济南市水资源环境与经济发展耦合关联性测度及前景预测

结合环境库兹涅茨曲线(EKC)与耦合关联度模型对济南市水资源环境与经济发展间的耦合作用机理进行定性与定量研究,并利用弹性预测法对二者间的发展前景作出预测。结果表明:2005—2017年间水资源环境与经济发展存在耦合关系,且现状条件下生活用水、排污量与经济发展的耦合作用要强于工业用水。此外,结合EKC走势和预测结果,引入潜在风险控制指标和重点监控指标的概念,其中生活COD、工业NH₃-N为潜在风险控制指标;重点监控指标分别为生活NH₃-N、生活废水排放量及工业、生活用水量。研究成果可为促进济南市经济增长与水资源环境协调发展提供依据。     

高铁酸钾预氧化对消毒副产物生成势的影响

为了有效控制氯化过程消毒副产物的生成,以苯胺（AN）作为目标污染物,探究了高铁酸钾（Fe(VI)）预氧化对后续氯化消毒过程中消毒副产物生成势的影响,并重点考察了Fe(VI)浓度、氯化pH、液氯浓度、氯化时间以及水质背景成分对消毒副产物生成势的影响。研究表明,高浓度Fe(VI)(150μmol/L)预氧化可有效减小各消毒副产物的生成势,氯化pH可以影响液氯的存在形式及消毒副产物的稳定性,从而对各消毒副产物的生成势产生不同的影响。消毒副产物的生成势受液氯浓度以及氯化时间的影响比较显著。在氯化工艺前耦合Fe(VI)预氧化工艺可明显降低天然水体中消毒副产物的生成势。     

钴锰共掺杂金属有机框架催化过一硫酸盐降解四环素的性能

【目的】制备高效固体催化剂,实现水中污染物四环素(tetracycline, TC)的高效降解。【方法】采用溶剂热法制备钴、锰共掺杂的金属有机框架化合物MIL-88B(Co-Mn),并用于催化过一硫酸盐去除水中TC,分别考察钴、锰不同物质的量比对催化剂性能的影响,进行实验条件优化。【结果】在催化剂Co(NO₃)₂·6H₂O和Mn(NO₃)₂·4H₂O的物质的量比为3∶2,反应体系pH为5,TC质量浓度为10 mg/L,催化剂质量浓度为20 mg/L,过一硫酸盐浓度为2 mmol/L,反应时间为60 min时,TC去除率可达94%以上;所制备的MIL-88B(Co-Mn)催化剂具有良好的循环利用性,经过4次循环,TC去除率仍大于90%。【结论】制备的MIL-88B(Co-Mn)是一种高效催化剂,在处理抗生素废水的过程中证明是可行的,能有效催化过一硫酸盐去除水中TC。     

以乙基紫为指示剂滴定法测定酸洗废液中盐酸浓度

采用传统酸碱滴定方法测定酸洗废液中的盐酸浓度,无掩蔽剂存在时,废液中铁离子和碱反应生成沉淀,干扰滴定反应;加入掩蔽剂后,如果指示剂不合适依然会判断不出滴定终点,导致测定结果不准确,进而会影响到后续酸洗废液的处理,造成不必要的资源浪费及环境伤害。因此找到一种合适的酸洗废液的盐酸浓度测定方法尤为重要。实验以乙基紫为指示剂,使用氢氧化钠标准溶液,采用滴定法对盐酸溶液、酸洗废液模拟溶液(w_HCI=15%、w_FeCI2=8%、w_FeCI3=1%)以及加入掩蔽剂后的酸洗废液模拟溶液中的盐酸浓度进行测定。通过分析、比较酸碱滴定曲线和滴定误差,探讨了Fe²⁺和Fe³⁺对该酸碱中和滴定的影响,探讨了乙基紫替代甲基橙作为指示剂采用滴定法测定酸洗废液模拟溶液中盐酸浓度的可行性。实验结果表明:加入掩蔽剂NH₄SCN和NaF后测定盐酸浓度,指示剂变色不再受铁离子影响,滴定终点时溶液由蓝色变为紫色,变化明显容易观察,此时溶液pH值在3.9左右,滴定误差为0.2%,小于酸碱滴定法中普遍使用的甲基橙指示剂的滴定误差。     

水系连通过程中土地利用与生态服务价值变化分析——以济南西部多水源连通交汇区为例

水系连通是水资源管理、水利建设的一项极其重要的内容。研究水系连通区的土地利用与生态服务价值变化具有重要意义。以济南西部多水源连通(黄河、长江、玉符河、小清河、玉清湖水库)交汇区为研究对象,基于遥感影像解译数据,定量分析1988-2014年研究区水系连通过程中土地利用转型及其对生态环境的影响。结果表明:1988-2014年,济西多水源连通交汇区林地、耕地和建设用地分别减少了7.76、3.26和4.77 km~2,水域和草地分别增加了9.77和6.03 km~2;研究区土地利用转型经历了以林地转化为主导和以耕地转化为主导的两个阶段,前一阶段土地利用的稳定性较差,后一阶段土地利用的稳定性有所提升; 1988-2014年,研究区生态服务价值由9.04×10~8元增至15.01×10~8元,说明当地生态质量不断提高,生态系统逐渐趋于复杂。济西湿地是研究区生态质量提高的关键,湿地的修复与建设既是水系连通的成果,又是水系连通的保障。     

