系统动力学模型在吉林省水资源承载力的仿真应用

水资源短缺和水环境污染作为水资源危机的主要内容,在吉林省社会经济发展过程中广泛存在。对此,从人口、经济、生态、水资源和水环境等5个子系统,建立吉林省水资源承载力系统动力学模型,通过设计现状延续型、节约水量型、环境保护型、综合协调型4种情景,模拟2016-2025年吉林省水资源承载力。结果显示:现状延续型在水量和水质两要素均最差,为最劣方案;节水水量型和环境保护型分别在缓解水资源供需压力和改善水环境质量上有所建树,为非劣方案;综合协调型在水量和水质两要素均表现优异,为最优方案;2025年4种方案的水资源承载力排序为综合协调型>环境保护型>节约水量型>现状延续型。     

南方某矿区土壤镉污染及作物健康风险研究

为了评估南方某县土壤镉污染情况、量化当地不同作物镉含量并对不同人群健康风险进行评估，从该县3个镇采集135份土壤样本，入户采集128份自产大米样本，种植区采集7份脐橙样本，对其中镉含量进行测定。结果表明，3镇采集土壤样品镉超标率分别为41.67%、28.81%和21.62%，地累积指数计算得到该县68.9%的土壤样本受到不同程度的镉污染，大米镉含量超标率分别为48.57%、34.48%、8.82%。而脐橙果肉样品中镉含量较低，远低于0.05 mg·kg^-1。计算不同作物的危害商数（HQ）可得，食用自产大米的危害商数（HQ）值普遍大于1，风险较高，而食用脐橙果肉产生的健康风险低。种植脐橙具有一定的经济效益，且当地具有脐橙适宜的生长条件，故考虑在重污染区种植脐橙取代种植水稻。     

硬质海岸防护设施的生态效应与对策

虽然滨海地区占地球陆地面积不足4%，但沿海生境是全球最有价值的自然资源之一。世界上超过三分之一的人口生活在距海岸线100 km的范围内。气候变化和人类活动使得全球海岸侵蚀和风暴潮威胁加重。海岸防护可以有效抵御海岸侵蚀、风暴风险和海平面上升。本文概述了全球主要沿海国家和地区（欧盟、美国、中国）海岸硬化情况以及海岸硬化带来的生态效应。欧洲海岸线硬化比例为10%（2006年），美国海岸的硬化比例为14%（2015年），而中国海岸线的硬化比例近60%（2014年）。海岸硬化会引起滨海湿地重要物理、化学和生物过程的改变，生境丧失和破碎化，以及生物连通性的改变。增加硬化设施的结构复杂性或由混合型海岸代替传统硬化海岸可以减轻海岸硬化对滨海湿地生态系统的威胁，但对硬质海岸和混合型海岸的生态服务功能以及抵御风暴能力的评估还比较缺乏，有待进一步研究。     

农田土壤重金属污染特征、生态风险评价与来源分析

目前,我国经济与工业快速发展,农田土壤重金属污染问题日益严重。采用污染负荷指数(PLI)、潜在生态风险指数(RI)、相关性分析和聚类分析等方法研究新疆乌鲁木齐市周边农田土壤重金属污染现状、空间分布特征、潜在生态风险及其主要来源。结果表明,乌鲁木齐市周边农田土壤重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Hg含量的平均值均超过了新疆土壤背景值,特别是Cr和Zn的含量远超过新疆土壤背景值;乌鲁木齐市周边农田土壤属于轻度污染;乌鲁木齐市周边农田土壤重金属中Hg与Cd是最主要的生态风险因子,研究区生态风险预警指数呈现无警示状态。Cu、Cr、Hg、Ni、As的污染主要是由于污水灌溉,Pb和Cd的污染主要是由于煤矿开采,Zn的污染是由镀锌钢管大棚、机械制造及彩钢制造厂等所造成的。     

