DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 结果与讨论 3.1. 不同水动力条件对次级支流优势藻种生长的影响 3.1.1. 水动力条件对藻类生长的影响 根据表2、表3设置参数，分别在双环形水槽和紊流装置中进行实验，研究水流速度、紊流耗散率对藻类生长的影响。实验中以叶绿素a (Chla)表征藻类的数量，实验结果如图3所示，(a)为流速变化时Chla的变化情况，(b)为紊流耗散率变化时Chla的变化情况。图3(a)为流速变化时原水中Chla的变化情况。本部分将静止(V = 0 m/s)组设置为参照组，静止时表征藻类生长的叶绿素a浓度在14天达到最大值0.094 mg/l；当流速为0.00~0.12 m/s时，藻类生长峰值高于参照组，最大值为0.124 mg/l (V = 0.08 m/s)，由此可判断此范围内的流速对藻类的生长有促进作用；随着流速的继续增大(0.16~0.40 m/s)，藻类的生长峰值低于参照组，并且有继续降低的趋势。随着流速的提高，峰值出现的更早，故此范围内的流速对藻类生长有抑制作用。 同上，零流速组作为参照组，由图3(b)可看出培养时间不超过14天、紊流耗散率为0.00~0.62 m 2 /s 3 × 10 −4 时表征藻生长的Chla峰值高于参照组的最高值0.100 mg/l，特别是当紊流耗散率为0.26 m 2 /s 3 × 10 −4 时，Chla的峰值达到0.158 mg/l。由此可推断，紊流耗散率不超过0.62 m 2 /s 3 × 10 −4 时对藻类的生长有促进作用，并且促进作用随着紊流耗散率的增加而降低；当紊流耗散率为0.62~4.98 m 2 /s 3 × 10 −4 时，藻类生长峰值低于静止紊流耗散率，并随紊流耗散率的增加呈下降趋势，此范围内紊流耗散率对藻类的生长起抑制作用。 3.1.2. 水动力条件对优势藻种生长的影响 本部分研究直接培养清水溪原水，取回的原水经显微镜观察发现硅藻、蓝藻、绿藻为该水体中的优势种，这与雷欢等的研究结果相符合[ 6 ] 。根据2.1.1，当培养时间为14~16天时藻类数量达到峰值，故在本部分研究中 Table 2 Device number and the corresponding velocit 装置编号 L01 L02 L03 L04 L05 L06 对应流速(m/s) 0.00 0.08 0.12 0.16 0.20 0.40 表2. 层流装置编号及对应流速 Table 3 Turbulence device number and the corresponding turbulence dissipatio 装置编号 T01 T02 T03 T04 T05 T06 ε 0 (m 2 /s 3 ) × 10 −4 0.00 0.26 0.62 1.22 2.10 4.98 表3. 紊流装置编号及对应紊流耗散率 图3. 不同水动力条件下叶绿素a浓度随时间的变化 认为培养14天后藻类生长达到峰值。不同水流速度、紊流耗散率条件下优势藻种变化情况如图4所示；(a)表示流速变化时，藻群体变化情况；(b)表示紊流耗散率变化时藻群体变化情况。 在流速模拟装置中，当水流静止时硅藻、蓝藻的优势地位逐渐被绿藻所取代，三者的变化量分别为−13.05%、−3.09%、16.14%。在紊流实验中，静止装置也出现了类似的结果，绿藻成为优势种，三者的变化量分别为−17.20%、3.39%、13.81%。因此可推断当水体静止时库区次级(清水溪)水域中绿藻为优势种。 如图4(a)所示，在设定的流速下，Chla达到峰值时，硅藻在水体中占64.92%~90.24%，平均值为80.37%，相对初始值平均增加33.05%，硅藻含量是静置装置中硅藻所占百分比的2倍以上。蓝藻与绿藻所占百分比均降低，蓝藻峰值时所占百分比平均值为6.52%、削减量平均值为−22.63%；其中绿藻峰值时所占百分比平均值为13.11%、削减量平均值为−10.42%。如图4(b)所示，在设定的紊流耗散率下，叶绿素a达到峰值时，硅藻在水体中占79.47%~96.17%，平均值为89.25%，平均值增加量为41.93%，相较于静置装置中硅藻所占百分比大幅度提升。