GNSS与多传感器集成的尾矿库监测系统设计

尾矿库发生灾害造成人员伤亡和财产损失较大,如何对尾矿库施行监测已经成为世界范围内讨论的问题。使用搭载i.MX6ULL处理器的Linux系统进行嵌入式开发,通过对嵌入式数据采集系统、云服务器后台程序和用户端远程监测程序三部分设计,完成了一种GNSS与多传感器集成的尾矿库监测系统。该系统具有GNSS高精度位移、雨量、倾斜、孔隙压力和水位的数据采集,云平台数据传输与存储,用户远程控制与实时监测的功能。通过进行实地模拟实验,结果表明该系统运行稳定、可靠性高、各传感器精度达到规范要求,满足对尾矿库远程监测的需求。

非点源污染物在多水塘系统中的流失特征研究

采用现场布点采样及室内分析方法,以位于巢湖流域的一个子流域——鲍家塘流域为例,研究了传统灌溉系统——多水塘系统对农业流域非点源污染TN,NO3--N和NH4+-N等的产生、运移过程的影响,以及流域不同土地利用类型在非点源污染物产生、运移过程中的生态功能。结果表明,流域输出的氮素主要以NO3--N,NH4+-N为主,在不同景观具有显著性差异;施肥水田是流域最主要的“源”景观,在降雨径流过程大量输出养分和悬浮物;水塘、荒地、没有施肥水田持留养分和悬浮物,是流域非点源污染物的“汇”景观;多水塘系统的沟渠是污染物的主要运移通道。鲍家塘子流域中农田-渠道-水塘系统影响非点源污染物的产生、运移过程,同时多水塘系统截留降雨径流,减少流域非点源污染物的输出。

水塘系统对农业流域水资源调控的定量化研究

本文以一个典型农业小流域为对象,定量化研究水塘系统对流域因作物需水引起的水资源短缺的调控功能。结果表明,六岔河流域的水塘系统蓄水容量6 72万m3,在不同水文年均能有效地调控流域水资源的时空分布,满足作物生长需求。六岔河流域的多数降雨径流被水塘系统截留,减少流域径流输出;在连续流过程中,流域径流峰值急剧降低。水塘系统能够截留日降雨强度为144mm降雨产生径流的90%,径流峰值大大降低。由此说明水塘系统是雨水资源可持续利用的一种有效方法。

农村多水塘系统水环境过程研究进展

农村多水塘系统由于其不可替代的水资源蓄积和营养物去除功能,广泛分布于我国东部和南部地区。在分析多水塘系统水环境过程研究进展的基础上,指出了目前多水塘系统水环境过程研究中的不足及未来发展趋势。关于多水塘系统的研究主要从两个尺度展开,分别是生态系统尺度和景观尺度。(1)基于生态系统尺度的多水塘系统水环境过程研究主要表现在两方面。首先,多水塘系统在改变区域水文情势上发挥着重大作用。多水塘系统能有效降低流速,且增加地表径流的滞留时间;其次是对多水塘系统水质的研究,主要包括水塘对污染物截留降解能力的研究、水塘底泥和水体之间营养物形态转化和输移机制的研究。(2)基于景观尺度的多水塘系统水环境过程模型研究主要包括构建经验模型和机制模型两方面。经验模型主要是利用统计分析方法分析景观格局与水环境之间关系;适用于农村多水塘系统的水环境机制模型主要包括国外的SWAT、HSPF、DRAINWAT和TOPMODEL模型。农村多水塘系统的研究可以为建设生态新农村提供科学依据。

西南丘陵山区塘堰系统对农田水量平衡的局地调控作用

以重庆市合川区大石镇高川等4个村土地整理项目为例,基于GIS软件中的水文分析模块,将研究区划分成27个有效集水区,研究了维修前后的塘堰系统对农田水量平衡的调控作用。研究结果表明:27个集水区在降雨平均水平下,由作物需水所引起的水资源短缺总量为245.6mm,通过塘堰系统可以使其减少127.88mm(维修前)和212.90mm(维修后);从时间上看,在7月份的作物需水短缺量高峰段,塘堰系统经过维修后,对作物需水短缺的保障系数从0.4提高到1;从空间上看,塘堰系统维修前,能保证整个集水区内因作物需水所引起水资源短缺的73%,维修后能保证整个集水区内因作物需水所引起水资源短缺的91%。