基于指标优选和模糊综合优化模型的地下水质量评价研究

进行地下水质量评价时往往需要较多的水质指标,一方面增加了取样和检测成本,另一方面容易引起评价过程中的重复描述,导致评价结果失真。通过利用Pearson相关系数（相关性）和因子分析（主控性）对水质评价指标进行优选,在此基础上结合模糊综合优化模型对2017年寿光市枯水期地下水质量状况进行评价。结果表明：通过将模糊综合评价和可变模糊集耦合,能够很好地解决水质等级划分的不确定性和模糊性,其评价结果也更加准确合理;利用指标优选将7个原始水质指标优选为4个指标,不但能够有效减少数据冗余,而且能够充分保留原始指标的有效信息,并且具有更高的评价合理性;在此基础上,识别出研究区地下水污染的主控指标为硝酸盐、总硬度、锌和COD;研究区内的蔬菜种植区地下水污染较为严重,其主要超标因子为硝酸盐和总硬度,主要是氮肥的过度使用及地表污染物通过河流进入地下水体逐渐累积的结果。     

地铁建设对岩溶水渗流场影响的修复效果模拟

地铁工程因穿越岩溶含水层,易引起地下水渗流场发生变化,从而诱发工程及地质问题,为保护地下水环境,迫切需要一种简易且安全的疏导方案。为探讨地铁建设对地下水渗流场的影响,在总结研究区岩性结构及其水文地质特征的基础上,采用数值模拟方法模拟地铁车站建设前后及增加导流措施后地下水渗流场的变化,分析不同地质条件下地铁建设对地下水渗流场的影响并验证导流措施的修复能力。结果表明：研究区地铁车站地下水渗流结构可划分为土层夹卵砾石-岩浆岩孔隙-裂隙渗流双层结构(车站A)、土层夹卵砾石-灰岩孔隙-岩溶渗流结构(车站B)、土层夹碎石厚层单层孔隙渗流结构(车站C)3大类,地铁基坑建设对周边原有渗流场水动力条件的影响程度与地层结构密切相关。地铁车站的建设导致迎水面水位上升,背水面水位下降,车站A、车站B和车站C迎水面水位最大壅高分别为0.40、0.32和0.62 m;对地下水渗流场的影响范围与地质条件、车站数量以及车站建设方向与水流方向的夹角密切相关,总体上迎水面影响范围大于背水面。导流措施能最大程度恢复地下水渗流场,各车站地下水回落后的水位与天然水位的欧式贴近度均大于0.98。但导流措施布设的数量与位置同时受水...     

黄河中游流域极端降水与气温的关系

为研究黄河中游流域极端降水与气温间的关系,采用气温等距法分别提取了不同气温样方内75%、90%、95%、99%分位数下的极端降水阈值,进而分析了极端降水随气温变化的特性,并探究年极端降水事件数量的时空变化规律。结果表明,极端降水强度随气温上升呈峰型形态,峰值出现于16～18℃;在不同格点间,极端降水峰型形态的峰值差异性明显高于其峰值所对应气温的差异性;整体而言,1961～2019年,年极端降水事件数量在较高的气温区间(>16℃)和较低的气温区间(<16℃)内分别呈上升、下降趋势;黄河流域中游年极端降水事件数量在1961～2019年整体呈先下降后上升的趋势;黄河中游流域极端降水事件数量空间分布在不同百分位数间差异较小,整体上呈西多东少的现象;就年际变化趋势而言,极端降水事件数量在北部增多、南部减少。     

明渠输水流量不平衡量感知及水位超限预警方法研究

明渠中分水的不确定性变化时常引起输水进出口流量的不平衡现象.流量不平衡一般通过流量监测识别,但是对于无流量监测或者监测信息不准确情况,流量的偏差主要体现在水位的持续变化上.通过分析单位流量下的水位变化率,提出了在具有水位实测变化数据情况下,基于实时水位监测数据的流量不平衡识别方法,并通过分析不平衡流量下的水体蓄量变化趋...     

基于SWAT模型的气候变化对唐河上游径流影响研究

为研究降雨变化对唐河径流的影响,通过构建SWAT模型,设置3种情景方式,定量分析了气候变化对唐河上游流域径流变化情况,结果表明:(1)SWAT模型在唐河上游流域具有较好的适用性,可以通过SWAT模型对该流域进行径流模拟,模型率定期的ENS和R2分别为0.65和0.73,验证期分别为0.7和0.76,满足模型精度要求;(2)降雨量增加20%和10%时,月均径流对应增加了7.65m~3/s(8.9%)和4.37m~3/s(5.1%);降雨量减少20%和10%时,月均径流对应减少了5.2m~3/s(6.1%)和2.03m~3/s(2.4%),气温分别增加1℃和2℃时,流域月均径流分别减少0.73m~3/s(0.09%)和2.18m~3/s(2.5%),表明流域内的径流量变化与降雨量变化呈现正相关关系,与气温变化呈现负相关关系。通过预测唐河上游流域未来气候情景下径流量变化规律,可以给决策部门在未来水资源合理配置等方面提供科学的参考依据。