源-网-厂-河排水系统多目标实时优化控制方法与实践

由于极端天气和城市化进程的影响,传统的排水系统运行模式在解决城市内涝、合流制溢流等问题时面临严峻挑战。随着人们对水环境和水安全的日益关注,在安全、生态、效益等方面对城市排水系统运行提出了更高要求。城市排水系统多目标实时优化控制通过对控制仿真模型、多目标管理体系、优化算法等技术的研究,可实现设计优化方案、构建优化系统、制定与分析优化策略等功能,为源-网-厂-河一体化运行提供技术支持。介绍了城市排水系统中多目标实时优化控制的具体方法及其在某市的应用效果,并提出实时控制技术应用中面临的新挑战。     

典型河湖治理经验及对长江流域生态保护的启示

为做好长江生态环境修复保护工作,选取欧洲莱茵河、英国泰晤士河、韩国清溪川和美国奥基乔比湖4个具有典型特征的河湖作为案例,整理和归纳了这4个河湖的污染治理过程与对应的政治、经济、金融、法律相关的治理措施。针对长江流域生态治理中存在的同类问题,总结了这4个河湖在跨区域协同治理、跨部门统筹管理、健全法律体系、加强公众参与和商业运营等方面的经验,提出建立跨区域共同协商的流域水污染管理体制、强化不同部门之间的统筹管理机制、完善流域统一的环境保护法律体系、公共参与等措施和建议。研究成果可为协同长江的保护与发展、进一步提升长江流域的水生态环境质量提供参考。     

流速梯度对悬浮颗粒脉动强度的影响

从简化的颗粒运动方程出发，分析了在剪切流场中颗粒脉动强度和流体脉动强度之间的关系。结果表明，由于纵向时均流速的垂线分布梯度的作用，颗粒在两个方向上的脉动强度均可能超过相应的流体脉动强度。     

三峡水库磷输移规律研究

三峡水库在发挥防洪、发电、航运等综合效益的同时,也带来了一定的生态环境问题。营养盐磷是水生生态系统的重要生源物质,水库运行拦截泥沙的同时也拦截了部分泥沙所承载的磷。本文利用1997—2017年期间三峡水库的实测流量、含沙量和磷浓度资料,定量分析了三峡水库的磷输移特征,包括时空分布、负荷变化、水库磷拦截率等,旨在明晰三峡水库运行对磷输移的影响。考虑三峡、向家坝和溪洛渡水库开始蓄水时间,将其划分为1997—2002年、2003—2012年和2013—2017年3个时段,分别代表水库蓄水前、三峡水库蓄水、以及上游水库群蓄水。结果表明,库区磷拦截率主要受汛期的磷输移规律的影响;忽略库区区间汇入的影响,基于逐月磷浓度数据可知,2003—2012年,三峡水库的总磷(TP)拦截率为59.8%,溶解磷(DP)拦截率为14.6%;2013—2017年,受三峡入库含沙量大幅减小及点源污染排放增强的影响,DP/TP比值升高,入库磷被更多地输运至下游河道,库区TP和DP拦截率分别减小为14.4%和—18.5%。泥沙对磷输移具有重要的"源"和"汇(缓冲)"作用,但TP与含沙量的关系曲线在汛期与非汛期、不同断面和...     

PIV流场量测中图像变形的修正

在用PIV技术测量流速场时，会因图像的几何变形而引起计算的误差。本文试验标定了不同型号的摄像系统的变形误差，论证了图像几何变形的特性，并提出了相应的校正公式，推荐的系统配置经校正后的图像几何变形误差小于0．4个象素。     