蓝藻与绿藻所占百分比均降低，其中蓝藻峰值时所占百分比平均值为6.42%、削减量平均值为−22.73%，其中绿藻峰值时所占百分比平均值为4.33%、削减量平均值为−19.20%。 由此可知，静置条件下，绿藻为优势藻种；在流速与紊流耗散率变化时硅藻成为优势藻种，表明硅藻对水动力环境有特殊的适应适应力。处于紊动状态下的硅藻所占百分比高于流速状态下，因此相较于流速，硅藻更适应紊动状态下的水动力条件。 胡建林等对长江三峡库区重庆段浮游植物进行检测统计，发现水体中藻类以硅藻为主，硅藻在水体中所占比例均超过60% [ 7 ] ；王敏[ 2 ] 等通过对三峡库区最大支流嘉陵江硅藻水华进行研究发现，水华优势藻种为小环藻。这均与本研究所得结果相印证。三峡库区次级支流水体中的多种藻类种群在流速与紊流耗散率影响下，硅藻具有明显生长优势。因此确定硅藻为三峡库区次级支流水体水动力变化下的优势藻类。 3.2. 不同水动力条件对硅藻生长的影响 根据2.1.2，选取单一藻类(梅尼小环藻)为研究对象，按2.1.1进行流速、紊流实验。各装置中投入相同浓度的小环藻，各装置的初始Chla值介于0.019~0.043 mg/l之间。流速实验结果如图5(a)所示。由图可看出单一藻类对流速变化更敏感，流速介于0.00~0.12 m/s时对硅藻的生长才有促进作用；当流速介于0.12~0.40 m/s时流速对硅藻的生长表现出抑制效果，且流速越大抑制效果越明显，当流速中增加到0.40 m/s时，Chla峰值降为0.345 mg/l。 图5(b)所示为紊流实验下Chla的变化情况，紊流耗散率为0.00~0.26 m 2 /s 3 × 10 −4 时，藻类生长峰值高于静止条件，最高峰值为0.651 mg/l (ε 0 = 0.26 m 2 /s 3 × 10 − 4 )，此范围内紊流耗散率对藻类的生长起促进作用；紊流耗散率为0.26~4.98 m 2 /s 3 × 10 −4 时，藻类生长峰值低于静止紊流耗散率，并随紊流耗散率的增加逐渐减少，并且峰 图4. 水动力条件变化时藻类种群变化 图5. 不同水动力条件下叶绿素a浓度随时间的变化 值出现的时间普遍提前。对于水动力条件而言，只有当流速、紊流耗散率足够低时才会促进硅藻的生长，当流速、紊流耗散率升高时，则会抑制藻类的生长。王培丽[ 8 ] 在研究汉江硅藻水华爆发机制时发现，一定程度的水体扰动(0.38 m/s)会抑制梅尼小环藻的生长，这与本研究结果相符合。
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user: 4. 结论 实验证明，水动力条件的变化会显著促进库区硅藻的生长，使其成为优势藻种，因此，库区次级支流更易于爆发硅藻类水华。此外，对于混合藻种，当水流速度为0.00~0.12 m/s、紊流耗散率为0.00~0.62 m 2 /s 3 × 10 −4 时对水体中藻类的增长有促进作用，随着流速、紊流耗散率的继续增加藻类生长呈下降趋势，且流速、紊流耗散率越大抑制越明显。因此，对于水华易发季节，可以通过调节库区水动力学条件，预防大面积次级支流的水华的爆发。
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user: 摘 要 疏勒河流域是我国河西走廊内陆河流域的重要组成部分。在全球气候变暖背景下，研究其极端降水特征变化对于了解西北内陆河流域生态水文过程以及对气候变化的响应均具有重要意义。本文以疏勒河流域4个气象站点1960~2012年逐日降水资料为基础，采用Mann-Kendall检验、Pettitt方法、气候倾向率、滑动平均和小波分析等方法，对研究区年降水总量、最大一天降水量的趋势变化、变点特征和周期特征进行分析，并对极端降水发生频次进行讨论。结果表明，近50多年来研究区玉门镇站、安西站和敦煌站年降水总量和最大一天降水量均呈波动上升趋势，上升幅度分别为3.0~5.3 mm/10a和0.7~1.0 mm/10a。各站点年降水总量序列基本存在11~13年长周期、6~7年中周期和2~4年短周期，短周期较为显著；最大一天降水量序列存在17~18年长周期、6~10年中周期和3~4年短周期，中周期和长周期较为显著。除马鬃山站以外，玉门镇站、安西站和敦煌站2000年以后极端降水发生频次明显增加，这与年降水总量和最大一天降水量变化趋势较为一致。 关键词 :极端降水，趋势，变点，周期，频次
