生态浮床中植物和基质对氮、磷的去除特性

为研究不同植物和基质对水体中NH₃-N、TP的去除特性，从而选取最佳材料构建生态浮床，实验拟合计算常绿鸢尾、水竹、黄菖蒲、灯芯草等4种植物对NH₃-N、TP的吸收动力学特性，研究砾石、蛭石、绿沸石、海绵铁等4种基质对NH₃-N、TP的等温吸附及动力学吸附特性。结果表明：黄菖蒲对NH3-N、TP的吸收效果最好，适合应用于生态浮床中；绿沸石和海绵铁对NH₃-N、TP的吸附效果最佳，适合作为浮床基质。     

湿地型生态岛植物适应性试验

为了掌握湿地型生态岛中植物的适应性,了解适宜生长的植物和适宜的生态岛类型,以昆山望山河为试验河道,构造了两种类型湿地型生态岛对水生植物的越冬情况、生态适应性和氮磷积累量进行了试验研究。结果表明:所选择的5种水生植物越冬发芽率从大到小依次为鸢尾与黄菖蒲(两者相同)、梭鱼草、水葱、香蒲;砾石+泥土基质的生态岛有利于植物的株高和根数增加以及植物生长和氮磷的积累,提高湿地系统去除氮磷的能力;植物适应性和净化潜力从大到小依次为梭鱼草、鸢尾、黄菖蒲、水葱;鸢尾和黄菖蒲在试验地区可常绿越冬,适宜于冬季的城市河道治理,景观效果较好。     

裁弯河道内生物栖息地改造及生态流量估算EI北大核心CSCD

为探讨砾石群布置对裁弯取直河道内生物栖息地的改造效果,并估算改造河段的生态流量,以江西金沙溪为研究区域,选取鲢鱼为研究对象,采用正交试验法和数值模拟方法,研究了最优砾石群的布置形式,并采用生物栖息地法估算了河道内生态流量。结果表明:流量对裁弯河道生物栖息地加权可用面积(WAU)的影响最大,砾石堆积体边长次之,堆积体间距最小,单体砾石边长20 m、砾石间距9 m为最优砾石群布置形式;在原河道平滩流量条件下,裁弯取直后河道内WAU较原河道减小约30%,布置最优砾石群后,裁弯河道内WAU较原河道增加20%,生物栖息地自然化改造效果明显,且不影响河道行洪能力;原河道基本生态流量为50 m^(3)/s,目标生态流量为718 m^(3)/s,改造后裁弯河道基本生态流量为218 m^(3)/s,目标生态流量为618 m^(3)/s。     

农村河道治理中的护坡材料及技术应用实例

针对当前国内农村河道治理中护坡材料及其应用方面存在的一些争议,从河流生态修复与护坡功能等角度,指出河道护坡由坡脚、河岸、堤坡3个基本要素构成,探讨了护坡生态构建的概念与内涵,归纳分析了国内外目前相对先进的护坡材料的类型、使用方法及适用范围,提出了复合型材料构建护坡生态功能的方法,并将河道护坡生态构建运用于不同区域农村河道工程实例。结果表明,河道护坡生态构建是对不同护坡材料的最优化组合和应用,可为农村河道综合治理提供理论和实践参考。     

人工湿地基质组合去除氨氮方案筛选及影响因素的动力学分析

采用等温吸附方程对6种基质吸附氨氮的能力进行筛选,并将效果较优的3种材料组合成人工湿地基质试样,通过筛选实验和不同因素影响下的动力学实验,得到不同组合基质的氨氮去除效果,分析不同温度、进水浓度和粒径下的动力学特征。结果表明:沸石、生物陶粒和石灰石质量比在3∶1∶1时除氨氮效果最优,吸附量达到283.814 mg/kg,去除率为94.61%。随着温度增高,氨氮吸附量减小。进水浓度的增加虽然可以增加吸附量,但会降低吸附效率。改变粒径对吸附量有一定影响,但并不显著。从相关系数来看,准二级比一级动力学能更好地模拟基质吸附氨氮的过程,在估算改变温度对平衡吸附量影响时,一级动力学估算更为准确,在改变进水浓度和粒径时,二级动力学较优。     

