生物滞留系统植物筛选与综合评价

为科学筛选出生物滞留系统中能有效去除多种污染物的最佳植物,选取10种重庆市本土植物构建雨水生物滞留系统,以控制山地城市道路雨水径流污染;并采用反向传播动态神经网络(BP-DNN)技术构建了基于多目标污染物的综合评价模型,对所有生物滞留系统进行应用评价。结果表明:植物可有效去除有机物和营养物等多种污染物,但存在差异性;植被种类对COD的去除影响显著,其中,风车草去除效能最佳,而千屈菜最差;植物的栽种可有效提高系统对NH_4~+-N的去除率,但差异性并不显著,同时,部分植物能在一定程度上提高系统对NO_3~--N的去除,但不稳定;植物的栽种能有效提高系统的除氮性能,选用风车草时系统除氮性能最佳,TN去除率可达64.30%～86.82%,而植物的栽种对TSS和TP的去除无显著影响。在综合评价的10种植物中,风车草和美人蕉为生物滞留系统的最佳植物。     

川中丘陵区植被遥感动态监测及其驱动力分析

川中丘陵区是长江上游重要的生态屏障,也是国家退耕还林还草和天然林资源保护工程重点实施区。近年来,由于气候变化与人类活动的影响,该区植被覆盖及生态发生了较大变化。利用该地区2000～2015年MODIS NDVI数据、气象和土地利用数据以及研究区统计数据,采用最大值合成法(MVC)、趋势分析法和相关系数法,分析了川中丘陵区经国家生态工程建设后的植被动态变化特征,并探讨了气候变化和人类活动对植被覆盖的影响。研究结果表明:近15年,川中丘陵区植被呈增加的趋势,增速为5. 84/10 a(P0. 01);31. 58%的区域植被NDVI显著增加,主要分布在嘉陵江中游和岷江中下游,2. 90%的区域植被NDVI显著减少,主要分布在城市中心及周边;研究区植被对降水的敏感性较气温更强,22. 08%的区域面积NDVI与降水是呈显著相关的,仅7. 69%区域面积NDVI与气温是显著的;森林、灌木和草地的NDVI增加明显,各自增加比例超过60%,而建设用地和湿地是NDVI减少最明显的土地利用类型;退耕还林还草和天然林资源保护工程的建设,对川中丘陵区植被覆盖的增长起到了积极作用。     

长株潭城市群农业用地损失的动态模拟研究

对城市群发展过程中的农业用地损失进行动态模拟研究,有助于准确归纳其损失的趋势和机制,为农业用地保护规划的制定提供依据。以长株潭城市群为例,通过遥感影像图的收集与处理以及空间数据库、方格网系统、十二向玫瑰图和三维山丘图的构建,对城市群扩张和农业用地损失的过程进行动态模拟,通过离心模型归纳导致农业用地损失的动力机制,并对2020、2025年的农业用地损失情况进行预测。结果显示:城镇建成区扩张是长株潭城市群农业用地损失最主要的原因。伴随着城市群空间结构的演变,农业用地损失经历了"中心区主导—中心区与产业园区共同主导—连绵式损失"的过程。如不加以控制,至2025年,一个总面积达1 500 km~2,呈连绵状分布的超大型都市区将在长株潭城市群形成,现有中心城区、产业园区之间的农业用地将逐渐消失殆尽,从而造成难以弥补的环境损失。从空间规划上优化城市群的空间结构和发展方式,从政策法规上对侵占行为进行严格控制,是保护农业用地的关键所在。研究有望为我国城市群环境保护规划的制定提供方法论参考。     

福建武夷山观测样区两栖动物物种组成及种群动态变化

两栖动物是生物多样性观测的重要指示物种。2012—2018年,采用样线法观测了福建武夷山国家级自然保护区及周边地区的两栖动物物种组成及种群动态变化。观测样区共记录两栖动物2目8科24种,其中有12种仅见于保护区内,有7种仅见于保护区外,有5种在保护区内外均有记录。在观测季节(6—9月)内,保护区内两栖动物优势种为福建大头蛙(Limnonectes fujianensis)、黄岗臭蛙(Odorrana huanggangensis)和华南湍蛙(Amolops ricketti),保护区外优势种为泽陆蛙(Fejervarya multistriata)、饰纹姬蛙(Microhyla fissipes)和弹琴蛙(Nidirana adenopleura)。观测样区两栖动物的总体动态以及优势物种的种群动态均有明显变化,不同年度间基本保持稳定。     