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user: 1. 引言 全球变暖问题一直以来受到人们的广泛关注。IPCC第五次评估报告明确指出：气候变暖已对生态系统和人类社会产生了不利影响，而且未来气候变暖将持续。在气候变暖背景下，国内外学者对极端降水事件进行了大量研究[ 1 ] [ 2 ] 。国内学者对我国极端降水事件的研究表明，我国极端降水事件在不同地区表现出明显的差异性，华北地区极端降水量主要集中在东南部，整体呈现下降趋势，并且表现出显著的季节性[ 3 ] ；西南地区极端降水强度和频次总体呈现增强、增多趋势，空间差异明显，其地形的复杂性是影响极端降水事件出现显著性差异的主要原因[ 4 ] ；长江流域极端降水量对年降水总量的贡献很大，极端降水指标呈现源区向沿海地区增多的空间分布特征[ 5 ] ；黄河流域极端降水量和极端降水强度呈现不断下降趋势，空间分布呈现由北至南阶梯状逐渐增多趋势[ 6 ] 。 疏勒河流域是河西走廊内陆河流域的重要组成部分，具有独特的地貌类型，即山前绿洲带和中下游地区的荒漠带，其水资源的主要来源是山区冰雪融水和大气降水。研究表明[ 7 ] -[ 9 ] ，疏勒河流域降水量少，降水的时空分布极不均匀，表现为从东南向西北递减的特征，且降水大部分集中于祁连山区，中下游降水量一致偏少。近年来，受全球气候变暖的影响，极端降水事件频发，由此导致该地区生态环境恶化，水资源分配愈发不均。本文以疏勒河流域逐日降水资料为基础，应用Mann-Kendall趋势检验、Pettitt变点检验、气候倾向率、滑动平均和小波分析等方法，对研究区极端降水事件的变化特征进行分析，为当地合理开发利用和保护水资源提供依据。
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user: 2. 研究区概况和数据 疏勒河流域位于甘肃省河西走廊，是我国三大内陆河之一。疏勒河发源于祁连山，西北流经肃北县的高山草地，穿大雪山—托来南山间峡谷，过昌马盆地。出昌马峡以前为上游，出昌马峡至走廊平地为中游，向北分流于大坝冲积扇面，流域面积为4.13 ´ 10 4 km 2 ，海拔1100~2010 m，年降水量40~63 mm。气候属大陆荒漠干旱型气候，四季分明，日照长，降水少，蒸发强[ 9 ] 。本文根据研究区内4个气象站点1960~2012年日降水资料对疏勒河流域极端降水特征进行分析。各站点基本信息如图1和表1所示。降水资料来源于中国气象科学数据共享服务网(http://cdc.cma.gov.cn)。
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user: 3. 研究方法 本文选取最大一天降水量和极端降水频次描述研究区极端降水事件。最大一天降水量取每年最大的一日降水量值；极端降水频次为超过极端降水阈值的天数，其中，极端降水阈值的定义为逐年日降水量³0.1 mm的样本资料按照升序排列的第95个百分位值[ 10 ] 。 Mann-Kendall (简称M-K)趋势检验是一种广泛应用于气温、降水、径流等气象水文变量的非参数统计检验方法，其优势是不需要样本遵从某一特定分布。M-K检验方法能很好地揭示时间序列的趋势变化[ 11 ] 。气候倾向率用一元一次直线方程或一元二次曲线方程就能满足。这里用一元一次直线方程来定量描述，即y(t) = a 0 + a 1 t，则趋势变化率方程为a 1 = dy(t)/dt，把a 1 × 10称作气候倾向率，其单位为mm/10a，方程中的系数可用最小二乘法或经验正交多项式来确定[ 12 ] 。滑动平均可以在一定程度上消除序列频繁随机起伏的影响，用平均值显示时间序列的变化趋势，使水文变化的趋势性更直观[ 13 ] 。Pettitt方法可以用来检测一个序列的变点，计算较简便，可以明确变化的时间，能够较好地识别序列的突变点[ 14 ] 。小波分析采用正交、复正交变换对连续的时间序列进行分析。本文选用Morlet小波作为母小波。小波系数实部的变化趋势与信号起伏一致，等值线中心表示时间序列的周期特征。小波方差用来确定时间序列中各种尺度扰动的相对强度，峰值表示该序列的主周期[ 15 ] 。