卵砾石生态河床对河流水质净化和生态修复的效果

为研究卵砾石生态河床在河流原位水质净化和生态修复中的效果,选择位于宜兴市大浦镇的林庄港作为试验河道进行原位观测,对比分析了卵砾石生态河床河段和自然河床河段中的生源要素变化规律和水生生物生长状况。试验结果表明:卵砾石生态河床河段对污染物质的截留效果明显好于自然河床河段,对氨氮和总磷的截留率可分别达到37%和25%,卵砾石生态河床的构建可显著提高河道的自净能力;卵砾石生态河床河段水生植被的生长密度和覆盖率均达到良好的水平,大型底栖无脊椎动物在敏感物种数、分类单元数和生物数量密度等方面均优于自然河段的;卵砾石生态河床为水生植物、底栖动物和附着生物等水生生物提供了适宜的栖息环境,对河流生态系统的健康起到了较好的改善作用。     

基于PHREEQC对载铁沸石去除氮、磷的机理研究

进行室内柱实验并利用地球化学模型PHREEQC模拟天然沸石及改性载铁沸石对水体中氮、磷的去除效果,预测对比天然沸石和载铁沸石去除氮、磷的长期性能。结果表明,在氮磷污染物共存条件下,载铁沸石能够同时且更有效地去除这2类污染物。载铁沸石主要通过离子交换和物理吸附去除氨氮污染物,而对磷酸盐污染物的去除主要通过铁氧化物的水合反应来实现的。模拟结果也表明,不同的pH和覆层材料厚度对载铁沸石去除氮磷的效果有很大的影响。     

固化／稳定化技术用于河道护岸生态设计的中试研究

针对河道护岸土壤基质松散而导致基础不稳定,以及底泥淤积等上海郊区河道存在的普遍问题,以上海市北潮塘100m河段为研究对象,基于固化稳定化技术进行了河道护岸生态设计,并进行了中试试验。根据河岸现状,以固化后的河道淤泥和边坡土壤作为主要建材,河道护岸设计从结构角度提出3种典型护岸设计模式,近岸处河床底部采用置石或建筑废料进行堆砌加固处理,达到稳定边坡土壤、美化边坡环境和恢复边坡自然生境的目标。同时,初步实验结果表明,与未建设河段相比,建设河段的主要水质指标均有一定程度下降,对TP的效果尤为明显,下降约70％,表明材料对磷具有较好的吸附效果。本研究可为城市河道治理中的环保疏浚和生态修复提供新思路。     

生态坡岸在城镇河道建设中的应用

总结了目前常用的生态岸坡材料及方法,并针对不同位置不同生态功能要求的河道,探讨其生态岸坡建设的不同设计方案,以达到既能满足河道坡岸的稳定性和安全性要求,又能充分发挥其保持水土、净化水体、景观美化的作用。     

污泥制取脱氮除磷材料的配比试验研究

以微波处理后城市污水厂污泥、天然沸石和水泥为原材料,不进行任何改性,探讨原材料的最佳配比,研制一种既具有脱氮除磷功能,又具备抗压强度,并可在水体中保持一定形态的低能耗环保合成材料.结果表明,水泥∶天然沸石∶污泥的质量比为1∶2∶0.05,水灰比为0.4,发泡剂∶水的体积比为1∶60时,合成材料的耐水性能良好,7d的抗压强度为5.8 MPa,满足用于净化水景、河道底部及驳岸生态混凝土的强度要求,对氮、磷去除效果良好,平衡吸附量分别为50、83.5 mg/kg,符合准二级动力学模型.     

人工湿地填料除砷效率及影响因素试验研究

人工湿地是净化含砷水体的重要途径之一,而填料是决定人工湿地除砷效果的关键因素。通过填料如砾石、锰砂、沸石和陶粒的理化性质的测定,以及各种填料的吸附动力学、吸附等温线和吸附影响因素试验,研究了填料的除砷性能及影响因素。结果表明:4种填料均能在24 h内达到吸附平衡,一级动力学方程和二级动力学方程能很好地拟合其吸附过程;锰砂、陶粒、沸石和砾石最大吸附容量依次为36.62,25.39,11.96,7.04 mg/kg,Freundlich方程能较好地拟合填料的等温吸附过程;在0.25~0.50 mm范围内,粒径对锰砂和陶粒吸附砷影响不显著;溶液中氨氮浓度在0.50~2.50 mg/L范围内几乎不影响填料对砷的吸附;当砷初始浓度低于0.4 mg/L时,磷酸盐在0.25~0.50 mg/L范围内对填料吸附砷的影响不显著;砷初始浓度高于0.4 mg/L时,随着磷酸盐浓度从0.25 mg/L增加至0.50 mg/L时,陶粒对砷的最大吸附量降低了2.57 mg/kg,对锰砂的吸附量降低了1.85 mg/kg。     

