高校生活节水技术与措施改进研究——以北京师范大学为例

高校是用水大户,研究与改进生活节水技术与措施意义重大。以北京师范大学为例,通过分析该高校的生活用水情况、节水措施,指出节水工作中存在中水处理能力不足、学生使用自来水浪费、洗澡用水量过大、冲厕用水浪费、用水器具常损坏导致漏水损失的问题。针对上述问题,提出了增加中水处理规模、基于定额管理的学生宿舍自来水用水控制、基于阶梯式水价的学生洗澡用水控制、冲厕水量控制、供水系统故障举报奖励机制这五项节水技术与措施。上述技术措施是在现有节水技术措施上的改进和完善,具有良好的可行性。在采取上述措施后,学校每年可节水约22.8万m3,节水效益明显。

高校学生用水过程研究——以北京师范大学为例

对高校用水的研究多直接分析历年宏观统计数据,得出的结果难以真实说明生活用水过程。现从微观个体实验的角度出发,结合水平衡测试,对北京师范大学学生用水过程进行详细研究,得出北京师范大学学生用水定额为100L/(人.d),用水定额先进,节水潜力有限;夏季人均日用水量比冬季约多28%;女生人均日用水量比男生多20%;对比其他研究成果可知,学生洗浴用水量过大,建议通过改进淋浴喷头的出水量,使学生次洗澡用水量降为国家规定的100L,则可年节约水量1.5万m3。

序 北京师范大学校级创新研究群体--流域水沙过程模拟

近年来,随着我国经济社会的快速发展,加之气候变化的双重影响,洪水、干旱、水污染事件时有发生,人水矛盾日益凸显,长江洪水、黄河断流、西南地区持续性特大干旱、松花江水污染事件,尤其是最近发生在北京的突发性城市暴雨洪水,造成重大的经济损失和人员伤亡,给人们敲响了警钟,经济社会可持续发展中一些重大水问题亟待我们做出回答。

水文科学在北京师范大学：回顾、机会与挑战

简要介绍了水文科学的学科体系,回顾了水文科学的发展历史,系统梳理了水文科学在北京师范大学的发展历程.介绍了北京师范大学水科学研究院在水文学及水资源领域的主要成就与发展进程.事实说明,科学技术的发展是水文科学发展的动力,不断增长的社会需求是水文科学发展的源泉,水文科学在北京师范大学的发展,是社会需求所致,是历史的必然,是机会更是挑战.

序 北京师范大学校级重点学科——水文学及水资源

北京师范大学在教育部和北京市共同支持下，以突出的特色和雄厚的实力，入围国家“985工程”建设计划，即建设世界一流大学计划，确立了“综合性、有特色、研究型的世界知名高水平大学”的奋斗目标．2005年1月，在刘昌明院士和林学钰院士领导下，北京师范大学率先在国内高校成立水科学研究院．建院伊始，全院教师11人，研究生不足30名．近年来，在学校有关部门的支持下，水科学研究院发展迅速，2012年教职工43人，其中，中国科学院院士2人，“京师学者”特聘教授1人，教授10人，副教授14人，另外聘请兼职教授、客座教授2名。

高校学生党支部“互联网+ 党建”工作方式研究——以北京师范大学为例

随着互联网社会的进一步发展,互联网与日常生活已经密不可分。充分利用互联网优势推动高校学生党支部建设是一个值得研究的课题。文章就北京师范大学学生党支部日常工作与互联网结合的现状进行研究,分析北京师范大学学生党支部建设存在的不足,就进一步推动高校学生党支部“互联网+党建”的工作模式提出合理化建议。

北京师范大学校级重点实验室--数字流域实验室介绍

2005年伊始,伴随着北京师范大学水科学研究院的诞生,数字流域实验室正式成立.经过3年的建设,于2008年向学校科技处提出申请,成立北京师范大学数字流域校级重点实验室.学校科技处十分重视,组织学校相关部门领导和专家进行考察和论证,经过现场考察和答辩,并经过专家组论证和科技处审核,以北京师范大学首批'京师学者'特聘教授徐宗学为主任、鱼京善教授为副主任的数字流域实验室获得学校批准,学校正式立项建设北京师范大学数字流域校级重点实验室实验室现有成员人,其中教授人。

水文科学研究进展的回顾与展望

对水文科学的研究现状、主要进展和发展趋势进行了系统深入的总结和分析,其结果表明,社会需求是水文科学发展的根本动力,技术进步是水文科学发展的源泉。水文科学不仅要研究地表水文过程,还要研究各圈层界面上水分和能量交换过程,不仅要研究水在运动转化过程中的物理过程,还要研究水中各种化学成分的化学过程,特别需要加强水在水文循环和运动中生物过程的研究,从而使水文学向生态水文学的方向迈进。目前,生态水文学、全球气候变化影响是水文学研究的热点领域之一。今后除了进一步继续完善和深化水文科学的理论体系,还要不断丰富水文科学的社会服务功能,为经济建设和社会发展提供科技支撑。