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user: 5. 结论 1) 对于年降水总量序列，马鬃山站整体呈现波动下降趋势，倾向率为−4.1 mm/10a，其余三个站点呈现波动上升趋势，倾向率为3.0~5.3 mm/10a，各站点在70~80年代上升趋势显著，80年代以后表现为微弱上升趋势，表明研究区年降水总量在近年来有增强趋势；对于最大一天降水量序列，马鬃山站倾向率为−0.2 mm/10a，下降趋势不明显，其余三个站点呈现波动上升趋势，倾向率为0.7~1.0 mm/10a，2000年以后中下游最大一天降水量表现更极端。无论是年降水总量还是最大一天降水量序列均不存在显著突变。 2) 马鬃山站和敦煌站的年降水总量序列主要存在2~4年短周期、6~7年中周期和11~13年长周期。马鬃山站、玉门镇站和安西站最大一天降水量序列均存在3~4年的短周期和17~18年的长周期。4个站点年降水总量序列短周期较为突出，最大一天降水量序列长周期较为突出。降水量序列的周期特征受海-气相互作用和太阳黑子活动周期的影响。 3) 研究区各站点整体呈现70年代极端降水发生频次较多，90年代发生频次较少的特点；除马鬃山站外，其余站点2000年以后极端降水发生频次明显增加，这与年降水总量、最大一天降水量变化趋势一致。气候变暖可能是导致疏勒河流域年降水总量、极端降水量和极端降水发生频次呈现增加趋势的原因之一。
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user: 摘 要 宁夏当地水资源十分匮乏，经济社会发展主要依赖于过境黄河水。近年来通过水权转让，缓解了新上工业项目用水问题。水权转让主要是通过引黄灌区渠道衬砌，节约渠道渗漏水量来实现节水。为了准确核定水权转让工程节水量，针对水权转让节水改造工程中渠道衬砌节水量的计算方法，根据节水量的计算原理，通过灌区长期监测资料分析并提出参数的确定方法，为节水量的分析计算提供参考依据。 关键词 :渠道砌护，节水量，计算
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user: 1. 引言 在宁夏引黄灌区，输水渠道自黄河引水通过渠道输送至各级渠道并输送至田间，对作物进行灌溉。在此过程中，有一部分水量通过渠道渗漏、田间及渠系退水等排入排水沟，成为无效引水，其中部分又排入黄河，部分补给地下水或无效蒸发而消耗掉。 因此，宁夏灌区的节水问题，主要是节约耗水量，如何将渠道减少的渗漏量换算为耗水量成为研究灌区是否真正节水的主要问题。
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user: 2. 节水量的定义 目前在诸多的节水研究中对节水尚未形成一个统一公认的定义和概念，《全国水资源规划大纲实施的技术细则》中认为节水潜力是以各部门各行业或作物通过综合节水措施所达到的节水指标为参考标准现状用水水平与节水指标的差值即为最大可能节水数量。可以看出传统意义下的节水主要是指某单个部门行业或作物局部地区在采取一种或综合节水措施以后与未采取节水措施前相比所需水量或取用水量的减少量。对于宁夏引黄灌区，并不是所有取用水的节约量都是节水量，只有所减少的不可回收水量才属于真实意义上的节水量。包括蒸发蒸腾量、无效流失量以及作物增产部分所增加的净耗水量。因此，耗水的节水量是在节水措施实施前与实施后的耗水量的差值。
