极端降水条件下海绵设施空间配置策略研究

气候变化导致极端天气频发,城市亟需提高韧性来适应极端天气的影响。本研究通过极端降水和普通降水事件的对比,研究不同海绵设施的空间配置(分散式、组团式、集中式)对雨水径流及入渗的影响。通过建立SWMM理想模型,模拟不同海绵设施空间配置的径流总量、入渗总量、入渗峰值和径流总量控制率的情况。结果表明：在海绵设施类型选择相同、面积相同时,分散式会随着降水量的增加,入渗总量和入渗延迟时间增加。组团式和集中式的入渗总量和入渗延迟时间基本不会因为雨量的增加而变化,但是两者的入渗时间会随着雨量的增加而延长。根据不同的地质条件和地下水的高低,能够对海绵城市规划中海绵设施类型的选择和空间配置方式提出一种科学的策略。     

应用光学相干断层成像技术探索膜蒸馏过程的研究进展

膜污染、膜结垢和膜润湿现象的发生是制约膜蒸馏(MD)实现规模化工业应用的主要阻碍.深刻揭示这些现象的演化机制在很大程度上需要推动新型表征方法的探索.光学相干断层成像技术(OCT)是一种新兴的、能够对各种膜分离过程进行非侵入性表征的技术.本综述在简要介绍OCT表征相关原理的基础上,旨在阐明如何利用基于OCT的技术对MD过程进行定性(例如污染层的可视化)和定量(例如污染层的原位结构测量)分析.除了评价应用OCT研究MD过程的优缺点外,本综述也为在水资源再生以及其他分离领域中设计高效的MD系统提供了实用和理论依据.     

基于云模型的深圳市降水时空分布研究

为研究深圳市降水的时空分布规律及演变特征,基于深圳市11个雨量观测站点1960年～2020年逐月降水数据,采用正向云发生器算法及多步式逆向云变换算法构建云模型,并结合趋势分析及突变检验等方法,定性及定量分析了深圳市的降水时空演变特征。结果表明：深圳市降水量年内存在6月和8月2个峰值,汛期降水离散程度高,6月稳定性最低;11月～次年2月降水量相近且较小,稳定性较高;年降水量总体上呈增加趋势;1992年为降水突变年,突变后的降水量增加,降水不均匀性增加,稳定性降低;年降水量在时间分布上更离散,更不稳定;深圳市降水量及降水不均匀性空间分布均从东南向西北递减,东部地区降水量最大,降水最不均匀,中部地区降水最为稳定。研究成果能为深圳市水资源管理、防洪排涝及气候变化研究提供科学参考。     

基于脱钩理论的区域产业节水目标研究——以广东省为例

合理制定区域不同产业的节水目标对于创建节水型城市具有重要意义。基于脱钩理论,以广东省为例,系统剖析了"十三五"期间2015-2017年全省21个地市各产业经济发展与水资源利用脱钩关系的空间差异。在此基础上,构建基于脱钩理论的节水目标计算模型,分别计算21个地市不同产业达到弱脱钩和强脱钩状态的节水目标。结果表明:2015-2017年广东省经济增长与水资源利用脱钩态势良好,但是各产业经济增长与水资源利用并未完全脱钩,且存在显著的空间差异,其中珠江三角洲地区第一产业经济增长未能实现与水资源利用脱钩,而粤东、粤西与粤北地区第二产业经济增长未能与水资源利用脱钩;实现各产业经济发展与水资源利用脱钩,不同城市不同产业的节水压力不同,第一产业节水压力最大的为珠海市,节水目标为15.64%～20.79%,第二产业节水压力最大的为肇庆市,节水目标为20.87%,第三产业中山市节水压力最大,节水目标为3.65%～12.83%。总体上,2015-2017年广东省实现了总体经济增长与水资源利用脱钩,但是局部地区产业经济用水效率仍有待提高,其中珠江三角洲地区第一产业用水水平偏低,粤东、粤西与粤北地区第二产业经济增长未能摆脱高耗水模式。提出的基于脱钩理论的节水目标计算模型能够为区域制定各产业节水目标提供参考。     

H2S对铝基固态胺吸附剂吸附CO2性能的干扰机制

H₂S杂质对固态胺吸附剂吸附CO₂性能的干扰机制还缺少全面研究。以Al₂O₃为载体负载聚乙烯亚胺(PEI)制备铝基固态胺吸附剂(PEI@Al₂O₃),系统探究了H₂S对其CO₂吸附容量、吸附速率和循环吸附性能的影响规律。结果表明：H₂S与CO₂共存时,会相互抢占吸附剂上的胺基活性位点,从而发生竞争性吸附,但在模拟沼气条件(40%CO₂+59.5%CH₄+0.5%H₂S)下,H₂S的吸附竞争力远小于CO₂,H₂S吸附被抑制,且二者的最佳吸附温度不一致,在CO₂最佳吸附温度下,PEI@Al₂O₃的CO₂吸附容量和循环稳定性均不受H₂S干...     

