渐进式生态修复理论与河湖复苏关键技术

复苏河湖生态环境是推动新阶段水利高质量发展和全面推进美丽中国建设的关键路径。基于对河湖生态环境演变趋势及复苏理论发展趋势的分析,提出渐进式生态修复理论框架和河湖复苏技术体系。渐进式生态修复理论充分考虑流域生态系统退化的历史背景和现实状况,强调分阶段、分步骤、因地制宜实施环境治理、生态修复、自然恢复的治理模式,具有“分类施策、目标导向、系统治理、持续监测”四大特征,循序渐进地修复受损生态系统。在渐进式生态修复理论的指导下,研发了“动态补水-植生护岸-原位除藻”核心环境治理技术,发明了基于土著微生物的河湖生态修复技术,为永定河、茅洲河等河流生态环境复苏提供了理论和技术支撑。

气候变化背景下的水资源管理与粮食安全保障

气候变化对全球水循环和粮食生产模式产生了深远影响,从而增加了水资源管理和粮食安全的不确定性及挑战。分析了气候变化对降水、径流、蒸散发、土壤水及地下水等水循环要素的影响,评估了温度上升、温室气体排放及极端天气事件对作物生长、产量以及粮食安全的潜在影响。针对上述挑战,提出了包括推进国家水网建设、实施农业节水措施、减少农业排放及固碳、培育抗逆性强的作物品种和协同管理水-粮-能系统等应对策略,并建议根据不同的气候模式和水资源管理条件进行差异化研究,制定因地制宜的气候变化适应性策略。

聊城市农村供水保障发展存在问题及对策

农村供水工程作为重要的基础设施,既担负着巩固拓展脱贫攻坚成果的要求,也承载着乡村振兴战略的民生期待。对聊城市农村供水保障现状进行分析,立足解决水源保障能力、水价及管护机制形成、村级供水管网改造、建设资金筹措、标准化智慧化管理等问题,提出推进农村供水保障发展的对策。

微藻细胞破壁方法研究进展

微藻具有光合作用效率高、环境适应性强、生长快、生物质产率高和环境效益显著等优点,在体内还能积累虾青素、叶黄素、高不饱和脂肪酸、生物柴油等重要产物,近年来成为人们关注和研究的热点。微藻细胞破壁是提取这些产物的关键及困难环节。从3种常用微藻细胞壁的结构入手,分析总结了机械破壁法、基于波的细胞破壁法、热解破壁法、化学法以及生物法等微藻破壁技术的研究现状与发展趋势。认为从现实角度出发,将化学法与机械法结合使用,即先采用化学法进行预处理,再采用机械法破壁,可解决大部分藻细胞的破壁问题,是一种比较可行的产业化破壁技术路线;从发展前景来看,生物法破壁具有能量消耗较低、条件温和等优势,对于绝大多数藻类来说具有经济可行性和技术理论可行性,是一种最值得期待的破壁方法。

南水北调中线工程高填方渠道PS-InSAR形变监测

南水北调工程在缓解我国北方地区的水资源紧张状况与改善当地环境方面发挥了重要作用,作为国之重器,保障其安全运营是南水北调工程的重中之重。利用PS-InSAR技术,对2016年10月—2017年6月间南水北调中线工程叶县文庄村高填方渠道进行形变监测。结果表明,渠道东岸约1 km的边坡存在明显变形,最大形变量达到36 mm。对渠道东岸和4个重点监测断面进行纵横断面分析,发现渠道东岸呈现整体性不均匀沉降,且越靠近水域,渠道变形越大,反之则越小。进一步将PS-InSAR监测结果与二等水准数据对比验证,两者超过87%的均方根误差小于±2 mm,且在形变趋势和量值上均高度一致。本研究可为以高填方、深挖方为特征的南水北调渠道安全监测及灾害防治提供可靠的技术支持。

硅胶柱层析纯化利普司他汀工艺研究

采用硅胶柱层析法对利普司他汀粗品进行分离纯化,确定最佳纯化工艺条件如下:以120目硅胶为固定相,依次用1 BV 5%丙酮-正庚烷、1 BV 10%丙酮-正庚烷、7 BV 15%丙酮-正庚烷、2 BV 30%丙酮-正庚烷梯度洗脱,洗脱流速为0.75 BV·h^(-1),载样量为3%,收集7 BV 15%丙酮-正庚烷的洗脱液。在此条件下,利普司他汀纯度可达80.499%。该工艺除杂效果明显,有利于后续工序分离纯化得到高纯度的利普司他汀。