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user: 3. 灌溉渠道节水机理 渠道在输水过程中，有部分流量由于渠道渗漏、水面蒸发等原因沿途损失掉，不能进入田间被农作物所利用，这部分损失的流量称为输水损失。输水损失包括渗水损失、漏水损失及水面蒸发损失3部分。 渗水损失是通过渠底、边坡土壤孔隙渗漏掉的水量。渗漏的水量部分吸附在土壤中，变为土壤水，而后通过直接蒸发或植物散发返回大气；部分渗入地下补给地下水，下渗至潜水层。下渗入潜水层的这部分水量，一部分受重力作用以地下径流方式排入排水沟(图1)；一部分通过隔水层裂隙，越流补给深层地下水(图2)；一部分留在潜水层，通过潜水蒸发返回大气中。 渠道衬砌节水，主要是通过采用衬砌材料减少渗漏量，从而减少土壤水蒸发、潜水蒸发。
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user: 4. 渠道节水量的计算 通常渠道节水量的计算方法是先计算出渠道砌护前、砌护后的损失流量，再换算为损失水量，砌护前、后 图1. 渠道渗漏水从排水沟排水示意图 图2. 渠道渗漏形成地下水位上升示意图 的损失水量之差即为减少的损失量，减少的损失量再换算至干渠取水口的引水量，引水量乘以耗水系数即为耗水量[ 1 ] 。 (1) (2) (3) η——渠道水利用系数，W 渠道损失 ——渠道损失量(万m 3 /s)，S——渠道损失流量(m 3 /s)，L——砌护渠道长度(km)，T——渠道行水时间(d)，η 耗水 ——耗水系数，W 引水 ——砌护减少的引水量(万m 3 /s)，W 节水 ——节约的耗水量(万m 3 /s)。 4.1. 输水损失流量计算 1) 根据《灌溉排水工程设计规范》(GB50288-99)，在无实测资料时，无砌护的土渠的渠道单位长度水量损失率采用考斯加可夫经验公式即： (4) (5) 式中：S——为渠道单位长度上的流量损失(m 3 /s/km)，Q——渠道净流量(m 3 /s)，σ——渠道单位长度水量损失率(%)，A、m——分别为渠床土壤透水性系数和透水性指数。 2) 根据当地试验计算 自20世纪80年代开始，开展了大量的渠道输水损失研究，其主要成果《宁夏河套灌区农业综合开发渠系输水损失防渗效果试验与水资源评价》(1995)，得到了引黄灌区的输水损失经验公式。其中未砌护渠道：卫宁灌区为S 1 = 0.050Q 0.4 ，青铜峡灌区S 1 = 0.040Q 0.4 ；砌护渠道：S 2 = 0.014Q 0.4 。式中：S 1 ——未衬砌渠道单位长度上的流量损失(m 3 /s/km)，S 2 ——砌渠道单位长度上的流量损失(m 3 /s/km)，Q——渠道净流量(m 3 /s)。 2005~2006年开展了《宁夏唐徕渠渠道输水损失与地下水动态试验研究》，其经验公式为S 1 = 0.026Q 0.5 ；S 2 = 0.011Q 0.52 。 结合工程所在区域的土壤条件和渠道具体情况，对经验公式中的参数进行修正，可用于引黄灌区计算渠道节水量的经验公式。上述试验成果为宁夏引黄灌区相关规划中节水量的计算提供了计算依据。 4.2. 渠道输水损失量与节水量的换算关系 1) 通常水权转让节水量(即耗水量)采用减少的引水量乘以耗水系数的方法进行换算。耗水系数按下式计算 [ 2 ] ： (6) η 耗水 ——耗水系数，W 引水 ——灌区的引水量(亿m 3 /s)，W 排水 ——灌区的排水量(亿m 3 /s)。 2) 文中根据宁夏引黄卫宁灌区近10年引排水资料，分析计算耗水系数成果(表1)。 由表1可以看出，耗水系数与当年引水、排水量关系密切。且耗水系数的年际变化较大，变化幅度0.32~0.47。在实际工作中其取值的合理性对节水量计算成果影响较大。从耗水量与耗水系数的相关关系分析，其相关系数仅为0.75，相关性一般。说明采用耗水系数计算节约耗水量，其代表性较差。 3) 随着水权转让工作的开展，灌区节水工程投入增加，灌溉管理水平提高，灌区原有的“大引大排”用水方式逐渐改变，灌区引水量下降，引黄灌区从20世纪80年代的80多亿m 3 ，下降到目前的65亿m 3 左右，排水量减小，耗水系数逐渐提高。水权转让可研报告编制中的耗水系数采用值在0.36~0.44之间：一是变幅较大，对水权转让工程节水量计算成果的影响较大；二是数据的统一性差，不同项目参数的选取直接影响工程的规模及投资。 