湿法回收废旧锂离子电池有价金属的研究进展

随着新能源汽车产业的发展,废旧锂离子电池数量急剧增加,从废旧锂离子电池中回收有价金属可有效缓解我国重要战略金属(Ni, Co, Mn, Li等)对外国的依赖度,解决废旧锂离子电池带来的资源浪费和环境污染问题.在众多回收技术中,湿法冶金回收被认为是目前最合适的回收技术.本文介绍了湿法回收技术的浸出工艺,对于不同类型的浸出剂进行了归纳总结,分析了各浸出剂的优缺点,其中采用“H₂SO₄+H₂O₂”体系回收有价金属,由于具有回收率高、反应速率快、不产生二次污染、对设备耐腐蚀性能要求低等优点,是现阶段公认的相对成熟的回收工艺.同时介绍了本课题组采用低共熔溶剂(DESs)浸出有价金属的最新研究进展,并提出未来废旧锂离子电池回收的研究方向和主攻重点.该文专为纪念和感谢陈清如院士为矿物加工,特别是干法选煤基础研究与技术开发所做的杰出贡献和终身成就而撰写,以此表达我们对陈清如院士的崇高敬意.     

纳米材料和技术在石油勘探开发领域的应用研究进展

纳米材料尺寸小、比表面积大,表现出特殊的力学、磁学、电学、热学、光学和化学性质,广泛应用于石油勘探开发的诸多方向。通过梳理纳米材料在描述地层参数、压裂过程、油田废水处理等几个方面的作用,总结了纳米材料在石油勘探开发重点领域的研究进展,展望其未来低成本化的研究趋势。纳米材料可以用作油气勘探开发过程中的新型传感器和智能机器人,进行数据监测、分析;可以作为钻井和压裂过程中的添加剂;制备纳米催化膜处理油田废水等。纳米材料的应用可解决部分现有石油开采的难题,提高非常规油气资源的采收率。参44     

基于MIKE SHE模型的华北平原水资源利用情景分析

气候变化和人类活动是影响流域水文循环和水资源可持续利用的两大驱动因素,在校准的MIKE SHE模型基础上考虑气候变化和人类活动的影响,设定8个情景对华北平原2009-2028年的水文循环及水资源利用进行预测。结果表明:考虑南水北调工程的情景在预测期末的地下水水位有较大程度(0. 06~1. 26 m)的恢复,预测期内华北平原水量总流入小于总流出会导致含水层储量的消耗和地下水的不可持续利用,但在适当情景下可以较大程度缓解这种不可持续性。气候变化对华北平原含水层储量有较大的影响:降水量减少5%,地下水储量将减少0. 27 m;降水量增加5%,地下水储量将增加0. 3 m。南水北调工程和农业节水措施的实施对华北平原地下水水位的恢复、缺水程度的缓解作用显著。     

黑河上游葫芦沟流域不同水体稳定同位素特征

以祁连山区黑河上游葫芦沟流域为研究区,确定了流域各水体的稳定同位素特征并分析了各水体间的水力联系。在此基础上,通过端元混合分析模型(EMMA)定量化了冻土活动层的水分来源。研究得出:葫芦沟流域大气降水线(LMWL)方程为δD=8.65δ~(18)O+22.82;河水蒸发线方程(LEL)为δD=5.92δ~(18)O+2.56,斜率与截距均比全球大气降水线(GMWL)与LMWL的小,表明河水经历了强烈的蒸发作用,且河水的δ~(18)O值从下游流域出口至上游源区逐渐降低,呈现明显的海拔效应(-0.46‰/100 m)。浅层地下水的蒸发线(LEL-S)的表达式为δD=7.69δ~(18)O+8.24,主要补给来源是降水,并排泄进河水;深层地下水的蒸发线(LEL-D)表达式为δD=6.09δ~(18)O+3.24,主要来源于古老水补给,也会接收现代水的补给。冻土活动层水分主要来源于降水(占比77.26%),其次来源于活动层季节性冰(占比22.74%)。     

北京市水环境现状及流域综合治理措施

从流域尺度研究北京市水环境时空特征,综合分析流域水环境现状.研究结果表明:北京市流域水环境质量时空异质性显著,上游流域地表水水质显著优于下游流域,地表水体流经中心城区后,水质开始恶化,表明中心城区仍是流域污染的主要来源.2018-2019年地表水水质类别月际间波动明显,表明地表水体并未持续改善,为陆域非点源和点源污染输...