利普司他汀粗品的提取工艺优化

采用乙醇超声浸提法从毒三素链霉菌发酵液中提取利普司他汀,再经萃取、乙腈冷冻除油处理,得到利普司他汀粗品。确定最佳浸提条件为:超声时间30 min,乙醇体积分数80%;最佳萃取条件为:以正庚烷为萃取剂,浸提液与正庚烷体积比3∶1,萃取温度80℃。在此条件下,利普司他汀纯度及回收率均较高。采用乙腈冷冻除油工艺代替大孔树脂吸附工艺脱脂,减少了溶剂浪费,降低了生产成本,且操作简便,更适合工业化生产。

京津冀地区主要农作物生产水足迹研究

利用京津冀地区(2个直辖市、11个地级市)气象及农业基础数据,采用彭曼公式与CROPWAT软件相结合的计算方法,分析了2014年京津冀地区主要农作物的生产水足迹。结果表明:小麦在整个生长期需水量主要以蓝水足迹为主,玉米在整个生长期主要以绿水足迹为主;2014年京津冀地区主要农作物总的生产水足迹为437.03×108m3,其中绿水足迹为137.71×108m3,蓝水足迹为176.03×108m3,灰水足迹为123.30×108m3;从京津冀地区主要农作物总的生产水足迹空间格局上来看,沧州、保定、邯郸和石家庄地区的主要农作物生产水足迹较大,是水资源调控的主要地区。

基于水足迹理论的水资源评价——以河北省张家口市宣化区为例

[目的]河北省张家口市是2022年北京冬季奥运会雪上项目的举办地,其中宣化区是当地重要工业区,对当地用水和水质有举足轻重的影响。对宣化区水资源情况进行分析,旨在保障冬奥会顺利进行。[方法]采用水足迹理论对张家口市宣化区2007—2014年的农业、工业和生活用水情况进行分析,并结合水量、水质评价其水资源短缺状状况。[结果](1)宣化区2007—2014年平均蓝水足迹5.77×10~7 m^3,且工业占比最大;绿水足迹年平均值为9.90×10~6 m^3,全部来源于农业。(2)以COD为主要污染物排放指标核算该地区灰水足迹,年平均灰水足迹为4.22×10~7 m^3。(3)根据年平均水量型缺水指标(Iblue为3.55)和年平均水质型缺水指标(Igrey为0.51)可知,宣化区属于严重水量型缺水地区,且水质型缺水情况日益明显。[结论]从宣化区用水现状来看,当地亟需优化产业结构,提高非常规水源利用率,改善区域水资源治理模式。

基于直线光路布局的纹影法测量火焰温度

测量火焰不同位置的温度对研究火焰结构具有重要意义.目前纹影法测量火焰温度多采用Z型布局的光路.为了在未来空间实验中将纹影法与其他光学方法集成开展多类型实验观测,摒弃了纹影法传统的Z型光路,采用直线型光路布局,针对光源、透镜、刀口切割量等因素对纹影系统灵敏度的影响开展研究,优化了直线型纹影系统.以蜡烛火焰为研究对象,对优化后的纹影系统进行标定,观测了其纹影图像,计算了蜡烛火焰中多处位置的火焰温度,并将计算结果与实测结果进行比较.结果表明,采用本研究设计的直线型纹影系统可以实现对火焰温度的精确测量.

雄安新区白洋淀生态属性辨析及生态修复保护研究

湿地是自然界生物多样性最丰富的生态系统之一,与社会发展和人类福祉息息相关。近年来,由于全球气候变化和人类活动的过度干扰,湿地正面临着面积萎缩、功能减弱、多样性降低等诸多问题,湿地退化已经成为制约区域可持续性发展的重大阻碍。伴随着生态文明建设逐渐成为中国特色社会主义建设的重要支柱,湿地生态修复工作得到前所未有的制度保障。深入剖析湿地属性,结合政策保障,有针对性的提出湿地保护与修复的治理措施,对区域的生态环境建设和可持续性发展具有重要意义。选择国家级新区-雄安新区的水命脉-白洋淀湿地为研究对象,在深入剖析其生态属性和已存在的生态问题的基础上,结合生态修复的原则、方法和步骤,提出生态修复与保护的可行性策略。研究结果表明,白洋淀本质是典型的湖泊湿地,同时兼具沼泽湿地特征,由于人类活动的剧烈干扰,白洋淀有向沼泽湿地逆向演替的变化趋势。湿地内存在面积萎缩、水资源量短缺、水环境污染问题突出及生物多样性减少等生态问题。本研究建议:为顺利建设雄安新区,首先,白洋淀湿地在算清'水账'、'污账'和'生态账'的前提下,进一步加强流域水资源调配,科学确定白洋淀湿地最佳水位,恢复淀区水量;其次,通过使用清洁生产技术和限制高排污企业建设等措施,加强污染防治,恢复湿地水质;最后,依据生态承载力理论,划分白洋淀流域的生态功能红线、环境质量红线和资源利用红线等国家生态保护红线体系,为尽快恢复湿地结构与功能提供制度保障。

