黑龙江省主要排放源非故意产生多氯联苯的时空异质性分布特征

在确定黑龙江省非故意产生多氯联苯(UP-PCBs)主要排放源为水泥行业、钢铁烧结、炼焦工业及热电站(煤)的基础上,利用1949—2014年黑龙江省4类主要排放源UP-PCBs的排放量为111 538 g,约占全国总排放量的0.86%。UP-PCBs的总排放量与GDP值呈显著相关(R=0.980,P=0.000)。水泥行业、钢铁烧结及焦炭生产UP-PCBs排放均呈现由缓慢增加到快速增长,达到峰值后随之降低的波动趋势。2001—2014年UP-PCBs排放呈现较大的空间波动性,排放量增长率最低的城市为鹤岗(呈现负增长)、伊春、牡丹江和七台河;哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、大庆和绥化UP-PCBs排放对总排放量的贡献率超过5%。     

城市水系结构形态演变特征分析——以哈尔滨主城区为例

为研究哈尔滨主城区河网水系结构复杂性和水系连通性变化特征,本文根据哈尔滨主城区2006年和2015年的数据资料,从时间尺度和空间尺度采用Horton定律计算研究区域内10条沟、渠的水系结构参数。结果表明,从时间尺度分析,10年来,哈尔滨主城区河网水系结构复杂性降低,其中水系结构指标中的河网密度和水面率分别减少19.34%和39.31%;从空间尺度分析,间接与松花江相连的沟、渠和直接与其相连的沟、渠的结构复杂性相比,变化更为显著。采用水系连通性指标分别从时间和空间尺度对哈尔滨主城区水系连通性进行研究,经分析得出,2015年哈尔滨主城区水系连通性与2006年相比,结点数和河链数分别减少14.3%和18.9%;而空间尺度上,直接与松花江相连的沟、渠的结点数和河链数均大于间接与其相连的沟、渠。上述研究结果对今后哈尔滨主城区的规划设计具有一定的参考价值。     

利用 Free Search 算法推求作物水分 响应 Jensen 模型参数

依据最小二乘法原理推求作物水分响应模型参数时可能存在参数不合理、模型模拟精度尚可提升、试验处理少而难于估计模型参数等问题。针对这些问题,以Jensen模型参数推求为例,引入自由搜索(Free Search,FS)算法率定作物水分响应模型参数,将FS单个动物每步探查行走的位置向量作为参数的一组潜在解,利用FS算法的动物群体迁移行为推求一组最优参数,从而改善作物水分响应模型的适用性。三个实例研究结果表明:FS算法概念清晰,操作便捷,可以直接率定作物水分响应模型参数,不需转换作物水分响应模型的数学形式,能够有效避免参数出现负值或大于1等不合理现象,并提升作物水分响应模型的模拟精度;当难于采用线性回归方法时,可以考虑利用FS算法推求作物水分响应模型参数。     

松花江流域NPP时空演变及其对极端气候的响应机制

为探究全球气候变化条件下松花江流域陆地生态系统健康程度的变化特征,基于2000—2020年MODIS MOD17A3HGF数据集,采用趋势分析、相关性分析、M-K检验、地理探测器和相对重要性分析等方法,结合气象站点数据和土地利用数据,分析植被净初级生产力（net primary productivity,NPP）时空演变特征及其对极端气候事件的响应机制。结果表明：松花江流域年均NPP值为407.45g/m2（以C计,下同）,以年均4.82g/m2的速率显著上升（p<0.01）;极端降水事件对植被NPP空间分异性的影响强于极端气温事件,极端气候指数间交互作用的影响大于单一极端气候指数的影响,流域及农田和草地生态系统NPP主要受总降水量（PRCPTOT）与年平均最低气温（TMIN）交互作用的影响,森林、湿地和聚落生态系统NPP分别受中雨日数（R10mm）与年平均最高气温（TMAX）交互作用、强降水量（R95P）与TMIN交互作用和 R10mm与暖夜日数（TN90P）交互作用的影响;时间尺度上PRCPTOT、TMAX和TMIN是植被NPP的主要影响因素,空间尺度上PRCPTOT和TMIN是多年平均NPP的主要影响因素。研究结果可为量化气候变化背景下区域生态系统健康程度和应对极端气候事件措施的制定提供科学依据。     

黑龙江省长岗灌区水稻控制灌溉精准管理模式

针对灌区尺度推广水稻控制灌溉技术过程中存在的失时灌溉、无序灌溉、深水灌溉、重复灌溉、搭车灌溉、遗漏灌溉、滞后灌溉等问题,分析总结了黑龙江省兰西县长岗灌区探索的水稻控制灌溉精准管理模式在解决这些问题时的成功经验。该模式可以实现田间尺度的水稻控制灌溉试验研究成果与灌区尺度的水稻控制灌溉技术推广的有效衔接,能够充分发挥灌区工程节水、技术节水和管理节水的综合优势,在保证水稻适时适量灌溉的同时,提高灌区灌溉水利用效率,达到灌区节水效益最大化。     

