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考虑雨水口堵塞及处置效果的城市内涝模拟

南水北调与水利科技(中英文) 2025年

作者：王子源蔡敏廖卫红黄浩成杨丘河海大学水文水资源学院中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室福州市城区水系联排联调中心合肥工业大学管理学院厦门大学环境与生态学院

雨水口堵塞是城市洪涝灾害的主要原因之一。雨水口堵塞情况及人为清淤过程又不断发生变化，本文构建了一个可以考虑雨水口堵塞与人工处置措施的动态排水模型，以福州市新权南路易涝区为例，分析了不同降雨及不同堵塞程度CR情景下的积水... 详细信息

雨水口堵塞是城市洪涝灾害的主要原因之一。雨水口堵塞情况及人为清淤过程又不断发生变化，本文构建了一个可以考虑雨水口堵塞与人工处置措施的动态排水模型，以福州市新权南路易涝区为例，分析了不同降雨及不同堵塞程度CR情景下的积水风险。结果表明：随着降雨量级的增大，雨水口堵塞对区域排水性能的影响逐渐减小，从P=1a到P=50a雨水口堵塞导致的积水体积增加量分别为87.87%、61.30%、53.06%、43.67%、37.61%；随着CR的增加，积水的增加量呈现出“S”形曲线变化趋势，堵塞对排水系统性能的影响先平缓增加，后迅速增加，最后趋于稳定；通过滚动内涝预测可以确定人工处置的最晚响应时间，及时清理雨水口可以有效抑制积水的增长及减少淹没时间。在完全堵塞情况下，人工清理滞后1h和2h分别使淹没时间增加了20min和55min。本文建立的动态排水模型能够准确评估雨水口堵塞对区域排水系统性能的影响，为雨水口堵塞情况下的内涝预测及应急处置提供了解决思路。

关键词：城市内涝雨水口堵塞人工处置数值模拟机理模型

给水管网颗粒物对消毒副产物的芬顿催化去除机制

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环境工程学报 2025年

作者：李鹏鲁庄媛张克峰石宝友中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室中国科学院大学山东建筑大学市政与环境工程学院

给水管网中以铁颗粒物为代表的颗粒物通常被视为致浊致色的污染物，本研究以铁颗粒物作为催化剂“以废治废”进行“黄水”处理净化，探究其对水中消毒副产物的降解净化效能。结果表明，管网颗粒物非均相催化对三卤甲烷和卤乙腈去除率分... 详细信息

给水管网中以铁颗粒物为代表的颗粒物通常被视为致浊致色的污染物，本研究以铁颗粒物作为催化剂“以废治废”进行“黄水”处理净化，探究其对水中消毒副产物的降解净化效能。结果表明，管网颗粒物非均相催化对三卤甲烷和卤乙腈去除率分别为51.8%和47.6%，对卤乙酸去除效果不明显。基于上述三种消毒副产物的细胞毒性降低了81.07%、遗传毒性降低了30.46%。管垢占比最多的两种晶体分别是磁赤铁矿和针铁矿，分别为25%和23%，是发挥催化作用的关键组分。管垢颗粒物的破碎会向水中释放腐殖酸有机物，阻碍颗粒物团聚，有助于提升催化活性位点。由此可见，管网颗粒物芬顿能够有效降解DBPs、降低毒性风险，为给水管网“黄水”颗粒物芬顿反应削弱水质毒性风险提供了新思路。

关键词：给水管网管垢黄水消毒副产物

ZIF-67/g-C3N4室温活化过硫酸盐高效降解亚甲基蓝

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化工新型材料 2025年

作者：刘冬梅李喆周星辰赵贵连徐杰姜淮莉南京师范大学中北学院生命科学与环境工程学院南京师范大学中北学院环境生物技术研究中心

沸石咪唑骨架材料ZIF-67与石墨相氮化碳(g-C3N4)形成的复合材料具有一定的催化活性。为了进一步提升其活化过硫酸盐降解亚甲基蓝（MB）的性能，在复合过程中加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）合成新复合材料ZIF-67/g-C3N4。通过傅立叶... 详细信息

沸石咪唑骨架材料ZIF-67与石墨相氮化碳(g-C3N4)形成的复合材料具有一定的催化活性。为了进一步提升其活化过硫酸盐降解亚甲基蓝（MB）的性能，在复合过程中加入十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）合成新复合材料ZIF-67/g-C3N4。通过傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、场发射扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）和比表面分析仪（BET）对材料进行表征。结果表明：ZIF-67/g-C3N4结构和形貌相较于ZIF-67发生较大变化，最可几孔径从2.58nm增至4.17nm，活性位点的结合能数值减小0.32eV。当MB浓度为20mg/L，降解温度25℃，pH为7，复合材料投加量为0.1g/L时，PMS浓度为0.3g/L，反应10min后MB的降解率高达99.2%。其降解过程符合准一级动力学模型且催化剂具有良好的稳定性和可回收性。