响应曲面法优化微波修复二甲苯污染土壤工艺参数

目前土壤污染问题得到越来越多的关注,污染土壤修复技术的研究更加受到重视。通过单因素和响应曲面法优化实验,研究了含水率、处理量、辐照时间和微波功率对二甲苯去除效果的影响,并且对不同敏化剂的作用进行了实验研究。结果表明,微波功率、辐照时间和含水率对二甲苯的去除率均有显著影响。模型优化结果显示,微波修复二甲苯污染土壤的最佳工艺参数为:微波功率530W,辐照时间3.4min,含水率32%,去除率可达到79.75%,实验验证结果与预测值之间相对误差为1.89%。活性炭在反应过程中主要起吸附作用,粉煤灰的添加对二甲苯的去除有非常显著的作用,去除率最高可达到98.42%。     

油基岩屑热脱附处理工艺参数优化

为了探究热脱附装置降低能耗的方法,对新疆油田某井油基岩屑热脱附处理工艺参数进行了研究。结果表明:在残渣的含油率≤2%的标准下,当加热温度、停留时间、油基岩屑固相含量这3个关键因素变量分别为350～550℃、35～55 min、60%～90%时,油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率能达到标准要求;在以上条件下,以能耗为考核指标,通过响应曲面法研究发现,单因素变量的交互项均对能耗影响显著;将加热温度由550℃降低至430℃时,停留时间由45 min降至40 min,能耗可节约17.47%,残渣的含油率0.3%;通过调整热脱附工艺参数,可在油基岩屑热脱附处理后残渣的含油率达标的基础上,实现节能降耗。上述研究结果可为合理设置油基岩屑热脱附装置的运行工艺参数提供参考。     

双向地震作用对台阶型加筋边坡动力响应的影响

以我国西南部一实际工程为背景,分析了双向地震作用下台阶型加筋边坡的动力响应特点及规律。利用经过验证的PLAXIS有限元分析方法,首先在不同地震强度下,对比了水平及双向地震分别作用后加筋边坡的动力响应,然后研究了竖向地震的影响。结果表明,地震作用下,填土的塑性变形呈弥散型分布,随着竖向地震分量的增大,加筋土体横向变形增大,筋材内力提高,同时,竖向地震的震动压实作用使土体侧向围压提高,土体发生硬化,刚度增加,坡面横向位移减小;随着竖向地震分量进一步增大,土体硬化改变了边坡自振特性,在本研究地震激励下,加筋土体动力响应加剧,上坡有发生整体剪切破坏的趋势,并向外偏转,坡面横向位移增大。竖向地震对边坡动力响应的影响随地震强度的增大变得明显。     

基于前景理论的突发事件应急决策动态方法研究

针对突发事件事前——事中动态演化过程和在事前具有不确定性预测信息的特点,考虑到事前防灾、减灾应急预案的实施效果会对事中应急响应决策方案的制定和实施造成影响的问题,基于前景理论,提出一种事前——事中两阶段突发事件应急决策动态方法。首先,对事前——事中两阶段突发事件应急决策问题进行描述,并以区间数的形式表示相关决策信息;其次,给出事前——事中两阶段应急决策的动态参考点的设置方法;然后,基于前景理论的思想,计算突发事件事前——事中两阶段的不同情景的综合价值及方案成本价值,即定量化描述决策者针对不同情景的人员伤亡、财产损失和方案成本的综合心理感知;最后,通过对事前——事中两阶段不同情景权重的计算,得到备选应急决策方案的综合前景值,并依据综合前景值的大小对方案进行排序,以选出最优方案。     

UV-Fenton法处理聚醚废水研究

采用UV-Fenton法处理实际聚醚废水,并通过响应曲面法对UV-Fenton法的运行参数进行优化,以H2O2投加量、FeSO4·7H2O投加量和处理时间为自变量,以废水的COD去除率及出水氨氮浓度为响应值,进行中心组合实验设计。同时,采用气相色谱/质谱技术对UV-Fenton法处理前后废水中污染物进行分析和鉴定。结果表明:(1)最优参数条件为H2O2和COD质量比1.49、FeSO4·7H2O和H2O2质量比0.83、处理时间71min,此时COD去除率为62.3%,出水氨氮质量浓度为45.5mg/L。(2)模型的拟合程度较高,两个响应值方程的决定系数(R2)分别为0.986 4、0.961 6。(3)进水中主要污染物有37种,经UV-Fenton法处理后出水中降低至29种,总有机物丰度降低约93.4%。(4)UV-Fenton法对醚类、酯类或酰胺类大分子有机物具有显著的降解效果,可将其转化为短链的烃类及醇类物质。