损失逐渐上升;（3）城镇化过程中由于城市空间扩张,使部分自然用地与农业用地转化为城镇用地,转化过程造成的自然资本损失总量为1.27×10²² seJ,货币价值超过6.30×10⁹元。研究有助于完善城镇化影响下的生态环境效应研究,为城市群或区域生态环境管理与修复提供决策参考。     

天然气输送管道事故分析与防范

基于国内天然气输送管道西气东输、海气登陆、就近供应的现状,统计了2018年天然气事故,针对发生频率最高的输送管道事故,从事发省份、事发月份以及事发原因等方面进行初步分析,从完善各建设部门联合规划与信息共享机制、制定管道巡线方案和员工培训制度、提高天然气输送管道防腐检测能力以及规范天然气管道建设中承包商的HSE管理等角度提出防范措施,为预警预防国内天然气输送管道事故提供参考。     

环境水体中自由基的检测技术研究进展

自由基化学性质高度活泼,极易发生得失电子的氧化还原反应,是环境水体中降解污染物的重要因素。自由基的环境鉴定和分析对揭示环境污染物降解转化机制具有重要意义。但由于自由基环境浓度极低、反应活性高、寿命短,再加上复杂环境基质的干扰效应,使其环境分析一直是研究的重点和难点。而且,目前的研究主要针对一些已知的自由基展开,对未知自由基的识别和鉴定研究较为匮乏。在系统总结典型自由基检测方法及其应用现状的基础上,阐述不同检测方法的优点和缺点,重点探讨适用于环境水体中羟基自由基等典型自由基的检测方法,并提出自旋捕获结合质谱分析技术具有特异性和高灵敏性的优点,可同时检测天然水体中多种自由基,并能够识别和鉴定未知自由基,是未来的研究方向。     

某污染场地地下水中溶解性有机质组成特征及其自然衰减指示作用

溶解性有机质（DOM）影响着地下水中污染物的降解转化行为,其结构组成的变化可以反映外来污染物的迁移转化过程。以山东某污染场地地下水为研究对象,利用三维荧光光谱（EEM）、同步荧光光谱（SFS）和荧光区域体积积分法（FRI）分析研究区地下水DOM的组成及结构变化规律,并结合自然衰减能力评估方法——水文地球化学指标分析方法和微生物学分析方法探讨DOM光谱信息对地下水有机污染自然衰减效果的指示作用。结果表明：在地下水有机污染持续存在和长期的微生物作用下,地下水DOM中类腐殖质和类蛋白物质组分含量均增加,随着生物降解作用越来越强烈,DOM中类蛋白物质占比逐渐升高。基于FRI分区理论,提出可用特定荧光分区相对含量比〔P_(Ⅰ+Ⅱ)/P_Ⅴ〕,即类蛋白物质与类腐殖质物质的相对含量比,作为快速判断地下水有机污染自然衰减生物作用效果的代替表征指标,P_(Ⅰ+Ⅱ)/P_Ⅴ越大,表明自然衰减中的生物降解作用越强。

     

铈负载改性天然沸石催化臭氧氧化水中青霉素G

以改性天然沸石(NZ)为载体,采用等体积浸渍法制备Ce负载天然沸石催化剂(Ce-NZ),将其应用于催化臭氧氧化水中青霉素G(PCN)。比表面积(BET)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)表征结果表明,Ce-NZ催化剂保持了天然沸石的表面结构,CeO₂均匀负载在沸石载体的表面。Ce-NZ催化臭氧氧化水中PCN结果显示,催化剂具有良好的活性,在PCN初始浓度为50 mg/L,臭氧投加量为6 mg/min,反应时间为2 h时,4%Ce-NZ催化剂对PCN的去除率为31%,比单独臭氧氧化提高了22%。随着Ce负载量的增加,催化剂的催化活性提高有限,最佳Ce负载量为4%;溶液初始pH对反应有显著影响,提高溶液pH可以提高催化氧化效率;制备的Ce-NZ催化剂稳定性较好,重复使用10次后催化活性没有明显降低。     

自然通风排热量的近似计算法

采用“假设密闭绝热空间法”,计算工业厂房的自然通风排热量。实践证明,此方法是可行的。