Table 1 The water coefficient calculation results in the irrigation area of Ningxia Weinin 年份 引水量(亿m 3 ) 排水量(亿m 3 ) 耗水量(亿m 3 ) 耗水系数 2001 13.634 8.365 5.269 0.39 2002 13.681 7.244 6.437 0.47 2003 10.035 6.419 3.616 0.36 2004 13.475 7.324 6.151 0.46 2005 12.957 8.363 4.594 0.35 2006 13.807 8.309 5.498 0.40 2007 10.985 7.495 3.49 0.32 2008 11.726 7.609 4.117 0.35 2009 10.796 6.614 4.182 0.39 2010 11.619 6.505 5.114 0.44 2011 11.301 6.913 4.388 0.39 2012 10.306 6.298 4.008 0.39 表1. 宁夏卫宁灌区耗水系数计算成果
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user: 5. 衬砌节水系数计算方法 根据近年来宁夏水权转让的实践，以及相关部门的研究成果，提出渠道衬砌节水系数概念，并将其定义为无效蒸发量与渠道引水量的比值，并在节水量计算中将道衬砌节水系数替代耗水系数。 5.1. 基本原理 衬砌节水系数可作为无效耗水量与灌区总的耗水量的比值。其中灌区耗水为引水量与排水量(扣除工业、生活排污)之差。无效耗水量为灌区耗水量与作物耗水量之差。其计算公式如下 [ 3 ] ： (7) (8) (9) (10) η 节水系数 ——渠道衬砌节水系数，E 0 无效 ——无效耗水量(亿m 3 )，E n 耗水 ——灌区耗水量(亿m 3 )，W 引水 ——灌区引水量(亿m 3 )，W 实测排水 ——实测排水量(亿m 3 )，W 排污 ——工业排污水量(亿m 3 )，W 田间 ——田间耗水量(亿m 3 )，A——灌区灌溉面积(万亩)，M——灌溉定额(m 3 /亩)。 5.2. 作物需水量 作物需水量实际上是田间灌溉定额(作物需水量是作物消耗的水量，应为田间灌溉定额 × 田间水利用系数，对于畦田灌溉，田间水利系数一般为0.81~0.83。根据《宁夏现状农田灌溉水利用系数测算分析报告》(2012年)试验观测数据，卫宁灌区田间灌溉定额为6300 m 3 /hm 2 ，田间水利用系数取0.83，作物耗水量为3.486亿m 3 ，灌区引水量及排水量采用近3年资料分析计算，渠道衬砌节水系数计算结果见表2。 5.3. 衬砌节水系数及其变化趋势分析 1) 根据上述分析计算渠道衬砌节水系数成果，建议卫宁灌区采用0.30，采用节水系数计算的节水量比之前采用耗水系数确定的节水量偏小25%左右。 2) 从逐年的耗水量与作物消耗量之差即无效蒸发量的变化趋势分析，其呈下降趋势。随着渠系水利用系数的提高，灌区农业取用水量和耗水量不断减少且减少幅度越来越小，当取用水达到极值点时，即取用水量等于耗水量，耗水节水量为零。从理论上讲，当耗水量减少至与作物消耗量相等时，即无效蒸发量为零，也即此时基本无耗水节水潜力。因此，渠道衬砌节水系数随着灌区引水量的变化而逐渐变化，总的趋势是减小的。
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user: 6. 结论 1) 对于宁夏引黄灌区，真实意义上的节水量是节约的耗水量。 2) 灌区的耗水系数受多种因素影响，特别是与当年引水、排水量关系密切，年际变化较大。在实际工作中其取值的合理性对节水量计算成果影响较大。 Table 2 Channel lining water coefficien 灌区 引水量 (亿m 3 ) 排水量 耗水量 (亿m 3 ) 田间灌溉水量 (亿m 3 ) 作物耗水量 (亿m 3 ) 无效耗水量 (亿m 3 ) 渠道衬砌节水系数 总排水量 (亿m 3 ) 其中排污量 (亿m 3 ) 农业排水量 (亿m 3 ) 卫宁灌区 11.08 6.572 0.48 6.092 4.983 4.2 3.486 1.50 0.300 表2. 渠道衬砌节水系数成果 3) 渠道衬砌节水系数为无效蒸发量与渠道引水量的比值，直观地反映了渠道砌护节水的渗漏量与节水量之间的换算关系。用节水量计算中衬砌节水系数替代耗水系数，使渠道砌护节水量计算结果更合理。卫宁灌区渠道衬砌节水系数现状建议采用0.30。随着渠系水利用系数的提高，渠道衬砌节水系数总的趋势是减小的。
