检索结果-南通市图书馆

考虑不同水流交换模式的城市洪涝一维二维双向耦合模型

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水科学进展 2024年第2期35卷 244-255页

作者：王小杰夏军强李启杰侯精明武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048

为准确模拟城市洪涝过程,以地表二维流动模型和SWMM一维管流模型为基础,同时考虑地表径流与地下管流交换的3种模式,构建了城市地表与地下管流双向耦合的水动力学模型。采用水槽试验算例和理论算例对耦合模型进行验证,并将耦合模型应用... 详细信息

为准确模拟城市洪涝过程,以地表二维流动模型和SWMM一维管流模型为基础,同时考虑地表径流与地下管流交换的3种模式,构建了城市地表与地下管流双向耦合的水动力学模型。采用水槽试验算例和理论算例对耦合模型进行验证,并将耦合模型应用到英国Glasgow城市街区,分析排水管网和不同地表地下水流交换模式对城市洪涝过程的影响。结果表明:模型在试验算例和理论算例的模拟中均具有较好的精度和可靠性,模型能够准确地模拟具有排水管网的城市洪涝演进过程;与无排水系统相比,检查井简化法、雨水口法和雨水口-检查井法3种水流交换模式下Glasgow城市街区模拟的最大淹没面积分别减少9.3%、23.2%和24.5%,其中对重度积水的消减作用更显著,淹没面积分别减少43.6%、79.9%和80.9%;检查井简化法的消减作用要远小于雨水口法和雨水口-检查井法,后两者差异较小。雨水口法和雨水口-检查井法比较符合实际情况,且雨水口-检查井法的计算效率更高更简单,因此,在城市洪涝模拟中采用雨水口-检查井法考虑地表径流与地下管流交换过程更符合实际。

关键词：城市洪涝 SWMM 地表二维模型模型耦合地表径流与地下管流交换

无定河流域不同水土流失区底栖动物生物完整性指数构建与健康评价

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湖泊科学 2024年第1期36卷 274-285,I0026-I0037页

作者：侯湘然潘保柱侯易明胡恩贺瑶冯治远西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 陕西省环境科学研究院西安710061

无定河流域位于黄土高原与毛乌素沙地过渡带,水土流失严重,生态环境具有脆弱性和波动性。于2021年春季(4月)和秋季(10月)对无定河流域上、中、下游及其6条支流和流域内的3个淤地坝开展水生态系统调查,旨在厘清无定河流域底栖动物群落特... 详细信息

无定河流域位于黄土高原与毛乌素沙地过渡带,水土流失严重,生态环境具有脆弱性和波动性。于2021年春季(4月)和秋季(10月)对无定河流域上、中、下游及其6条支流和流域内的3个淤地坝开展水生态系统调查,旨在厘清无定河流域底栖动物群落特征,构建底栖动物生物完整性指数并开展健康评价。无定河流域春季共采集到底栖动物105种,平均密度为181 ind./m^(2),平均生物量为0.760 g/m^(2),秋季共采集到底栖动物67种,平均密度为94 ind./m^(2),平均生物量为0.454 g/m^(2)。通过对两季度研究区域内底栖动物27个生物参数开展分布范围检验、判别能力分析和相关性分析,构建无定河流域底栖动物生物完整性指数,对全流域40个样点(6个参照点和34个受损点)进行B-IBI健康评价。评价结果表明,总体上无定河流域底栖动物生物完整性较好,40个样点中春季有19个处于健康或亚健康状态,秋季有23个处于健康或亚健康状态,其中无定河上、中游干支流大都以健康和亚健康为主,无定河下游干支流以及3个淤地坝水体健康状况较差。在不同水土流失类型区域,底栖动物群落特征和生物完整性评价具有显著性差异。本研究结果可为无定河流域河流健康评估提供科学依据。

关键词：无定河流域水土流失底栖动物完整性指数大型底栖无脊椎动物健康评价

基于HYPE模型的汉江安康断面以上流域非点源污染模拟

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水资源保护 2024年第3期40卷 140-148页

作者：杨雨潇李家科西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048

基于空间数据和属性数据,构建了汉江安康断面以上流域环境水文预测(HYPE)模型,模拟了2012—2016年安康水文站的降水量和径流以及研究区非点源总氮、总磷污染负荷。结果表明:HYPE模型日径流量和月径流量模拟结果率定期纳升效率系数分别为... 详细信息

