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。

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。

氟化物毒性效应与水质基准标准研究进展与展望

氟摄入过低或过高,都会对人体健康产生负面影响,此外,水体中的氟化物含量过高也会对水生生物产生危害。本文综述了氟化物的主要来源与分布,以及氟化物的毒性效应,从保护人体健康和水生生物2个角度分析了国内外氟化物水质基准/标准研究现状,并针对氟化物人体健康效应的双阈值性、氟化物摄入源地区差异性、氟化物水生生物毒性受温度、硬度和氯离子浓度等影响的特征,展望了我国氟化物水质基准研究和标准修订的未来发展方向:(1)深入探讨氟化物保护人体健康的最适区间;(2)将氟化物总摄入量的地区差异性纳入地方性水质标准制定的考虑范畴;(3)加强水质参数(如硬度、温度和氯离子浓度等)修正的氟化物水生生物水质基准研究。

区域水资源集约安全利用评价:以北京市为例

构建了区域水资源集约安全利用评价模型,对北京市2008−2019年的水资源集约安全利用进行评价.结果显示:北京市水资源集约安全利用情况在2010年达到最佳状态,2012年最差,但近年来逐渐向好发展;水资源集约利用指数除2013年有所下降,整体上呈逐年上升趋势;水资源安全利用指数变幅较大,其中2010年最佳,2012年最差,2013年后也在逐年向好发展.北京市在推进节水型社会建设的同时,也应筑牢生态安全屏障:在改善水资源集约利用方面,需紧抓节水工作,提高水资源利用效率,同时也要加快调整发展模式,优化产业布局;在改善水资源安全利用方面,应严格控制污染物排放总量,大力推进城市污水处理与资源化.

左氧氟沙星在水环境中的赋存、风险及降解技术研究进展

水环境中的抗生素不仅诱导微生物产生抗性基因(ARGs)及耐药细菌,而且危害生物安全,对人类生命健康产生严重威胁。氟喹诺酮类抗生素(FQs)及其引发的ARGs问题已引起国内外学者广泛关注。左氧氟沙星(LVFX)是使用最广泛的FQs之一,因生物体代谢率低且化学结构稳定,在环境中被广泛检出。因此亟需掌握LVFX在水环境中的赋存特征,厘清其对生态环境的危害,并比较分析现有技术对其去除效果。在现有研究基础上综述了LVFX在水环境中的赋存特征,从诱导微生物产生ARGs和耐药细菌及威胁水生态安全两个方面阐述了LVFX的生态风险,系统阐述了物理法、化学法和生物法去除LVFX的效果及研究进展,分析了这些技术的优缺点,以期为高效低耗降解LVFX并抑制ARGs的传播提供一定的参考。

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。

植被调控水土流失机制研究进展及展望

植被是调控水土流失的关键因子。从植被与水土流失关系的研究方法、植被调控土壤侵蚀的表征指标、植被不同部分(冠层、根系、枯落物)对土壤侵蚀的作用机制、植被对侵蚀泥沙分选性的影响机制、植被与其他因子交互作用的土壤侵蚀效应等5方面对植被调控水土流失机制的研究成果进行综述,并提出该领域的研究展望。笔者认为:植被盖度未达稳定值时其减沙的正向效应受到挑战,且植被盖度稳定值因土壤质地、植被类型和坡度而异,其机理尚不明确;在气候变化背景下,需要加强极端暴雨条件下植被根系促进浅层滑坡的机理研究;植被枯落物混入土壤后对土壤可蚀性的影响机理及其季节性变化机制有待进一步明晰;需加强植被覆盖下坡面径流水动力学特征及其对侵蚀泥沙颗粒分选性的影响机制研究,以及基于泥沙分选理论的林下土壤流失量化研究;植被与坡度、坡长、降雨强度等其他侵蚀因子交互作用的土壤侵蚀效应机理有待深入研究;另外,亟需研发包括植被参数、土壤参数、降雨和坡面流水动力学参数在内的植被侵蚀动力学方程,以推动土壤侵蚀物理模型的深入发展。

多模型结合下农业用水效率及影响因素时空分异特征研究

针对农业用水效率及其影响因素时空分异的问题,测度农业水资源效率并对其影响因素时空分异特征进行深入解析。将多种数学地理模型相结合,利用非期望产出超效率SBM模型测度各省份农业用水效率,以Tobit模型作为探究农业用水效率主要影响因素的方法,基于所测算结果运用时空地理加权回归模型(GTWR)分析各因素对农业用水效率的影响程度和时空差异性。结果显示:我国农业用水效率提升明显但总体效率仍保持较低水平,农业用水效率省际和区域差异显著;年降水量、农业用水占比、节水灌溉面积占比、人均农产值和农产品进出口额是农业用水效率的主要影响因素,农业用水占比和人均农产值是最主要的负向和正向因素;各地的自然条件和农业生产环境导致农业用水效率影响因素差异显著,东北地区对外贸易繁荣,能有效促进农业用水效率提升;黄河流域传统的漫灌、串灌方式用水浪费严重;长江流域下游发达地区较高的农业生产水平带动中上游地区发展;南部沿海地区和西南地区丰富的降水缓解了缺水压力,节水动力不足;西北地区地理位置和经济条件等的劣势导致用水效率低下。各地区应因地制宜采取针对性措施,从多维度推动农业用水效率的提升与持续优化。