IPCC AR6报告解读:气候变化与水安全

保障水安全是应对和缓解气候变化的核心问题,也是实现可持续发展的前提。IPCC第六次评估报告(AR6)第二工作组报告单独设立第四章“水”,分析了气候变化对全球水循环的影响,评估了水循环变化对人类社会和生态系统的影响,指出了当前与未来的水安全风险,分析了与水相关适应措施的收益与成效。报告显示,人类活动导致的气候变化加速了全球水文循环,对水安全产生负面影响,面临水安全风险的人口与地区增多,并增加了由社会经济因素造成的水资源脆弱性。水安全风险随全球升温水平的升高而增加,在水安全脆弱地区表现更为显著。将全球升温限制在1.5℃可有效降低未来的水安全风险,有助于实现水安全、可持续发展和具有气候恢复力的发展三重目标。我国水安全问题突出,急需在“灰-绿”基础设施生态水文效应、三维水资源短缺、水-粮食-能源耦合、地球系统模拟器研发应用等方面重点开展研究工作。

完善新时期水资源管理指标的方法

气候变化和人类活动极大地改变了流域水循环和水资源分布,以供需管理为核心的水资源管理方法难以缓解缺水的局面。中国提出了新时期水资源相关管理政策,然而受数据、对象和方法的限制,新政策采用的管理指标和内涵目标间存在差异,在缺水地区还必须增加耗水总量控制的约束指标,实施取水与耗水的双向管控。本文通过综述国内外最新进展和案例,提出新时期水资源管理指标的完善方法:建立以蒸散监测为核心的现代耗水要素监测体系;健全以耗水上限为核心的水资源刚性约束方法,通过综合考虑环境流量用水和生态服务耗水的需求,核定流域人类活动水资源可消耗量的上限,实现水资源的刚性约束;实施耗水约束机制,通过约束农业规模、合理规划生态恢复治理的规模和方式,实现水资源发展的“四水四定”既定原则。期望通过数据、方法和措施的创新能够切实保障新时期水资源治理模式的有效实施。

基于改进RVA法的黑河上游水文情势变化分析

客观地评价水文情势变化是进行河流生态修复和流域水资源综合管理的基础。改进RVA法将径流典型年份的变化纳入整体改变度的计算过程中,相对更全面地评价径流水文情势的变化。近几十年来黑河流域气候条件的发生显著变化,黑河上游河流水文情势的变化情况仍需进一步研究。以黑河上游为研究区域,应用M-K检验识别径流的突变年份,采用改进RVA法计算分析黑河上游河流水文情势变化。结果表明,黑河上游径流的突变年份为2002年,2002年前后分别以平水年和丰水年为主;采用RVA法计算的整体改变度为54.68%,而改进的RAV方法计算的整体改变度为74.62%,说明RVA法低估了黑河上游水文情势整体改变度;黑河上游径流水文情势变化主要包括:相比于1960—2002年,2003—2015年后各月平均流量均呈不同程度增加,但最小1日、3日、7日和最大7日流量减小,其余极端流量指标呈不同程度增加,高、低流量发生次数及历时变化微弱,流量平均增加率、减小率以及逆转次数均增加;采用改进的RVA法计算的黑河上游水文情势的整体改变度为74.62%,属于高度改变。气候变化是导致黑河上游水文情势高度改变的主要原因。