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user: 摘 要 进入21世纪以后，伴随着发达国家社会经济的迅速发展，各种动荡局面纷至沓来，“创造公共价值”的理论和实践却在这种情景下逐渐发展起来。鉴于管理控制系统是企业管理的重要工具，能够促进组织创新与知识生成，对企业创新具有巨大的促进作用。研究通过管理控制系统来实现公共价值的创造具有很重要的现实意义。本文通过具体分析公共价值理论和简要分析管理控制系统理论，来发现它们之间的联系，寻求通过管理控制系统来实现公共价值的创造。 关键词 :公共价值理论，管理控制系统理论，公共价值创造
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user: 1. 政府管理的目的在于创造公共价值 政府存在的理由在于为社会公众提供永续的服务，其服务的目标则在于创造公共价值。政府运用公共资源以满足公共需求和对社会产生实际利益的过程中，由于环境和公共需求的变动不居，产出的公共价值是否符合民众的需要，将会影响其政策的正当性，所以政府部门在政策规划及管理战略上应保有公共价值的愿景。 公共部门管理的成功，是在激励及再造公共部门以增加短、长期的公共价值。通常表示为公共部门在现行的使命中需要增进效率、效能和公平等等；有时是表示相应于新的政治期望或组织工作环境中新的需要而引进方案；甚至有时表示对于政治及工作环境中组织使命的更新及再定位，而便既有的能力能得到更多的回应及效益。 为了尽可能有效率与有效果地达成委任目标，管理者必须追求配置可利用资源的向下(downward-)与向内搜寻(inward-looking)的任务，在完成这些目标时管理者依赖他们的管理专业技能于处理内部管理的影响工具有：组织性设计、人力资源发展和预算与管理控制；某种范围时公共部门管理者向下看与向外看，他们首先要做到以确保在委任目标的架构之内运作，亦即确保他们是适度的可信赖的，目的定义(与再定义)是留给决策者。 公共部门管理者需要具备的管理性工具与组织分析，在做这些时，公共部门战略性管理的概念似乎将公共部门管理者从技术专家的角色往上提升，从著名的管理方法中选择以在其它场合完成目的界定，对这种战略家角色，扫瞄他们有关使用其组织创造公共价值机会的政治与任务环境，它也从目前工作确信连续性与效率性之中改变其管理性工作，成为从现在到未来绩效的一种即席转变，公共部门的领导者准备来定位其所领导创造公共价值的组织，不仅仅是配置资源来完成委任目的而已。 Tony Bovaird [ 1 ] 为分析组织的内在环境，试图寻找出能影响组织内部利害关系人、成果、长处、弱点的因素；曾以“控制系统”作为对象进行分析研究，组织为其利害关系人创造和分配价值的方法。价值的定义在私部门方面大有不同，但公共部门的附加价值则有更多层面，比如，政治价值、社会价值和环境价值等等。纵观如此多层次的价值观，我们需要了解公共部门是如何创造价值的？