水-能源-碳排放复杂关系研究进展及展望

系统梳理水-能-碳复杂关系的概念内涵,认为其本质是水资源、能源以及碳排放在整个产品生命周期过程中的相互关系。回顾了复杂关系的近今进展,可将评估方法归纳为基于耦合关联视角的评估、基于整体协同视角的评估、基于风险与韧性视角的评估以及基于土地利用视角的综合评估。在此基础上,建议未来应重点关注4个前沿议题,即基于水-能-碳承载力的国土空间优化研究、水-能-碳视角下资源消耗与经济增长脱钩分析、水-能-碳复杂关系确定性与不确定性量化分析以及水-能-碳工程措施助力“负排放”,旨在通过水-能-碳系统协同管理推动绿色高质量发展。

极端降水引起的大面积夏玉米减产方法研究——以2021年河南“7·20”强降水事件为例

【目的】建立洪涝条件下夏玉米减产的快速评估方法,评估2021年河南省“7·20”强降水事件对夏玉米产量的影响。【方法】根据2021年6月18日—7月29日河南省逐日的归一化植被指数(NDVI)遥感影像数据和DEM数据,利用像元统计法确定“7·20”强降水事件中河南省夏玉米连续被淹区域,依据夏玉米受淹时长与减产关系以及追肥对受淹夏玉米产量的补偿关系评估“7·20”强降水事件对河南省夏玉米产量造成的影响。【结果】河南省“7·20”强降水事件造成的涝灾区域主要分布在安阳、新乡和郑州,该次强降水事件造成夏玉米受淹面积共计261万hm^(2);中等程度受淹面积(淹水3 d)为57万hm^(2),严重受淹面积(淹水5 d)为13万hm^(2),绝收面积(淹水≥7 d)为20万hm^(2)。【结论】河南省“7·20”强降水事件造成的夏玉米产量损失为393万~491万t,占全省夏玉米总产量的17%~22%(以2019年夏玉米产量为基准),与调研数据基本一致。因此,本研究提出的极端降水事件下夏玉米受淹面积快速获取方法和减产估算模式可为变化环境下的粮食估产和国家粮食安全研究提供技术支撑。

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。

南水回补区地下水水质敏感指标识别及关联性研究

基于北京市通州区2011-2019年地下水位及水质数据,构建了区内南水北调回补前后多个水质指标的ROC曲线;通过识别受回补影响的、AUC>0.7的高度敏感性指标Fe^(3+)质量浓度,以及AUC为0.6~0.7的中度敏感性指标NO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)和F^(-)质量浓度后发现:Fe^(3+)在回补后总体质量浓度变小;NO_(3)^(-)、NO_(2)^(-)和F^(-)质量浓度变大.以F^(-)为例,构建了R-V copula模型,结果表明:与F^(-)敏感性密切相关的指标分别为Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)、Cl^(-)质量浓度和pH;关联性的具体表现是Ca^(2+)质量浓度与F^(-)质量浓度明显负相关,区内地下水回补后Ca^(2+)质量浓度下降,激发了F^(-)的活跃度;pH与F^(-)通过Ca^(2+)产生间接相关关系,当pH增大、环境偏碱性时,水中Ca^(2+)的活性降低,利于F^(-)富集;Mg^(2+)、Na^(+)、Cl^(-)与F^(-)的质量浓度表现为正相关关系,其中Mg^(2+)与F^(-)的质量浓度相关关系受溶滤作用以及水力联系的影响,Cl^(-)与F^(-)的质量浓度同时增大,这是由于存在置换反应;Na^(+)在Ca^(2+)质量浓度较低时与F^(-)发生吸附解吸,从而得以富集.区内控制回补后地下水中F^(-)敏感富集,主要是因为回补不但激发了原生地质成因的含氟矿物溶解与混合稀释作用对含氟矿物溶解的促进,而且也加速了Cl^(-)与F^(-)的相互置换、Na^(+)与F^(-)的吸附解吸.研究成果可深化对南水北调回补区水质演化机制的认识,为北京城市副中心未来的地下水监测管理与供水安全保障提供理论支撑和决策依据.