基于空间数据和属性数据,构建了汉江安康断面以上流域环境水文预测(HYPE)模型,模拟了2012—2016年安康水文站的降水量和径流以及研究区非点源总氮、总磷污染负荷。结果表明:HYPE模型日径流量和月径流量模拟结果率定期纳升效率系数分别为0.78、0.90,验证期分别为0.69、0.87;总氮、总磷负荷模拟结果率定期纳什效率系数分别为0.71、0.69,验证期分别为0.68、0.63,表明HYPE模型在研究区具有良好适用性;汉江安康断面以上流域总氮和总磷非点源污染负荷主要集中在6—10月,主要来源于农业化肥施用与水土流失;研究区总氮单位面积负荷流失量为0.354~6.139 kg,总磷单位面积负荷流失量为0.012~0.395 kg,总氮、总磷流失最严重的区域主要分布在流域偏南部,合理使用化肥、加强防治水土流失是控制研究区非点源污染的有效措施。

关键词：非点源污染 HYPE模型总氮负荷总磷负荷汉江

磁化水复合保氮剂对堆肥过程中氮素损失和微生物群落的影响

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农业工程学报 2024年第12期40卷 202-212页

作者：段曼莉徐洪波覃振伦吴双陈浩楠王全九周蓓蓓西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

为了研究不同保氮剂对快速堆肥过程中氮素损失及微生物群落的影响,该研究以牛粪和秸秆为原料,进行了25 d的好氧堆肥试验。试验中设置了磁化水(T1)、磁化水复合生物炭(T2)、磁化水复合硫酸亚铁(T3)、磁化水复合巨大芽孢杆菌(T4),不添加... 详细信息

为了研究不同保氮剂对快速堆肥过程中氮素损失及微生物群落的影响,该研究以牛粪和秸秆为原料,进行了25 d的好氧堆肥试验。试验中设置了磁化水(T1)、磁化水复合生物炭(T2)、磁化水复合硫酸亚铁(T3)、磁化水复合巨大芽孢杆菌(T4),不添加磁化水和保氮剂作为对照组(CK)。试验结果表明:与对照组相比,T1、T2、T3、T4均延长了堆肥的高温期,分别延长了4、5、2、4 d。T1、T2、T4的最高温较CK分别提高了3.5、8、0.5℃。从温度上来看,T1未进行二次腐熟,缩短了堆肥周期;各处理组的总氮含量较堆肥初始时提高了14.04%、18.89%、37.56%、36.27%、28.47%,总氨气排放量分别为8.12、4.37、6.60、7.32、3.95 g/d。与对照组相比,T1、T2、T3、T4均提高了堆肥的总氮含量,降低了总氨气排放量。T2总氮含量高于其他处理,T1总氨气排放量低于其他处理;与CK相比,T2促进了氮循环基因gdhA的绝对丰度,抑制了拟杆菌门的相对丰度,促进了氮素循环、堆肥进程。与CK相比T3促进了固氮基因nifH、氮循环基因gdhA的绝对丰度,促进了变形菌门的相对丰度,有利于氮素的循环;此外,结构方程显示,T2与NH_(3)排放量呈显著负效应,NH_(3)排放量与总氮损失TN_(loss)呈显著正效应,解释了生物炭通过吸附NH_(3),减少氮素损失。T3与pH值呈显著负效应,pH值与NH_(3)排放量呈显著正效应,NH_(3)排放量与TN_(loss)呈显著正效应,FeSO4的加入降低了堆体的pH值,减少氨气的排放,进而减少氮素损失;综合堆肥过程中的温度、总氮含量、总氨气排放量、氮功能基因的绝对丰度、微生物的相对丰度以及结构方程模型分析,磁化水复合生物炭在快速堆肥过程中表现出最佳的保氮效果和理想的腐熟程度。

关键词：磁化水生物炭硫酸亚铁巨大芽孢杆菌好氧堆肥氮损失

秦岭山区-黄土高原地区生态基流区域差异及其阈值研究

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干旱区地理 2024年

作者：杨晓亚于坤霞李占斌李鹏刘永刚莫淑红杨建宏西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室西安理工大学旱区生态水文与灾害防治国家林业局重点实验室陕西省水资源与河库调度中心

秦岭山区-黄土高原地质地貌连续区生态系统十分脆弱，河道生态基流及其阈值对生态系统的保护十分重要。以秦岭山区-黄土高原为研究区域，构建了涵盖气候、植被、地形地貌、土层结构、流域形态及社会经济六个方面特征的22个生态基流影响... 详细信息

