生物炭作为土壤/填料改良剂的应用研究进展

归纳了生物炭的制备原料、方法;总结了部分生物炭的全碳和灰分含量与热解温度之间的对应关系以及随着热解温度的升高,不同来源的生物炭性质大致变化规律;综述了生物炭的土壤环境效应,对土壤中不同种类污染物质的净化机理以及作为改良剂在土壤修复、低影响开发(LID)中的应用进展。最后,探讨了目前该技术存在的不足,并对该技术未来的研究重点和方向进行展望。     

多沙粗沙区5流域水沙变化及其对人类活动的响应

基于多沙粗沙区皇甫川、孤山川、窟野河、秃尾河和无定河流域（5个流域）中各水文站1956~2012年逐月降雨、径流和输沙实测资料,对比了5个流域水沙情势,并定量分析了降水和人类活动对水沙变化的贡献率。结果表明,1956~2012年径流量、输沙量减少趋势明显,输沙量主要集中在汛期,占全年的96%,2000年以后,输沙量急剧减少;截止2010年,该地区实测水库总库容67 899.5×104m3,仅为原库容的62.8%,同时该地区建有淤地坝9 114座,是水沙量减少的另一重要因素;在黄土高原北部区域,水库、淤地坝、灌区引水和煤矿开采等人类活动对径流量和输沙量的减少作用明显,也是水沙减少的关键因素。     

考虑生态流量约束的三峡水库汛末提前蓄水方式研究

针对长江流域气候和水文变化、来水量的减少、生态环境的影响和上游大量兴建水利设施等因素导致既定的需水方案已经不能满足这个矛盾,以原三峡水库汛末蓄水调度方案为模型基础,综合考虑防洪、发电、航运、下游抗旱补水和生态需水量等约束条件构建多目标数学优化模型,提出了基于汛末蓄水方案调度规则的6套汛末提前蓄水方案。根据每个汛末提前蓄水方案在年平均蓄满率、末水位、发电量、弃水量等方面的比较,来确定最佳提前蓄水方案,并选取来水较枯的典型年进行验证。结果表明:优化后的汛末提前蓄水方案,既能够有效控制三峡水库防洪风险又能最大限度挖掘兴利效益,是常规调度和生态调度相结合的最佳蓄水方案。     

引汉济渭来水条件下西安市多水源联合调度

2020年引汉济渭调水工程即将引水进西安,西安市将形成多水源联合供水的局面,为此,提出了多水源联合调度的供水问题.通过对西安市区用水户和供水系统的分析,在确定了调度原则的基础上,构建了多水源联合调度仿真模型.根据西安市现有水源的供水规模,以及引汉济渭调水工程各受水区实际情况和调水量规划,为西安市假定了7种多水源联合调度方案,得出不同方案下多水源联合调度结果,水平年2020年,调水量为4×10~8 m~3时,比不调水新增供水量3.1×10~8 m~3,占总需水量的20.3%;调水量为4×10~8 m~3时,比调水量为2×108 m3时新增工业供水量1.77×10~8 m~3.结果表明,工程通水后可有效缓解西安市水资源短缺状况,同时在改善河道生态环境和保证水库灌区灌溉需水方面发挥重要作用.     

基于最小相对熵原理的区域投入产出直接消耗系数修订模型

投入产出理论是系统分析区域水资源、社会经济、生态环境复杂系统协调可持续发展的一个重要途径。以直接消耗系数由历史年份向现状年份过渡的部门投入消耗随机变量相对熵最小为优化目标,建立了基于最小相对熵原理的区域投入产出直接消耗系数修订模型,并在山东省14个产业部门开展了应用研究。研究结果表明,2007年山东省14个产业部门直接消耗系数计算值与实际值之间误差的标准差R与不等系数U分别为0.352 2和0.074 7,均小于基于二次规划原理的QP方法和国民经济预测的NAVE方法的计算结果。可见,直接消耗系数修订的熵优化模型既可以体现历史年份区域部门产出与投入消耗之间的依存关系,也可以反映现状年份部门经济技术水平的发展状况,可为进一步丰富和发展基于投入产出分析的区域水资源、社会经济、生态环境复杂系统协调发展的理论研究提供科学合理的指导依据。     

降水变化及人类活动对金钱河流域径流的影响

以秦岭南麓的金钱河流域为典型研究区,利用Mann-Kendall非参数统计检验方法、回归分析法、双累积曲线法等数理统计方法,分析金钱河流域径流和降水的年际变化特征,建立了降水年内变化参数的流域降水与径流关系模型;并基于水文模型的方法定量评估降水变化及人类活动对金钱河流域径流变化的影响。结果表明:金钱河流域的降水、径流变化呈现一致性;径流系数呈下降趋势;金钱河流域降水和径流突变点发生在1988-1989年左右;通过降水-径流关系模型计算,由人类活动引起径流减少的比率为51.67%,较高于降水变化的比率48.33%,是导致径流变化的主要原因。     

黄河上游梯级水库群调水调沙潜力初步研究

利用水库群开展水沙调控是解决黄河上游泥沙淤积的有效措施之一。以1956~2010年长系列来水、来沙资料为准,分析了黄河上游沙漠宽谷河段的水沙规律和调控时机,以龙羊峡、刘家峡水库(龙刘)为调控手段,在以水定电模式下建立黄河上游梯级水库群联合调度模型。在3种情景下求解模型可知:(1)黄河上游调水调沙14、30 d的最大需水量分别是32×10~8和67×10~8m~3;(2)定量给出了梯级水库群的调水调沙潜力,调水调沙14 d的周期为2年1次,调水调沙30 d的周期为3年1次;研究成果对黄河上游沙漠宽谷河段河道水沙调控以及梯级水库群科学调度具有重要的指导意义和应用价值。     

琴键堰不同堰高泄流特性的数值模拟

采用基于VOF自由面捕捉的全三维紊流数值模拟的方法,对琴键堰各个流量断面进行了泄流量的分析。通过比较五种不同堰高的琴键堰的泄流情况,分别从各个断面的流量所占的百分比、单宽流量和泄流效率等方面,得出了堰高对各断面的影响,从而得出了堰高越高泄流能力越强的结论,为今后的工程和研究提供参考。     

八水润西安工程中再生水利用探究

分析计算了"八水润西安"工程中再生水需水量,在此基础上,结合西安市"十二五"再生水处理设施运行能力与再生水管网建设规划,对"八水润西安"工程中湖池系统再生水需水量进行了分析计算。结果表明,湖池系统需水量由原来的6 261.58×104 m3/a减少到了4 512.58×104 m3/a,同时分析了加大再生水利用可产生1.65亿元/a的经济效益。     

泄水建筑物掺气坎射流空腔回水问题

掺气减蚀是使泄水建筑物免遭空蚀破坏的重要措施。空腔特性是影响掺气效果的重要因素之一,而空腔长度和空腔积水是反映掺气空腔特性的两个重要指标。为提高掺气减蚀效果,应避免掺气空腔出现严重积水,使水流在掺气空腔内充分掺气。影响掺气空腔积水的因素众多且复杂。总结了空腔积水计算方法及掺气坎体型、泄槽底坡、冲击角、挑坎高度、挑角和空腔负压对空腔积水的研究成果。提出了进一步的研究建议。