关键词： ZIF-67 g-C N ZIF-67/g-C N 过硫酸盐亚甲基蓝

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中国东部沙地温带稀树草原的分布与制图

中国科学:地球科学 2025年第1期 126-140页

作者：李晓雅王锋段涛杨凯捷杨斌王春梅田昕卢琦中国林业科学研究院生态保护与修复研究所中国林业科学研究院荒漠化研究所三北工程研究院生态环境部卫星环境应用中心中国科学院微电子研究所中国科学院空天信息创新研究院中国林业科学研究院资源信息研究所

稀树草原广泛分布于全球各个区域,对调节陆地净初级生产力和陆地碳循环至关重要.由于稀树草原树草混合分布使其具有较高的空间异质性,当前的全球土地覆盖分类图多将其划分为森林或草原.中国温带稀树草原覆盖面积广泛,但缺乏对其空间格... 详细信息

稀树草原广泛分布于全球各个区域,对调节陆地净初级生产力和陆地碳循环至关重要.由于稀树草原树草混合分布使其具有较高的空间异质性,当前的全球土地覆盖分类图多将其划分为森林或草原.中国温带稀树草原覆盖面积广泛,但缺乏对其空间格局和面积的认识.本研究基于中国温带稀树草原植被结构特征,参考联合国粮食及农业组织对稀树草原的定义,发展了一套融合无人机和卫星两种数据源的温带稀树草原的遥感制图新方法.利用覆盖主要稀树草原类型总面积1818ha的无人机高分辨率图像构建训练和验证数据集,集成分类和回归树算法与随机森林算法,估算了稀树草原上木本和草本植物的覆盖度,绘制了最小识别面积为0.5ha的中国东部科尔沁和浑善达克沙地温带稀树草原分布图.结果表明,新方法对稀树草原上木本和草本植物覆盖度估算均方根误差分别为10.69%和11.67%,决定系数分别为0.66和0.63.中国东部沙地温带稀树草原分布图精度评估Kappa系数为0.70,总体精度为0.88,平均精度为0.85,表明分布图具有较高的识别精度.中国东部沙地温带稀树草原集中分布于科尔沁沙地北部、浑善达克沙地中东部和大兴安岭南麓山地向平原过渡的区域,总面积为3.27×106ha.区域稀树草原类型主要为榆树稀树草原、栎树/槭树稀树草原和灌丛稀树草原.榆树稀树草原广泛分布于浑善达克沙地、科尔沁沙地东部和北部,呈条带状与流动沙丘相间分布;槭树/栎树稀树草原主要分布于科尔沁沙地北部,生长于低山丘陵;面积最大的温带稀树草原类型为灌丛稀树草原,主要分布于浑善达克沙地西部、科尔沁沙地中部和西部.本研究绘制了中国东部科尔沁、浑善达克沙地温带稀树草原空间分布图,提供了两大沙地温带稀树草原地理分布和面积的精确信息.数据成果可支撑中国温带稀树草原生态系统保护和利用、东部沙地荒漠化防治和生态系统恢复等相关科学研究和保护政策制定.研究方法为全球尺度稀树草原精细分类制图及稀树草原动态变化分析提供了新思路.

关键词：温带稀树草原无人机高分卫星木本植物覆盖度草本植物覆盖度机器学习

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降水形态转变及其影响研究进展与展望

中国科学:地球科学 2025年

作者：李雪梅车涛唐源隆段焕娥王桂钢张旭杨传明吴俊张悦李兰海兰州交通大学测绘与地理信息学院地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心甘肃省测绘科学与技术重点实验室中国科学院西北生态环境资源研究院中国科学院黑河遥感试验研究站冰冻圈科学与冻土工程重点实验室中国科学院新疆生态与地理研究所新疆干旱区水循环与水利用重点实验室天山积雪雪崩新疆野外科学观测研究站

降水包括降雨、降雪、雨夹雪、冰雹等多种形态.降水形态转变以及降水总量、强度和频率等的变化对区域气候、水文、生态、地气系统能量平衡等有着重要影响.近百年来,降水形态观测、判别、转变及其影响等方面取得了一定进展,主要包括:20世... 详细信息