秦岭山区-黄土高原地质地貌连续区生态系统十分脆弱，河道生态基流及其阈值对生态系统的保护十分重要。以秦岭山区-黄土高原为研究区域，构建了涵盖气候、植被、地形地貌、土层结构、流域形态及社会经济六个方面特征的22个生态基流影响因子体系，通过构建自组织映射（SOM）神经网络和k-means聚类分析法，依据上述影响因子将秦岭山区-黄土高原划分为黄土高原中部、秦岭南麓、秦岭北麓和黄土高原西北部4个子区域，利用偏最小二乘结构方程模型（PLS-SEM）对3个子区域的生态基流影响因素进行了建模与分析。结果表明：（1）黄土高原中部的生态基流主要受降水集中度的影响，秦岭南麓主要受气温的影响，秦岭北麓主要受土壤含水量影响。（2）不同子区域生态基流存在显著的区域性差异，黄土高原中部、秦岭南麓、秦岭北麓、黄土高原西北部生态基流占比阈值分别为7.9%、9.5%、7.5%、4.1%。（3）考虑不同子区域生态基流对环境变化的响应差异，建立了一个可用于计算和模拟生态基流的线性回归模型，模型决定性系数均大于0.87。研究成果不仅为生态基流的量化估算提供了科学依据，也对河流健康的维护与水资源的可持续利用提供了参考，具有重要的理论与实践价值。

关键词：生态基流聚类分析流量阈值结构方程影响因素

钴、硫共掺杂荞麦皮生物炭活化PMS高效降解碘帕醇

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环境科学学报 2024年第7期44卷 69-82页

作者：宋俊其魏红潘峰滕锐杰高美娟钮金芬西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 西安理工大学应用化学系西安710048

选择荞麦皮为前驱体,二甲基亚砜和Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O分别为S和Co源,经水热、热解制备Co S-BBC催化剂.利用SEM、XRD、Raman、FTIR等方法进行表征,考察其催化PMS降解碘帕醇(Iopamidol,IPM)的性能.通过自由基淬灭实验、电子顺磁共振(... 详细信息

选择荞麦皮为前驱体,二甲基亚砜和Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O分别为S和Co源,经水热、热解制备Co S-BBC催化剂.利用SEM、XRD、Raman、FTIR等方法进行表征,考察其催化PMS降解碘帕醇(Iopamidol,IPM)的性能.通过自由基淬灭实验、电子顺磁共振(EPR)、电化学测试和反应前后Co S-BBC的表征探究其催化PMS的机理.采用液相色谱-质谱仪(LC-MS)分析IPM的中间产物,推测其降解途径,并利用生态结构活性关系模型(ECOSAR)预测其生态毒性变化.结果表明,随热解温度升高(600~800℃),Co S-BBC-800显示较高的缺陷程度和较大比表面积(511.02m^(2)·g^(-1),0.2273 cm^(3)·g^(-1)),且表现出优异的催化性能.Co S-BBC-800投加量0.02 g·L^(-1),PMS浓度1.0 mmol·L^(-1),初始p H=6.5,10 mg·L^(-1)的IPM在8min完全降解(k_(obs)=0.427 min^(-1)),Co^(2+)的浸出浓度仅为0.36 mg·L^(-1).电化学实验(CV、EIS、LSV和i-t)表明S的引入促进了电子转移和Co(Ⅲ)/Co(Ⅱ)的氧化还原循环,增强PMS活化产生更多SO_(4)^(·-)、·OH和^(1)O_(2).IPM降解过程生成11种中间产物,一些中间体具有一定的生态风险.Co S-BBC-800在较宽p H(5.0~9.0)保持较好的催化性能.5次循环后对IPM的降解率为47.4%.研究结果表明Co、S负载可有效提高荞麦皮的高价值资源化利用.

关键词：荞麦皮生物炭钴、硫掺杂过一硫酸盐碘帕醇催化氧化

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黄土高原径流侵蚀功率输沙模型的改进

农业工程学报 2024年第10期40卷 107-116页

作者：于坤霞李天毅贾路李占斌李鹏丛佩娟李斌斌西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 西安理工大学旱区生态水文与灾害防治国家林业局重点实验室西安710048 水利部水土保持监测中心北京100053

水土流失对流域生态危害严重,输沙量模拟和预测可以为流域水土流失防治提供依据,因此精确的输沙模型是流域水土流失治理的重要工具。为了精确模拟变化环境下黄土高原年输沙量,该研究基于黄土高原19个水文站的径流和输沙数据,通过随机森... 详细信息