Pu在膨润土层中的反应性迁移模拟研究(1)——地下水-膨润土体系演化的地球化学模拟

在某区含Pu高放废物处置系统的性能评价中,需要分析水-岩相互作用下蒙脱石、孔隙度、pH值等演化过程对膨润土材料性能及Pu反应性迁移的影响,为此,本文以工程屏障系统中厚度为1 m的柯尔碱膨润土回填材料为研究对象,基于地下水入渗景象,采用TOUGHREACT模拟了地下水-膨润土体系的地球化学演化。结果表明:膨润土完全饱和约需20年;膨润土中蒙脱石的伊利石化作用很弱,而去白云石化过程(白云石溶解、方解石形成)相对明显,这使得水中Ca^(2+)浓度减小、Mg^(2+)和HCO_(3)^(-)浓度增大、pH值呈弱碱性且维持在8.1~10.3范围内;膨润土的孔隙度和渗透率变化不明显(变化量不到2%)。这些演化过程将有利于维持膨润土的膨胀性,阻滞核素向外迁移。

区域地下水演化的地球化学研究进展

由于区域地质特征、水文地质条件、气候影响和人类活动的差异性,导致区域地下水演化的地球化学过程复杂、影响因素众多。在总结近年来国内外区域地下水化学演化研究大量成果的基础上,综述了地下水演化的地球化学系统分析方法,地下水演化研究的水文地球化学方法、同位素地球化学和元素地球化学方法和技术以及地下水演化的地球化学模拟方法和技术及常用软件。指出在今后的一段时期内,区域地下水自然演化与人类活动的复合作用、地下水与地表水的相互作用、微生物-水-岩相互作用将是区域地下水地球化学研究的热点领域,其中物理、化学、生物的耦合作用将是区域地下水演化的地球化学研究的重点领域。

北京农业虚拟水结构变化及贸易研究

通过依据典型区县实际灌溉定额调查成果并用全国作物需水量等值线图进行修正,确定出北京市主要农作物的需水量,对北京农作物种植结构变化、农业用水及其GDP效益作了分析,进而对各类农作物历年的虚拟水含量及其结构变化进行了研究,最后基于投入产出方法对北京农业虚拟水贸易进行了计算分析.结果表明,①近年来,北京地区粮食作物虚拟水总量持续减少,由1990年的18.32×108m3减少到2004年的4.283×108m3,经济作物虚拟水总量却呈上升趋势,由1990年的9.06×108m3增加到2004年的14.92×108m3,但总体上农作物虚拟水总量仍呈现下降趋势;②北京是一个农产品虚拟水净输入的地区,年平均虚拟水净输入量约为2.37×108m3,这相当于北京市年产水资源总量的5.93%,间接地缓解了北京市水资源紧缺的局面.

城市水管理与海绵城市建设之理论基础——城市水文学研究进展

过去数十年来,我国经济社会快速发展,城市化进程不断加快,但由于不合理的城市规划和建设,自然水循环系统受到无序的干扰和破坏,引发了一系列城市水问题,城市水管理工作面临巨大挑战。城市水管理的理论支撑就是以研究城市水循环为核心的城市水文科学,"海绵城市"建设作为我国现代城市水管理的重大战略,必须以城市水文学理论为依据,深入研究城市水循环机理和规律。本文围绕城市水管理支撑理论,系统梳理了国内外在城市化水文效应、城市产汇流理论、城市雨洪模拟与管理方面的研究进展,指出城市水文观测与预报、城市化水文效应与产汇流理论、城市综合水系统模型研究是当前和未来一段时间研究的重点和难点。提出了我国当前城市水管理和海绵城市建设所面临的城市产汇流基础理论、城市气象水文监测和水文过程模拟技术问题,以及城市水文学研究应对变化环境下城市复杂的综合水问题开展基于多学科理论的全面精细化模拟分析的基本思路。

基于SWMM模型的北京大红门排水片区雨洪模拟研究

大红门地区属于北京市洪涝多发区,近年来,随着城市化进程加快,洪涝灾害进一步加剧.本研究基于SWMM模型构建了该区域一维管网、河网模型相耦合的城市雨洪模拟模型,并分别选用20000808、20030627、20010724号实测三场暴雨和洪水资料,对模型参数进行了率定和验证.结果表明:率定期流量相对误差分别为3.37%和-7.45%,洪峰流量相对误差分别为-7.65%和-9.84%,峰现时间相对误差分别为2h和0;检验期20010724号洪水流量相对误差为18.28%,洪峰流量相对误差为14.4%,峰现时间相对误差为0.研究结果表明,该模型能够较好的模拟北京大红门排水片区的雨洪过程,可为该区域的防洪决策提供技术支撑.