热解温度对山地城市污泥生物炭吸附Cu(Ⅱ)及其固碳作用的影响

由我国典型山地城市重庆的某污水厂污泥热解制备生物炭。使用X射线衍射、X射线荧光和傅里叶变换红外光谱等对产物进行了物性测定,评价了热解温度对生物炭吸附Cu(Ⅱ)、碳保留率(Y_C)、固定碳产率(Y_FC)和热稳定性的影响。结果表明,热解温度低于300℃时,生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附能力差异较小;高于300℃时,随热解温度升高,生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附能力降低。由于生物炭中的灰分以SiO₂为主,并不影响生物炭对Cu(Ⅱ)的吸附,其吸附机理主要受含氧官能团和比表面积的制约。此外,Y_FC比单独使用Y_C或热稳定性更能综合衡量生物炭固碳作用。热解温度为300℃时,生物炭的Y_FC值最大,固碳效果最佳。因此,从对Cu(Ⅱ)的吸附能力和固碳效果两方面考虑,山地城市污泥制备生物炭的热解温度为300℃。     

明渠时均流速分布公式对比及影响因素分析

本文分析比较了明渠时均流速分布的对数律和尾流律公式，需要3个特定参数的尾流律与由2个参数确定的对数律相比没有优越性。深入分析了将尾流律应用于边界层流动和明渠流动时存在的差别。讨论了理论床面和最大流速的位置，认为爱因斯坦和钱宁确定理论床面位置的方法是合适的。在大量试验的基础上，得出了最大流速相对位置a／h与宽探比B／h的关系式。     

从水库温室气体研究到水电碳足迹评价：方法及进展

当前，围绕水库温室气体净排放量评估、水电碳足迹评价等方面，仍存在一些不确定或模糊的地方，制约了水电行业开展温室气体核算与管理。对此，本文首先梳理了水库修建及运行在“淹没、阻隔、重建、消纳”等四个方面对温室气体通量产生的影响。结合政府间气候变化委员会提出的概念性框架，探讨了水库温室气体净排放量评估的科学内涵与尚待解决的关键问题，提出了对水库蓄水前后温室气体通量变化评估的技术路径。之后，本文提出了水电碳足迹是指工程项目生命周期内各种人类活动所产生的二氧化碳当量(CO_2eq)排放总量。综述了全球范围内水电碳足迹评价案例，认为水利水电工程项目的生命周期涵盖项目前期准备、施工建设、运营维护与拆除恢复等四个阶段，但当前在碳足迹评价方法、系统边界划定、评价结果的解读与使用等方面仍尚未有更明晰、规范化的答案。未来，建议进一步加快水库温室气体源汇变化监测评估与水电碳足迹评价的标准体系建设；深化水库碳循环与温室气体通量的基础研究，支撑水库温室气体净排放量评估；完善水电生态环境综合绩效管理体系，创新水电企业温室气体管理制度；积极推动水电在应对气候变化与“双碳目标”实现路径中找准定位、突...     

图像处理技术及其在泥沙运动研究中的应用

总结了在悬移质泥沙运动特性试验研究中常用的量测手段，介绍了图像处理技术的基本原理和系统的组成，针对图像处理中的几个具体问题，特别是光片厚度和粒子浓度的选择，结合实践经验进行了讨论．利用开发的颗粒示踪与图像处理系统，对明槽悬移质颗粒的运动特性进行了量测．实践表明，图像处理技术为悬移质颗粒运动特性的研究提供了有力的手段．     

长江经济带矿山生态治理的实施成效、问题与对策

矿山生态修复是长江流域“山水林田湖草”一体化治理的的重要组成部分，也是长江经济带生态环境问题的重点攻关方向。本文面向长江大保护战略的环境治理需求，从矿山生态修复角度出发，系统梳理了长江经济带矿山生态治理的相关政策和环保督察案例，在此基础上，分析出长江经济带矿山生态治理过程中存在的主要问题，包括监管缺位、无序开采、尾矿库/尾矿渣处置不当、废水排放不达标、土壤污染评估缺失等。尤其是，地方政府和企业对矿山生态修复责任意识不足、法律意识欠缺，导致矿山生态问题频出；相关规范和标准的不足，导致矿山生态修复形式多追求短平快的景观修复工程，对于重金属和酸性废水等污染物缺乏科学的防治方式。最后，从健全法律法规及监管机制、完善矿山修复规范和标准、坚持“以废治废”的生态修复思路三个角度给出相应的治理建议，为长江大保护战略提供理论支撑。