水土流失对流域生态危害严重,输沙量模拟和预测可以为流域水土流失防治提供依据,因此精确的输沙模型是流域水土流失治理的重要工具。为了精确模拟变化环境下黄土高原年输沙量,该研究基于黄土高原19个水文站的径流和输沙数据,通过随机森林变量重要性度量方法评估年径流侵蚀功率、淤地坝指数、淤地坝相对指数、归一化植被指数、不透水地面积等因子对流域年输沙量的影响,使用非线性最小二乘法估算年输沙模型参数,对比分析不同因子组合的年输沙模型精度,提出适用性较强的黄土高原年输沙模型,据此开展年输沙量变化贡献率分析。结果表明:1)以幂函数形式构建的仅含径流侵蚀功率单因子输沙模型精度与流域面积有显著的负相关关系,相关系数为-0.505(P理工作提供理论支撑。

关键词：侵蚀沙径流年输沙量径流侵蚀功率淤地坝指数不透水地面积贡献率

深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震动响应分析

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振动与冲击 2024年第9期43卷 298-308页

作者：王宗凯宋志强刘云贺西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

由于良好的环境适应能力沥青混凝土心墙坝是我国西南强震区深厚覆盖层场地的优选坝型,然而对于沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震作用下的抗震安全评价研究尚有不足。采用改进的Clough-Penzien功率谱结合随机函数,充分考虑地震动频率与强... 详细信息

由于良好的环境适应能力沥青混凝土心墙坝是我国西南强震区深厚覆盖层场地的优选坝型,然而对于沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震作用下的抗震安全评价研究尚有不足。采用改进的Clough-Penzien功率谱结合随机函数,充分考虑地震动频率与强度的非平稳特征,生成了一系列与反应谱拟合的非平稳随机地震动集合,以某深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝为例,对其坝顶水平加速度及竖向永久变形等响应的均值及变化范围等进行了统计分析及分布检验,揭示了覆盖层与坝体响应均值及变异性沿高程变化规律,并通过概率密度演化方法,展示了坝顶水平加速度概率密度沿时间的演化过程,同时对生成的55条非平稳随机地震动进行调幅,结合多条带分析法易损性分析方法开展了深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝非平稳随机地震动易损性分析,给出了以震陷率为破坏等级控制指标的坝体易损性曲线,为深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝的抗震安全评价提供了新的方法和思路。

关键词：沥青混凝土心墙坝深厚覆盖层非平稳随机地震动动力响应易损性分析

好氧反硝化细菌Burkholderia ***8的脱氮特性与生物强化作用

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中国环境科学 2024年第8期44卷 4282-4291页

作者：李艳丽杨垒张志昊李玉彩孟红艳任勇翔西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055

针对传统生物脱氮处理含氮废水工艺流程复杂、脱氮效率低的问题,从实验室运行稳定的生物滤池筛选得到一株好氧反硝化菌株ZH8,该菌株具有较强的异养硝化和好氧反硝化能力.通过形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析,鉴定菌株ZH8为伯克... 详细信息

针对传统生物脱氮处理含氮废水工艺流程复杂、脱氮效率低的问题,从实验室运行稳定的生物滤池筛选得到一株好氧反硝化菌株ZH8,该菌株具有较强的异养硝化和好氧反硝化能力.通过形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析,鉴定菌株ZH8为伯克氏菌(Burkholderia sp.).单因素试验表明,好氧反硝化菌株ZH8的最佳培养条件为:碳源为丁二酸钠,C/N为15,温度为30℃,转速为160r/min和pH值为7~8.此外,菌株ZH8不仅能以NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N或NO_(2)^(-)-N分别为单一氮源进行生长,而且在混合氮源条件下也可实现同步硝化反硝化作用.通过全基因组分析,菌株ZH8的异养硝化脱氮为谷氨酸脱氢酶途径的铵同化过程,好氧反硝化途径为:NO_(3)^(-)-N→NO_(2)^(-)-N→NO→N_(2)O→N_(2),碳代谢途径包括三羧酸循环、乙醛酸循环、糖酵解和戊糖磷酸.在采用纯菌ZH8为菌种培养的生物膜反应器中,反应运行至8~15d即可完成挂膜,系统可维持高效稳定的脱氮性能,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N及TN的去除率均可达到90%以上.该菌株为生物处理领域提供了新型菌种资源,能够有效处理含氮废水,具有实际应用价值.

关键词：异养硝化好氧反硝化脱氮途径生物强化生物膜反应器