尾矿库三维渗流模拟及排渗设施对渗流场影响

为分析排渗管和坝高对尾矿坝浸润线的影响程度,采用数值模拟方法对尾矿库不同工况下浸润线位置 进行研究。 采用 Midas-GTS 软件渗流分析模块对尾矿坝在增设排渗管前后、不同坝高、不同运行水位工况下渗流场分 布进行数值模拟,计算得出不同工况下浸润线位置。 结果表明:增设排渗管后,浸润线与实测浸润线耦合较好,相对误 差在合理范围内;坝高 100 m 时,每隔 7 m 高程差布设排渗管的方案可有效控制坝体内浸润线的埋深和分布,防止发 生渗透破坏,使尾矿库安全运行。 本次研究考虑了尾矿库的复杂性及排渗管对渗流场的直接影响,为尾矿库三维渗 流安全分析提供了一定的参考依据。     

层状双金属氢氧化物的构筑及其处理水体中抗生素的研究进展

层状双金属氢氧化物（LDHs）作为具有结构独特、性能优良等优势的功能材料,具有层间阴离子易与周围环境进行交换、层板间高度可控且活性位点丰富等特点,因而在环境净化领域具有极大的应用潜力。本文系统梳理了LDHs的结构特点,介绍了LDHs及其复合材料的合成方法,从阴离子的种类、金属摩尔比、反应温度和时间方面,总结了不同合成工艺条件对LDHs性能的影响;综述了LDHs及其复合材料应用于去除水体中抗生素的研究进展,系统分析了LDHs性能和去除抗生素作用机制的相互关系,并重点介绍了吸附法、催化法以及膜分离法去除抗生素的作用机制;最后指出了目前已有研究中存在的问题,并对开发新型LDHs应用于去除水体中抗生素的研究前景进行了展望,提出了探明LDHs构筑过程的真实结构及构筑规律,以及构筑具备去除多种抗生素类污染物的新型LDHs,这是该领域未来研究的主要发展方向。     

基于熵权G1法的水匮乏指数计算新方法及应用研究

水匮乏指数较客观地反映了水的紧缺程度与社会经济发展之间的密切关系。以往在计算水匮乏指数过程中确定权重时,常采用的是等权法。而实际情况是各指标的权重应该根据其重要程度不同而有所差别。针对这一问题,提出基于熵权G1法的水匮乏指数计算新方法,并对该方法进行了实证研究。新方法考虑了各个分指标重要性程度的区别,弥补了等权法的缺点和不足,使计算结果更加客观合理。最后,以黑龙江省2009~2011年的水匮乏指数为研究对象对该模型进行了应用研究。     

基于遗传2神经网络的实时水质预测模型

基于高频水质在线监测数据, 结合遗传算法和神经网络模型, 建立基于遗传-神经网络( Improved Genetic Algorithm-Back Propagation Neural Network, IGA2BPNN) 的河流水质预测模型, 实现对河流水质的实时预测预警。 将该方法应用于美国波托马克河流中, 对其水质参数浊度( TURB) 和电导率( SC) 进行实时预测, 并对预测结果进行 性能分析, 以验证基于 IGA2BPNN 的河流水质预测模型的准确性与可靠性。与 BPNN 模型的水质预测结果进行对 比分析, 结果表明: IGA2BPNN 模型对水质参数 TURB 和 SC 有更准确的预测效果。同时, IGA2BPNN 模型对正常 平稳条件下的水质参数 TURB 和 SC 预测结果的区间覆盖率 PICP 分别为 99.81% 和 100% , 预测结果具有一定的 可靠性。IGA2BPNN 水质预测模型可以有效地识别长时间的水质异常或瞬时显著的水质变化情况, 可实现对河流 水质的风险预警, 最终可为河流突发水污染的应急处置措施的制定提供科学依据。     

城西试验流域水文特性及水文过程模拟

水文试验是认识水文规律的重要基础工作。根据我国东部低山丘陵区城西试验流域的实测资料,分析不同尺度降雨径流之间的响应关系,再利用新安江流域水文模型进行径流模拟,进一步探讨该模型在我国东部低山丘陵区的适用性。结果表明:在试验流域空间尺度(几十平方公里)的暴雨洪水过程中,洪水峰现时间一般滞后雨峰3～4 h;场次和月尺度上的降雨径流具有较好的正相关关系;在日尺度上,降雨径流关系散乱,以10和70 mm降雨量为阈值呈U型分布; 3种时间尺度上,径流均受到前期退水过程的影响,其中,时间尺度越短,受前期退水过程的影响越显著;新安江流域水文模型在我国东部低山丘陵区具有较好的水文模拟能力,且月尺度水文过程的模拟效果优于日尺度,对天然流域的模拟效果优于人类活动扰动的流域。