塘-湿地复合生态系统处理石油化工废水的效能

应用多级塘（厌氧塘，兼性塘，好氧塘和冬季储留塘）湿地复合生态系统对石油化工废水进行强化处理和利用，处理能力10万m^3／d。结果表明，多级塘湿地复合生态系统在寒冷地区对石油化工废水处理效果良好，最终处理单元芦苇湿地出水的COD、BOD5、TN、NH4^＋-N、TP和石油类物质的平均值分别可达到7508，7．51，10．63，5．12，0．5，4．63mg／L．植物生长季节（5～10月），系统对各污染物的去除效果均优于非植物生长季节，系统中的储留塘可实现污水在冬季（11月～裂年5月）的零排放，保证全年处理效果。

基于CFD的循环生物絮团系统养殖池固相分布均匀性评价

为探索循环生物絮团系统相对原位生物絮团系统在生物絮团分布均匀性方面的改善,以欧拉-欧拉多相湍流模型为理论框架,运用计算流体力学(computational fluid dynamics)技术,对两种系统养殖池固液气三相三维流动进行了数值模拟,分析了两种养殖池的液相速度云图、液相流线图以及固相分布特性。模拟结果表明:在水力停留时间为0.90 h时,循环养殖池流场相对复杂,流向变化较乱且分布于整个空间,紊流相对剧烈,流场速度大小分布更均匀,死区相对较少,固相主要分布在中心大范围区域,便于循环,在底部未出现沉积现象,能够避免生产中由于生物絮团在桶底角处的沉积造成厌氧病菌的滋生。另外,循环养殖池生物絮团固相体积分数约为0.1,比较适宜罗非鱼等养殖对象的生长。通过与实测数据对比,模型的模拟值误差均在20%之内,模拟结果可信,该研究说明循环生物絮团系统能够解决原位生物絮团系统中生物絮团分布不均匀以及流场死角多的问题。

基于风险偏好信息的尾矿库安全评价指标权重确定

为了客观判断尾矿库的安全运行现状,以人—物—环境—管理为基础,选取了6个准则层指标和27个指标层指标,构建了尾矿库安全评价指标体系的多层次模型。引入悲观度指数,改进和优化多层次模型,根据区间数互反判断矩阵的一致性定义,提出矩阵一致性逼近的方法。通过满足决策者不同风险偏好信息的区间数互反判断矩阵计算权重,可以提高各个指标权重的科学性,降低决策者评价指标的主观性。最后,将该方法应用到福建某尾矿库的安全评价中,根据指标权重值确定尾矿库安全运行各因素的影响程度,由高到低依次为环境、施工质量、技术设计、管理、尾矿自身(物)和人员,由此为尾矿库的安全管理提供依据。

中国淡水池塘养殖减排工程设施分析

淡水池塘养殖水体污染已成为制约产业健康持续发展的重要因素,利用工程设施减少池塘养殖粪便、残饲和尾水排放是未来产业发展趋势。目前,淡水池塘养殖减排工程主要包括:基于人工湿地的池塘循环水养殖系统、“三池两坝”池塘养殖水体净化系统、“集装箱+生态池塘”养殖系统、绿色高效圈养系统、植物浮床-池塘复合养殖系统、流水槽-池塘内循环养殖系统、多营养层次综合养殖系统。本研究着重从养殖系统工程构建、运行原理角度,分析上述7种常见工程设施特征。这些设施通过集污、排污、沉淀、微生物降解、植物吸收作用,在一定程度上,将部分营养元素资源化再利用。受限于技术缺陷、产业基础等,目前池塘养殖减排工程设施推广普及率不高。建议应加强池塘氮、磷等物质循环方面的基础性研究,积极研发池塘氮、磷污染物高效处理设施,完善池塘养殖减排工程产业链。本研究可为中国淡水池塘产业持续健康发展提供参考。