北京市再生水灌溉对土壤质量的影响研究

为了研究再生水灌溉对土壤次生盐渍化及重金属累积等土壤质量指标的影响,采用田间调查取样方法,在北京市典型再生水灌区(通州新河灌区),对再生水灌溉和井水灌溉的土壤进行采样分析.采用ICP-AES光谱仪测定土壤重金属(Cu、Ni、Pb、As、Cd、Zn)质量分数w、采用DX 600离子色谱仪测定盐离子(Ca2+、Mg2+、Na+、K+)质量分数w.结果表明,再生水灌区比井灌区土壤盐离子w显著增加,增加程度w(Na+)>w(K+)>w(Mg2+)>w(Ca2+),且土壤中Ca2+、Mg2+、Na+在土层>40～80cm、>140～180cm累积较多;再生水灌区与井灌区土壤浸提液的钠吸附比(SAR)垂向变化趋势一致,再生水灌区各取土层SAR显著高于井灌区,平均是井灌区的5～6倍,但仍处于作物适宜范围之内.尽管再生水灌区重金属(Cu、As、Ni、Pb、Zn)在土层>140～200cm略有累积,但仍符合土壤环境质量标准Ⅰ或Ⅱ级,且再生水灌区与井灌区在0～140cm的土壤重金属w差异并不显著.

南水北调进京后的北京市水资源短缺风险研究

基于趋势预测和用水定额法对北京市的用水情况进行了预测,采用皮尔逊水文频率曲线模拟了中长期不同降水的经验概率,计算南水北调进京后的水资源短缺量和风险变化。研究表明：南水北调进京后,正常年能够保证北京用水;在枯水年可降低缺水比例60%以上,在平水年降低缺水比例40%以上,在丰水年缺水比例降低至零,且随时间推移南水北调工程对缺水比例降低的效果增大;南水北调工程实施后北京市2015～2030年水资源短缺风险由70%～80%降低到26%～36%,降低了40%以上,且随着时间推移,南水北调工程对水资源短缺风险的降低作用将继续增大。

北京市水资源可持续利用对策研究

北京市位于水资源相对贫乏的海河流域,随着城市规模的迅速扩展,有限的水资源和巨量的用水需求成为制约北京市快速稳定发展的瓶颈。分析了北京市水资源现状及利用存在的问题,并提出了完善水污染防治机制、建立水资源生态补偿机制等等一系列对策,以确保北京市水资源的可持续利用。

北京城市水华预警指标体系研究

2002年以来,北京城市河湖水体基本处于轻度富营养化状态,为能对2~7 d短期水华进行准确预警,研究了较易实现自动化监测的水温、pH、溶解氧、叶绿素a等水质指标以及光照强度等气象指标与水华发生的响应关系。确定了水华短期预警系统的输出指标为与藻密度有很好线性相关性的叶绿素a和溶解氧;水华预警输入指标为总磷和总氮、水温、光照、叶绿素a、溶解氧等。

湿式氧化处理高浓度磷霉素废水的动力学研究

采用湿式氧化(Wet Air Oxidation,WAO)工艺处理高浓度磷霉素制药废水,并对磷霉素制药废水WAO过程中总有机磷(TOP)和CODCr去除的动力学特征进行研究,定量表征了反应温度、氧分压对TOP和CODCr去除的影响。结果表明:WAO过程中TOP和CODCr的去除分为快反应和慢反应2个阶段,其去除过程较好地符合分段一级动力学模型,总体而言,TOP和CODCr的去除随着反应温度和氧分压的增加而增大,慢反应阶段TOP和CODCr的去除对反应温度和氧分压呈现较弱的依赖性。在氧分压为1.0 MPa条件下,TOP去除的表观活化能Eafast和Easlow分别为68.6和44.7 kJ/mol,COD去除的表观活化能Ea和Ea分别为41.0和24.5 kJ/mol。

低中放核素在地下水环境运移的动力学研究

针对处置库中低中放核素释放对地下环境潜在性污染的严重性,建立了核素在包气带和含水层中联合迁移的数值模型,利用所建立模型对某一处置场核素迁移的动力学行为进行环境预测。数值模拟结果表明:包气带对于吸附性较强的核素具有很大的阻滞作用,对于低分配系数的核素阻滞作用较弱;衰变系数对含水层中核素的迁移起到了重要作用,随着衰变系数的增大,地下含水层中的核素体积浓度逐渐降低,并且分配系数的大小直接影响着核素在含水层中体积浓度分布曲线的形状。采用系统耦合数学模型来研究核素在包气带和含水层中的运移是预测核素污染的重要手段和有效方法,可为核素在地下处置库中安全处置及环境影响的评价提供科学依据和技术指导。

北京市通州区水环境规划方案下的水质模拟研究

应用北京师范大学水科学研究院开发的河段水质模拟工具,对未来水环境规划方案下的北京市通州区河段水质进行了模拟预测.以区内主要河段北运河和凉水河为例,分别预测了2010和2020年河段水体中的化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N)的质量浓度,计算结果表明,通过实行工业达标排放、建立污水处理厂及湿地生态修复,可以提高温榆河通州段水功能区水质目标,保证2020年通州区北运河出境断面水质达标.