水资源分配模型及模拟求解技术

建立了以供水满足程度最大化为目标,供水系统的供水能力、输水系统的输水能力、用水系统的供需变化和非负约束为约束条件的水资源分配模型;提出了模型的模拟求解技术;最后以焦作市为例,求解了2020年规划年75%来水频率下焦作市水资源的分配量.计算结果满足用水户的要求,体现了水源的时空分配过程.     

壳聚糖-钒钛磁铁矿复合物制备及其对酸性橙染料的吸附研究

开发低廉高效的吸附剂处理染料废水引起人们的广泛关注,本实验以壳聚糖与天然易得钒钛磁铁矿为原料,采用溶胶-凝胶法制备壳聚糖-钒钛磁铁矿复合材料（CS-VTM）,研究了其对酸性橙废水的吸附行为,同时使用X射线衍射（XRD）对制备的CS-VTM进行表征分析。系统研究了CS-VTM投加量、温度及pH等对酸性橙染料吸附性能的影响。在酸性橙浓度为100 mg/L时,CS-VTM对酸性橙的吸附容量达到246.8 mg/g。吸附动力学更加符合拟二阶动力学模型,Langmuir等温线更好拟合实验数据。该复合材料在处理酸性橙染料时具备较好的吸附性能,为染料废水的处理提供新思路。     

中原城市群水资源系统转化关系及调配途径研究

针对水资源问题已严重阻碍了中原城市群的发展,基于水循环原理绘制了区域水资源系统单元节点关系图,分析了转化关系,计算了现状水平年2008年(实际来水条件)、规划水平年2020年(50％频率来水条件)和2030年(50％频率来水条件)的水资源系统转化水量,并指出当前水量转化导致诸多单元缺水,水资源分配极不合理,提出了解决单元缺水的水资源调配途径.该研究可为中原城市群经济社会可持续发展提供支撑,为解决一般区域缺水问题提供了应用范例.     

颍上闸汛前泄流量对淮河干流水质影响

针对淮河流域沙颍河因污染水体集中下泄导致淮河干流多次出现突发性的水污染事件,基于在沙颍河开展的实验工作,借助SMS软件中的RAM2和RAM4模块,对沙颍河下游的颍上闸到淮河干流鲁台子间的河段进行数值模拟,研究颍上闸下泄流量对淮河干流水质的影响。结果表明,根据颍上闸的水质合理地调整闸的下泄流量,能有效减少汛前颍上闸下泄水量而造成淮河干流突发性水污染事件的发生概率,从而为淮河流域开展闸坝防污调度提供技术支持。     

小型景观湖泊眉湖水质分析及富营养化评价

小型景观湖泊已成为城市生态景观的重要组成部分,但因自身特点决定了其易受人为因素影响而导致水质变差,甚至丧失景观水体的功能,因此有必要研究小型景观湖泊的水质状况及其富营养化程度的影响因素。以郑州大学眉湖为例,进行多次定期水环境监测试验,在分析水质指标的时空分布及变化规律的基础上,分别采用单指标评价法和综合营养状态指数法评价其水体的水质状况及富营养化程度。结果表明,CODCr、BOD5、TP、TN、NH3-N等主要污染物的浓度与禽类、鱼类和水生植物的分布密切相关,在监测时段内眉湖整体水质状况呈恶化趋势,从中营养状态变为轻富营养状态。最后,有针对性地提出了改善策略和保护措施,以期为小型景观湖泊的运行管理提供依据和参考。     

“双碳”目标下水资源行为调控研究框架及展望

针对“双碳”目标下水资源行为调控研究,构建了研究框架,主要包括“双碳”目标下水资源行为作用机理研究、量化研究、调控研究3方面内容;阐明了水资源行为与“双碳”目标的相互关系及作用机理、水资源行为对“双碳”目标作用函数确定及定量评估、面向“双碳”目标的水资源行为调控机制与定量描述3个关键问题,并介绍了这3个问题相应的研究方法;围绕上述内容,从水资源行为作用机理、定量评估、调控模型、应用实践4个方面展望了下一步的研究方向。     

碳基材料活化PMS降解新污染物研究进展

自然环境中新兴有机污染物（ECOs）的存在和去除引起广泛关注,如持续性有机污染物、抗生素、内分泌干扰物等对水生生物和人类产生存在潜在生态风险。过硫酸盐型高级氧化工艺因具有较强氧化降解污染物和选择去除特性,同时兼具广泛pH适应范围而受到广泛关注,而构建适宜的材料结构以实现过硫酸盐体系的高效活化是有效降解新污染物的关键。碳基材料因具有较丰富的官能团分布和结构稳定性,是高效活化过硫酸盐（PMS）的重要催化材料选择。本论文系统总结了可用于活化硫酸盐体系碳材料的结构特点及其活化机制,揭示了碳基材料活化PMS过程存在的自由基和非自由基途径,也对其在高活化效能和绿色环保应用方面的研究前景进行了展望。     

水资源与经济社会发展时空匹配特征量化分析

为系统分析和精准量化地级市水资源与经济社会发展匹配特征,选取水资源总量、用水量和人口、GDP、耕地面积等典型要素,提出同时运用基于基尼系数和基于数列的匹配度计算方法进行量化研究的思路,以沙颍河沿线10个地级市为例,定量分析了其2009—2018年水资源与经济社会发展的时空匹配关系。结果表明:两种方法能够同时从整体时间/空间和单个地级市/时段的角度对水资源和经济社会两系统要素的匹配问题进行全面研究;各地级市时间基尼系数存在些许差异,但不同要素匹配程度基本一致且结果均较好;除水资源总量-GDP、用水量-GDP的时间匹配度呈现低—高—低的演进态势,其他要素的匹配度随时间呈现波动变化趋势;空间基尼系数在时间尺度上变化幅度不大,但不同匹配要素之间差异显著;空间匹配度在时间上基本保持一致,部分地级市匹配结果较差,尤以郑州、南阳和驻马店的问题最为突出。     

古代水文化代表事件梳理及其对现代黄河治理的借鉴

作为我国经济命脉、能源基地和生态屏障,黄河流域哺育了中华大地万千生灵。建立堤坝、河水分流等举措对防治洪水、保障黄河长治久安发挥了重要作用。然而,受黄河泥沙淤积、河道高悬、河堤管理不善等问题影响,黄河“淤堵、决口、改道”等事件时有发生,导致百姓生命安全受到威胁,生产生活受到影响。先秦时期的围堵改疏导、隋唐五代的修复旧渠建新渠、明代开新河、清代建立政令管理水事等措施,为现代堤坝整修、河道疏浚、水资源调配等提供了宝贵经验。通过对古代水文化代表事件进行梳理,汲取先民治理黄河的历史经验,对现代黄河治理提供借鉴。     

沙颍河河南段水质变化及成因分析

沙颍河河南段是淮河污染最严重的一段,也是淮河治理工程的重中之重。本文选取最能反映沙颍河河南段污染情况的界首断面为代表断面,分析沙颍河河南段水质年内年际变化情况,并定性的分析了其主要影响因素。结果发现NH3-N和CODMn(高锰酸钾指数)是影响沙颍河河南段水质的主要指标,并且水质变化与小麦种植期、降雨、年内雨洪分布等因素关系密切,因此要在该区域大力发展生态农业,提高闸坝的科学调度水平以应对因暴雨带来的面源污染问题。