胶结人工砂石筑坝材料性能研究

胶凝砂砾石为一种环境友好材料,在我国筑坝实践中得到了大量应用。由于胶凝砂砾石坝主要应用于河床砂砾石料丰富的地区,使得胶凝砂砾石的推广受到一定的局限,对于缺少河床天然砂砾石工程,可用人工砂石来修建胶结人工砂石坝。研究了骨料破碎工艺、配合比设计中水胶比、水泥用量、粉煤灰掺量、砂率等参数的选取对材料性能的影响,并进行了坝型方案比较。研究结果表明:(1)人工砂石骨料的简易破碎方式,即锤式破碎机单机破碎不筛分,一次破碎后直接使用;(2)人工砂石强度较高,单机破碎后级配相对稳定,配置强度均匀,耐久性能均优于采用河床天然砂砾石配置的胶凝砂砾石;(3)云南那恒水库在方案论证阶段,进行了胶结人工砂石坝的技术经济比较,胶结人工砂石坝型投资较碾压混凝土坝节省约10%。胶结人工砂石坝拓展了筑坝材料的利用范围,对于无天然河床砂砾的地方筑坝提供了一种新的坝型选择。     

长江砂石料开采量初步分析

开采长江砂石料作建筑材料之用，已成为８０年代以来的新兴行业，砂石料开采用主要位于河床成型堆积体、弯道深槽和矶头冲刷坑下游堆积区、床沙输移区。砂石料的开采除了可能给防洪和航运安全带来不利影响外，对河道冲淤和河势也会带来重大影响，因此，应严格限制砂石开采区和开采量，长江上川江的卵石年开采最近期宜控制在２００万吨左右，中下游的砂石年开采量近期宜控制在５０００万吨以内。     

石屑人工砂及人工砂混凝土在惠州抽水蓄能电站工程的应用

在惠州抽水蓄能电站施工过程中,研究利用碎石系统的花岗岩石屑生产人工砂,并用于水道混凝土,取得成功。石屑生产人工砂14.53万m^3,各项品质指标合格,质量稳定;浇筑常态混凝土28.2万m^3,各项性能指标满足设计要求。与河砂混凝土相比,石屑人工砂混凝土含气量和泌水率较小,强度较高,单价较低,节省投资472万元。实践表明,利用石屑生产人工砂浇筑混凝土,既可避免河砂过度开采,节约资源,保护河堤,保护环境,又能节省投资。     

尼雅水库坝料动力特性研究及三维地震反应分析

为研究沥青混凝土心墙坝抗震能力,以新疆尼雅水库为例,利用大型三轴仪进行动模量阻尼比和永久变形试验,分析筑坝材料的动力特性,并采用等效线性黏-弹性模型和大工双曲线残余变形模型对坝体进行地震反应分析。结果表明:砂砾料和过渡料的最大动剪切模量比堆石料高4%～11%,而堆石料的最大阻尼比比砂砾料和过渡料高4%～14%;心墙沥青混凝土的最大动剪切模量随着围压和固结比的增大而增大;地震动力反应时,坝体各方向最大位移、加速度和最大永久变形均发生在坝顶处,且顺河向最大位移为0.042 m,最大加速度为4.98 m/s~2,坝体上下游土体顺河向可产生拉应力破坏,心墙最大永久变形发生在坝顶处,坝体的最大沉降比心墙高0.035 m,坝体与心墙协调变形能力较强。结果表明,尼雅沥青混凝土心墙坝"金包银"结构具有良好的抗震性能。     

Scaling Down Habitat Selection by Large River Fishes to Understand Patterns Relevant to Individuals