降水包括降雨、降雪、雨夹雪、冰雹等多种形态.降水形态转变以及降水总量、强度和频率等的变化对区域气候、水文、生态、地气系统能量平衡等有着重要影响.近百年来,降水形态观测、判别、转变及其影响等方面取得了一定进展,主要包括:20世纪80年代以来,降水形态观测、形成机制及其预测研究逐步受到重视并形成一定规模,利用新探测理论和方法估测不同降水形态成为研究重点,气层位势厚度阈值法、特征层温度阈值法和近地表气温阈值法等多种判别方法或方案陆续产生,同时针对多种方法或方案的判别精度对比和适用性评估亦同步展开.近年来,受全球气候变暖和人类活动增强等影响,北半球中高纬度地区冷季固液降水转变(Shift of Precipitation from Solid to Liquid, SPSL)明显,进而增加雪面降雨(Rain On Snow, ROS)事件和雪崩灾害发生频率,影响春季积雪消融速度、强度和时间,加速海冰和冰川消融,促进冻土碳释放,改变生态系统土壤湿度、生产力和物候特征,从而影响其格局、进程、质量和服务功能等.尽管降水形态相关研究已取得以上阶段性成果,但在基础数据的完备性、判别方案的可靠性、SPSL与其他要素或系统相互作用的机理性方面尚有巨大研究潜力.降水形态转变及其影响研究将在全球气候变化影响评估、水循环过程、水资源管理、冰雪过程、冰雪灾害、冻土碳排放和生态系统安全等研究中产生越来越重要的作用.

关键词：降水形态固液降水转变(SPSL) 气候变化水循环过程冰雪过程冰雪灾害冻土碳排放生态系统

双碳目标下废弃矿井绿色低碳多能互补体系建设思考

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煤炭学报 2022年第6期47卷 2131-2139页

作者：袁亮张通张庆贺江丙友吕鑫李姗姗付强安徽理工大学安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽合肥230031

双碳战略目标下煤炭行业高质量发展迎来新的机遇与挑战,充分释放废弃矿井负碳增能潜力,创新风、光、水、热等新能源开发利用耦合新型物化储能协同发展模式,推进绿色循环低碳能源体系稳定发展。应对清洁能源稳定供给与煤炭工业净零发展挑... 详细信息

双碳战略目标下煤炭行业高质量发展迎来新的机遇与挑战,充分释放废弃矿井负碳增能潜力,创新风、光、水、热等新能源开发利用耦合新型物化储能协同发展模式,推进绿色循环低碳能源体系稳定发展。应对清洁能源稳定供给与煤炭工业净零发展挑战,提出废弃矿井绿色低碳多能互补体系,集成全息地质结构重构、多种能源融合、物化联合储能、碳固结利用、多网智慧调控、智能应急救援的产-储-固智慧新型负碳绿色能源供储体系,以地表地下联合空间为载体,多源数据融合数字孪生技术为支撑,风险智能判识预警与灾害应急救援为保障,实现废弃矿区多维度分级分类分区域联动清洁能源生产、储备、供给与碳捕集、封存、利用。凝练了废弃矿井绿色低碳多能互补体系发展面临的数字工程地质、多场时空耦合演化、功能地层空间维稳、风险超前精准预警和智能应急抢修救援等5个关键科学问题,提出了数字孪生工程原态场景、工程扰动多场耦合灾变演化、创新多能互补技术体系、CO_(2)工程封存与生态碳汇、分布式智能电网建设、数字风险预警系统和应急救援技术装备等7个主要研究方向,将为实现清洁能源稳续供给、碳永久封存、能-碳平衡循环发展,保障国家能源安全与经济社会高质量发展提供新途径。

关键词：废弃矿井清洁能源物化储能生态工程固碳智能网络

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再论废弃矿井利用面临的科学问题与对策

煤炭学报 2021年第1期46卷 16-24页

作者：袁亮杨科安徽理工大学安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽合肥230031

在经济发展新常态和供给侧改革背景下,关闭/废弃矿井数量逐年增多,仍遗留大量可开发利用资源,开展关闭/废弃矿井资源开发利用意义重大。目前,相关研究工作仍相对滞后,难以系统解决遗留能源资源及地下空间开发利用等方面存在的科学问题... 详细信息

在经济发展新常态和供给侧改革背景下,关闭/废弃矿井数量逐年增多,仍遗留大量可开发利用资源,开展关闭/废弃矿井资源开发利用意义重大。目前,相关研究工作仍相对滞后,难以系统解决遗留能源资源及地下空间开发利用等方面存在的科学问题和技术瓶颈。基于山西省关闭/废弃矿井资源禀赋与开发现状分析,结合关闭/废弃矿井遗留煤炭地下气化、遗留煤层气地面抽采、地下空间储能储物等重大需求,亟需研究关闭/废弃矿井能源资源协同综合利用评价方法、固-液-气及应力-位移-渗流-温度等多相多场动态演化机制、复杂遗留空间煤层气运移规律与储集成藏机理、复杂岩体多场耦合作用机理及稳定性控制等4个关键科学问题,攻克关闭/废弃矿井能源资源协同利用安全与风险评价技术、遗留煤炭地下气化炉构建及气化工艺、遗留煤层气资源地面抽采与利用、地下储库(储水、储油、储气等)库容探测与防渗等4项关键核心技术。基于矿井全生命周期绿色利用科学理念,以白家庄煤矿为例,提出了山西省关闭/废弃矿井遗留资源和空间资源“能源化、资源化、功能化”协同利用综合性解决方案,创新了“政产学研用金”协同机制为基础的关闭/废弃矿井能源资源精准开发与利用新模式。