四种草本植物对城市非点源模拟雨水中镉的去除效果研究

采用盆栽实验,研究人工模拟雨水中镉污染物在四种草本植物中的富集及去除效果。本实验同时设定两种情景,即不同入口浓度和不同土壤介质情况下,分析测定了植物地上部分与地下部分镉含量及镉的去除率。结果表明:四种草本植物对人工模拟雨水中镉均有较好的去除效果,镉的平均去除率在89.76%~96.64%之间。四种草本植物对人工模拟雨水中镉污染物的去除能力为:早熟禾高羊茅地毯草黑麦草。四种草本植物对于不同浓度的人工模拟雨水中镉的去除率也不相同。当人工模拟雨水中镉的浓度为0.2mg/L时去除率较高并且去除效果稳定,当浓度为0.02mg/L时,去除率变化幅度大,去除效果相对低。对于同一种草本植物相同的入口浓度情况下,沙土Ⅰ为最佳土壤介质,具有较好的去除镉的能力。四种草本植物地上部分与地下部分的镉含量比值均小于1。四种草本植物对镉的总累积量最大的是黑麦草,36.46μg,最小的是地毯草,21.95μg。实验结果表明,植物体内累积的镉的含量与植物生物量呈正相关关系。该研究对于植物滞留系统结构优化具有一定的理论指导意义。     

水利水电工程边坡防护和植被恢复设计

为解决干热河谷区水利水电工程边坡防护和植被恢复的技术难点,本文选取位于大渡河流域的猴子岩水电站项目区某边坡作为研究对象,通过对该边坡的气候、土壤和植被的调查分析,制定出植被恢复的保水涵水、长效绿化基质、多样性植被三项关键技术,结合工程实践,开展了工期、坡面防护、保水涵水、土壤配方和植被群落的五项设计,并制定了详细的施工方案,为干热河谷区水利水电工程中的类似工程设计提供参考.     

黄河三角洲芦苇湿地恢复评价

水是湿地生态系统中最为敏感的环境因子,水资源的盈亏丰欠、质量品质、时空组合等将制约植被的空间布局、生态过程的顺畅运行与生态系统服务功能的正常发挥。为改善区域生态环境,于2002年开始通过对湿地水量的调节来实施湿地恢复工程,至2004年底恢复区湿地面积增至5023.7hm2。本文通过对恢复前后土壤水分、土壤盐碱化程度和湿地植被特征进行了试验分析。研究结果显示:土壤改良达到中、轻度盐化土水平,植被质量得到提高,生物多样性增加。因此,以恢复湿地水文条件为核心措施的湿地恢复模式具有可行性。     

UASB工艺处理高浓度Vc生产废水的试验研究

采用UASB反应器对高浓度Vc生产废水进行了实验室处理研究。试验结果表明:Vc废水的厌氧处理运行性能因水质不同而存在很大差异。转化母液的容积负荷在8kg COD.m-3d-1以下时,去除率基本稳定在65%以上。当负荷继续提高时,去除率会急剧下降并保持在50%左右。精制母液和提取母液的容积负荷在10kgCOD.m-3d-1时去除率仍能稳定在70%以上。这些表明当两套反应系统的容积负荷控制在一定范围时,UASB反应器可以有效去除大部分的有机污染物。同时也说明转化母液废水中存在相当数量的难生物降解化合物。GC/MS水质分析结果表明,其中含有大量10C以上的长直链或双苯环等结构的难生物降解物。系统中厌氧颗粒污泥的产甲烷活性随着反应器中污泥驯化的进行和负荷的增加而上升。     

基于地理信息系统的土地利用变化制图方法研究

论述了土地利用变化图绘制的一般过程。图例的设计和不同时期土地利用现状图的代数叠加运算是整个编制过程的关键。做图过程中应本着简单实用、形象达意和美观大方的原则进行。分别选取黄河小浪底水利枢纽库周1993和2000年TM遥感影像进行土地利用变化分析,编制出了建库前后的土地利用变化图,计算出了土地覆被变化的转移矩阵并对土地利用变化的结果进行分析。     

BTOPMC/SCAU分布式流域水文模型原理和系统设计

BTOPMC(block-wise use of TOPMODEL(TOPgraphic MODEL,基于地形的水文模型)with the Muskingum-Cunge method,分块应用TOPMODEL和马斯京根-康吉汇流方法)是一个具有较强物理基础的分布式流域水文模型,主要用于教学和流域研究,模型有待软件化,以便用于流域作业预报和水资源管理。该文采用多层架构体系设计了该模型的计算机系统,形成了BTOPMC/SCAU(south china agricultural university),系统由数据层、模型层、通信层、数据表达层和用户操作层组成,运行环境采用客户端/服务端模式。提供手动和自动2种参数率定模式,自动率定采用SCE-UA(shuffled complex evolution developed at university of arizona)全局最优算法,内置7种目标函数。采用Open MP(open multi-processing,开放式多处理)多核并发编程技术在产汇流模块实现了多核并行计算。系统为流域水文作业预报和水资源管理提供了精致的方法和简便工具。