Modification and homogenization of habitat in large‐river ecosystems have led to the reduction of >50% of native fish species. Rehabilitating these complex ecosystems to recover fish populations requires an understanding of habitat availability and selection at multiple scales. Habitat selection by river fishes is typically assessed at the functional unit scale (100–10 000 m²). For example, in large, sand‐dominated rivers of the Central USA, alluvial islands are critical functional units for endangered sturgeon. Functional units, however, can be subdivided into mesohabitats (<100 m²), but very little is known about mesohabitat selection by large river fishes. We evaluated the mesohabitat selection of the federally endangered pallid sturgeon (Scaphirhynchus albus) and more abundant shovelnose sturgeon (Scaphirhynchus platorynchus) experimentally. We tested for selection among four common mesohabitat types that are nested within alluvial island complexes: (1) sand‐only substratum with no structure; (2) sand substratum with a sand dune structure; (3) sand substratum with simulated vegetation; and (4) a gravel‐only substratum. Sturgeon selected for the sand substratum, structureless mesohabitat, followed by the mesohabitat with a sand dune. Vegetated habitat retained less sturgeon than these two habitats but more than the gravel mesohabitat. Age‐0 pallid sturgeon and shovelnose sturgeon almost completely avoided gravel substrate, perhaps because of increased energetic costs associated with turbulent benthic flow. We posit that age‐0 sturgeon may prefer the sand and sand dune habitats over the vegetation and gravel habitats because flow may be more linear (or unidirectional) and predictable in these habitat types, whereas vegetation and gravel can create substantial benthic turbulence. Lastly, shovelnose sturgeon were on average denser in vegetated habitat than pallid sturgeon. Scaled to the population level, patterns revealed here could have implications for the macro‐distribution of both species. Restoration efforts may want to consider selection differences in the management of these two species and rehabilitation of riverine habitats. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

天然沸石基质在水处理工艺中的联合应用

自然界中广泛存在的天然沸石由于具有良好的吸附、阳离子交换性而被以不同形式应用在水处理中.本文介绍了天然沸石基质以不同形式与水处理工艺联用的现状.天然沸石可以填料形式用于构建人工湿地、生物滤池或污染河流的原位治理;也可以直接投加小颗粒或沸石粉末形式到活性污泥工艺中强化系统去除污染物的能力;此外,还可降低淹没式膜生物反应器中的膜污染.天然沸石基质与常规的水处理工艺联用,既可在利用现有设施的基础上提高处理效率,又可为污染物的去除提供新思路,同时有利于污泥的资源化利用.     

Pollutant removal efficiency of alternative filtration media in stormwater treatment.

Sorption experiments were used to assess the ability of various materials (sand, compost, packing wood, ash, zeolite, recycled glass and Enviro-media) to remove heavy metal contaminants typically found in stormwater. Compost was found to have the best physicochemical properties for sorption of metal ions (Cu, Zn and Pb) compared with sand, packing wood, ash, zeolite and Enviro-media. The compost sorption of these metal ions conformed to the linear form of the Langmuir adsorption equation with the Langmuir constants (q,) for Zn(ll) being 11.2 mg/g at pH 5. However, compost was also found to leach a high concentration of dissolved organic carbon (DOC, 4.31 mg/g), compared with the other tested materials. Various combinations of sand, compost and other materials were observed to have excellent heavy metal removal (75-96% of Zn and 90-93% of Cu), with minimal DOC leaching (0.0013-2.43 mg/g). The sorption efficiency of the different Enviro-media mixes showed that a combination of traditional (sand) and alternative materials can be used as an effective medium for the treatment of dissolved metal contaminants commonly found in stormwater. The application of using recycled organic materials and other waste materials (such as recycled glass) also provides added value to the products life cycle.     

高压喷射灌浆在加固砂砾石地基中的应用与研究

在砂砾石地基上修建低水头闸坝，采用高压喷射灌浆加固砂砾石地基是一项安全、有效的工程处理措施。重点论述了高压旋喷桩的设计、施工及检测方法的应用与研究。通过对检测成果的综合分析得知，将砂砾石作为建筑物地基．采用高压喷射整浆对松散地基进行加固处理，进而提高地基承载能力，其方法是可行的，能满足工程设计要求。     

砂卵砾石层作为混凝土面板堆石坝坝基探讨

目前在建的水布垭混凝土面板堆石坝最大坝高233 m,居世界首位.河床天然砂卵砾石层能否作为超高面板坝坝基是该工程的关键技术问题之一.超高面板坝利用砂卵砾石层作为大坝坝基国内尚无工程先例,天生桥(178 m)等高面板坝对砂卵砾石层都作了挖除处理.水布垭运用综合勘察手段,查清了砂卵砾石层地质结构特征、工程地质特性,认为砂卵砾石层经过强夯加固处理后,可以部分作为大坝坝基.水布垭工程利用砂卵砾石层作为超高面板坝坝基,取得了明显的经济和工程效益;同时将为其它高面板坝在坝基利用方面提供借鉴.