关键词：关闭/废弃矿井煤层气地下空间矿井全生命周期精准开发与利用

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黄河流域生态保护和高质量发展战略实施成效与推进策略

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自然资源学报 2025年

作者：苗长虹夏成金凤君马丽张文忠傅伯杰河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明省部共建协同创新中心河南大学应对气候变化与碳中和实验室河南大学地理科学与工程学部国家发展和改革委员会国土开发与地区经济研究所中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院生态环境研究中心

黄河流域是中华文明的重要发祥地、历史演进的主干枢纽、伟大复兴的关键支撑，黄河流域生态保护和高质量发展事关全面推进中国式现代化的全局。黄河流域是一个具有综合性、整体性、多样性、复杂性同时又与外部区域具有近远程耦合关系的... 详细信息

黄河流域是中华文明的重要发祥地、历史演进的主干枢纽、伟大复兴的关键支撑，黄河流域生态保护和高质量发展事关全面推进中国式现代化的全局。黄河流域是一个具有综合性、整体性、多样性、复杂性同时又与外部区域具有近远程耦合关系的经济—社会—生态—文化复合系统。黄河国家战略实施五年来，流域生态环境质量发生转折性变化，维护国家粮食、能源安全能力显著提升，城乡区域发展迈出坚实步伐，文化传承发展实现新突破，对内对外开放合作迈向更高水平；流域产业经济在创新、绿色、协调等方面取得明显进展，科技创新支撑能力有所增强，产业结构转型初见成效，资源环境效率大幅度改善。锚定2035年基本实现社会主义现代化的宏伟目标，需要在更好地统筹发展与安全的前提下，紧紧抓住培育发展新质生产力的机会窗口，以人口高质量发展推动经济—社会—环境协同升级，统筹协调好人—水—粮—能—碳—生态之间的纽带关系，加快实体性有边界的黄河国家文化公园建设，探索协同实现经济—社会—生态—文化一体化高质量发展的大河流域现代化道路；通过持续推动区域协同发展、科技创新引领、消费升级拉动、高水平开放，推动流域产业绿色低碳转型升级；发挥黄河“几”字弯地区国家能源安全压舱石和绿色能源重要生产基地的作用，加快推进黄河“几”字弯地区国家能源安全保障基地建设。构建以人水关系为核心的黄河流域人地系统耦合模型，从纽带关系的角度理解整体性，从临界阈值的角度理解系统性，从远程耦合的角度理解协同性，是深入推进黄河流域生态保护和高质量发展的重要科技支撑。

关键词：生态保护高质量发展国家能源安全保障基地人水关系黄河流域

基于贝塞尔曲线的动态识别区农机避障路径实时规划

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农业工程学报 2022年第6期38卷 34-43页

作者：杨洋温兴马强龙张刚程尚坤齐健陈志桢陈黎卿安徽农业大学工学院合肥230036 合肥综合性国家科学中心人工智能研究院合肥230036

为解决农机田间作业避障路径实时规划问题,该研究提出一种在动态识别区内利用三阶贝塞尔曲线实时规划农机避障路径算法。首先构建农机作业行走动态识别区,在动态识别区内利用激光雷达感知障碍物。然后利用障碍物信息计算避障路径控制点... 详细信息

为解决农机田间作业避障路径实时规划问题,该研究提出一种在动态识别区内利用三阶贝塞尔曲线实时规划农机避障路径算法。首先构建农机作业行走动态识别区,在动态识别区内利用激光雷达感知障碍物。然后利用障碍物信息计算避障路径控制点选取范围,生成满足农机最小转弯半径等多约束条件下的路径簇,同时以曲率最小为目标从路径簇中选取最优避障路径。最后进行避障路径实时规划试验。试验结果表明,本文算法规划的避障路径最大曲率和平均曲率分别为0.126和0.054 m^(-1);路径跟踪过程中产生的最大横向误差和平均横向误差分别为0.12和0.057 m;拖拉机到障碍物外轮廓的距离大于0.375 m。和现有算法比较,本文算法规划的避障路径最大曲率和平均曲率分别减少25.9%和42.6%,路径跟踪过程中产生的最大横向误差和平均横向误差分别减少36.8%和28.8%。研究结果可为拖拉机无人驾驶作业提供技术支撑。

关键词：农业机械避障路径规划动态识别区三阶贝塞尔曲线

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