气候变化和人类活动对中国陆地水储量变化的影响研究

陆地水储量变化深刻影响着水资源分布和供给。综合考虑气候因子及人类活动对陆地水储量变化的影响,有利于深入认识水储量的时空分布规律,为水资源的有效管理提供科学依据。基于重力卫星GRACE、GRACE-FO等多源监测数据及我国经济社会用水统计数据,使用Mann-Kendal趋势分析、Sen斜率估计及Spearman相关分析方法,对我国十大流域陆地水储量距平(TWSA)变化趋势及其与气温、降水、用水之间的相关关系进行探究。研究发现:我国主要流域的TWSA变化呈现“干湿分异”的空间格局,即湿润、湿润/半湿润及半湿润流域的TWSA呈增长趋势,而干旱和半干旱流域的TWSA呈降低趋势;西北诸河、西南诸河、黄河及海河流域的TWSA显著受到气温的影响(p<0.01),长江、东南诸河、珠江及松花江流域的TWSA显著受到降雨的影响(p<0.01);我国农产品虚拟水净调出地区,TWSA年际变化与用水量年际变化呈显著正相关,而我国农产品虚拟水的净调入区,TWSA年际变化与用水量年际变化呈显著负相关。本研究成果可为水资源管理提供科学依据,实现水资源配置的公平性和有效性,进而保障各流域生态安全及粮食安全。

IPCC AR6报告解读:地下水

地下水已成为满足全球农业生产和生活用水需求的重要来源,也是实现联合国2030年可持续发展议程的关键资源。地下水的数量和质量会直接或间接地受到气候变化的影响。IPCC第六次评估报告(AR6)第二工作组报告对全球和区域历史时期及未来地下水变化趋势进行了评估。报告指出:(1)自21世纪初以来,由于地下水灌溉用水量增加,全球许多国家和地区地下水储量呈现下降趋势。(2)在气候变化背景下,地下水开采量将持续增加,包括全球主要含水层中不可再生的地下水。(3)在热带和半干旱地区,气候变化引起强降水发生频率加快,导致地下水补给量呈增加趋势;在高寒地区,受气候变化影响地下水主要补给期从春季向冬季演变,由于融雪周期和融雪量的减少造成高寒地区春季地下水补给量减少。在地下水退化区域开展渐进式生态修复,是应对气候变化和保障水安全的重要措施。

韩国多文化家庭青少年教育问题研究及对中国的启示

随着韩国经济的腾飞和韩国女权的发展,韩国女性的择偶标准越来越高。韩国普通男性也随之倾向于选择东南亚等地区女性为配偶,从而组建起多文化家庭。而这些韩国多文化家庭中成长起来的青少年却很容易产生思想心理问题,甚至在行为举止上作出有违常规的事情。为此,韩国政府也有针对性地提出多文化家庭青少年教育方面的解决政策和方针。这些方针政策同时为中国的多文化家庭青少年教育也有着积极的借鉴意义。

海外青年儒学传播人才培养路径研究——“双轮外溢驱动”理论指导下的培养

当今中国拥有全球第二大经济体的国际地位,其经济基础决定了中国传统文化的传承与发展是必不可少的环节。而传承民族文化,重树民族自信心的重点之一在于儒学振兴与传播。海外儒学传播工作则是振兴儒学、扩大其影响力的题中之义,培养海外青年儒学传播人才则就是为了儒学的"传承"发展和"创新"发展。为了实现当代儒学的这两个发展,可以借鉴经济学的术语"双轮外溢驱动"理论来进行论述,从而寻找到一条契合中国当代儒学传播人才培养的路径。

“双轮外溢驱动”下高校青年政治人才培养路径研究

十九大报告指出,我国将在2020年决胜全面建成小康社会,2035年基本实现社会主义现代化,本世纪中叶建成富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国。实现这一宏伟蓝图所需要的,就是一代代优秀青年人才茁壮成长。国内外的复杂局势,以及执政党的政治导向,要求这些优秀青年要具有过硬的政治素质。唯有如此才能将十九大所提及的这些伟大梦想承接延续,而这些青年政治人才离不开高校的培养。为此政治类院校需要借用"双轮外溢驱动"理论来提高自身教学和管理水平,以探求更具有创新性和民族性的教育培养模式,实现培养出更多具有过硬政治素质的青年政治人才的目标。

通航领域HUD技术浅析

该文对平视显示仪(HUD)进行了研究,重点研究了HUD技术在通航领域中的使用。通过回顾HUD技术的发展过程,突出强调了HUD在飞机上的使用价值。使用HUD显著地提高了飞机的安全性能。特别是使用HUD还提高了民用飞机全天候飞行能力,从而提高航班准点率。总之,HUD技术以及HUD与新航行技术的结合在民用航空业具有十分重要的使用价值。