三峡库区典型流域塘库服务功能类型及空间分布

塘库作为一种典型的人工湿地生态系统,在三峡库区分布广泛。塘库的空间分布对塘库在农业生产、居民生活以及流域生态水文过程等生态服务功能方面均有重要影响。以位于三峡库区中部的陈家沟小流域为研究区,从自然因素、社会因素、生产因素等方面建立相应指标体系,采用空间分析方法定量确定塘库分布及其服务功能类型的关联。结果表明,塘库的分布是海拔、坡度、耕地以及居民点分布等自然因素、生产因素和社会因素共同影响的结果,塘库集中分布于海拔350~550 m,坡度5°~25°以及距离农村居民点20~80 m的流域中下部区域,但其服务功能类型在空间分布上差异不显著。流域内多塘系统对流域水文调节与面源污染治理具有重要意义,塘库服务功能类型的变化则反映了农村地区经济结构与生计策略的转变。

多营养级池塘养殖系统设计与试验

为有效解决水产养殖环境污染、提高水产品品质,本研究构建了一套1.33 hm2的多营养级池塘养殖中试试验系统,主要包括草鱼养殖区、河蟹养殖区、螺蛳鲢鳙养殖区和水处理设施等。养殖的草鱼、河蟹作为饲料营养的Ⅰ级利用层级,投放的螺蛳、鲢鳙作为Ⅱ级利用层级,种植的沉水植物作为Ⅲ级利用层级,按时打捞水草、螺蛳作为草鱼、河蟹的生物饵料,从而提高饲料营养物质向鱼蟹等主养对象的转化比例。利用计算流体动力学(CFD)软件建立了试验系统水循环过程的1∶1比例计算模型,研究了全域水循环过程和单个草鱼养殖池的流动特性,并开展了水质调控试验,在试验系统内设置14个采样点,对一个养殖周期的水质参数进行监测。结果显示:草鱼养殖池壁附近的水体流度大于轴心区域的水体流速,有利于颗粒废物的沉淀,及时集排污;系统开启运行300 s后,水体在整个系统中的流态趋于稳定,营养物质在系统各个池塘中的分布基本均匀,保证物质能量的高效循环;系统对养殖水体氮、磷的去除效果显著,养殖全程的总氮质量浓度低于5 mg/L,总磷质量浓度低于1 mg/L,符合淡水养殖排放水标准,但对化学需氧量(COD)的控制效果不显著,应进一步改进系统结构,加强系统对有机污染物的处理能力。本研究为多营养级分隔池塘养殖系统的设计提供了参数参考。

南方饮用水塘库富营养化防治技术综述

南方的许多饮用水水库和水塘有一定程度的富营养化。为有效保障饮用水安全,需为这些水库和山塘制定长期的系统性防治方案。分析南方饮用水塘库藻类生长的限制性营养物,对来水营养物控制浓度的确定办法提出建议,对主要污染源的判定方法进行汇总。重点对内源(底泥污染释放)、农业面源污染和藻类治理的各项技术的适用性进行分析,对其主要技术参数进行总结。

大理市塘库系统效能评估

针对洱海西岸、东岸和南岸的农田面源分布、产水量,提出利用塘库系统控制其农业面源。对塘库系统的2种主要功能的农田面源截流效率、替代提水灌溉的效能进行了分析,提出了洱海东岸、南岸和西岸合理的塘库库容。

高层建筑消防给水系统设计中的几个问题

根据高层建筑消防规范和工程实践经验,对高层建筑消防系统设计的若干问题进行探讨。

适应水位变化的多功能基塘系统:塘生态智慧在三峡水库消落带生态恢复中的运用

自然界有许多大小不一、形态各异的塘,具有多种多样的生态服务功能。在传统农耕时代,劳动人民创造了各种塘系统,如陂塘、多塘系统、桑基鱼塘等,它们发挥了储蓄水分、控制雨洪、净化污染、调节微气候、提供生物栖息地等多种生态服务功能。如今,在全球气候变化及人类活动的干扰下,地表水资源短缺、水环境污染及水生态失调等问题日益严重。如何应对不断变化的环境,进行有效的生态恢复及景观建设？我们不仅需要从自然塘系统中获取灵感,更需要从传统文化遗产,如各种塘系统的生态智慧中汲取营养。多功能基塘系统是应对环境变化、优化生态服务功能的重要手段。本文在阐明自然界塘的组成、结构和功能的基础上,发掘传统乡村各种塘系统的生态智慧,结合长江三峡水库消落带多功能基塘的设计与实践案例,探讨塘生态智慧在具有季节性水位变化的水库消落带的生态恢复和景观优化中的运用。