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user: 2. 管理控制系统与公共价值创造 公共价值提法要求公共部门组织关注他们满足公众需求的能力，有效使用有限的资源创造公众所重视的结果。需求满足要求服务能被提供，而公共价值就是在这一过程中被创造的。为达到这个目的，公共部门组织需要实施一个管理控制系统来实现组织的目标。反过来，这还需要一个基于制度维度，政策维度，和企业维度间密切关系的政策制定程序，从而保证目标一致性原则得到落实。 本文这一部分会展示一个针对公共部门组织的综合模型，这一模型是基于之前对公共价值，管理控制系统研究建立的。该模型扩展了公共价值连和管理控制系统的范围，考虑了两个额外的要素：制度和政策维度以及他们和管理控制系统之间的联系。 以摩尔的观点，公共管理者在创造公共价值中起着关键作用，私人管理者只在某种程度上才能和他们相提并论，因为公共管理者考虑的是所有公民的问题，而不只是他们中的一部分人：“这么看来，公共管理者是战略家而不是技术人员。他们关注自己能产生什么价值，同时也看重他们所采用方法的有效性和优越性。他们采用围绕组织的政策定义公共价值，策划组织的运行方式” [ 2 ] 。 摩尔清楚地表达了研究政策环境和“法人”环境的必要性：“总之，在预测公共价值的过程中，管理者必须找到一个能够结合政策，资产和管理的方法” [ 3 ] 。摩尔所想的就是“政策管理”是公共管理者需要处理的一个关键管理功能。这一想法在摩尔的“战略三角”中得到了解释(见图1)。 每个公共组织都得明确其社会任务，从而获得足够的合法性和支持来建立组织能力。社会任务指的是一个组织的目标是否是公众所重视的；合法性和支持意味着这一目标必须有政策和法律的支持。运营能力要求企业要有必要的管理和营运能力来实现组织目标：是“技术”把投入转换成了产出，又把产出转换成了满意的顾客和理想的结果 [ 4 ] 。同样地，Carmeli和Kemmet重点强调了组织系统在实现理想目标中的作用 [ 5 ] 。 根据摩尔的说法，为了能够创造出公共价值，对组织这一构想，想要达成的任务和战略目标进行定义是非常必要的，同时还要建立目标，活动，产出和结果之间的联系。(见图2)结果就是一个新型的管理控制系统是必要的，这使得顾客和市民的角色发生了变化，让他们处于整个管理控制系统的核心地位。公共价值创造要求政府官员和管理者们一起合作，政治和政府机构不再被自动地置于核心地位 [ 6 ] 。 在私人公司背景下，则是一种非常不同的情况，Flamholtz管理控制系统包含三个主要元素：组织文化，组织结构和核心控制系统，它们属于组织运营的整体环境 [ 7 ] 。每个组织法令都处于具体的环境中，贯穿整个组织文化和组织结构。核心控制系统包括图3中的元素。 核心控制系统的起点是计划子系统，计划子系统定义了关键结果领域并为每一个关键结果领域(key result areas，简称KRAs)设定了具体的宗旨和目标。设定了宗旨和目标后，发展所有必须的生产程序来实现理想的结果是必要的。测量子系统既有财务方法又有非财务方法，这使得结果的评估得已实现，程序的检验也得以完成。奖励子系统用来强化与组织的宗旨和目标相一致的具体行为。 传统上应用于公共部门组织的绩效管理系统已经开始更多的关注如何实现事先确定好的绩效目标，而不再是如何更好的理解个人需求和指定的服务。政府官员们在决定什么是对公共部门有价值的问题上有着一定的“优势”，所以公共管理者总是被要求去实现政府官员们制定的目标 [ 8 ] 。 摩尔对公共价值的研究，尽管承认了制度和政策的重要性，但还是更多的关注了管理者作为公共价值产生过程中重要因素的角色，而不是关注于基于制度维度的系统以及它与政策和企业维度的联系。尤其值得注意的是，尽管政策维度被考虑了，但摩尔并没有更深入地研究政策性决策制定程序或是建议我们去学习私人部门并学习他们。另外，摩尔的观点更加关注个人管理者而不是作为整体的管理控制系统。 我们认为公共价值产生过程需要有一个针对制度、政策和企业维度以及管理控制系统的系统性观点。在考虑企业维度和管理者的角色的同时，拓宽理解公共价值如何被创造的视野是必要的。Bryson也是这么认为的：“摩尔认为创造公共价值基本上是个人管理者的责任，而我认为创造公共价值是更为广泛的个人，小组，组织和社区的责任。” [ 9 ] Buccellato称公共部门组织在三个维度上运行：制度维度，政策维度和企业维度。 图1. 摩尔的战略三角 图2. 公共价值责任框架和绩效管理 图3. Flamholtz的核心控制系统 图4. 政策计划和管理控制系统 制度维度重点关注了制度的作用，它是一个社会中的游戏规则，或者更正式一点说，就是人为想出的规范人类行为的限制。这么看来，制度维度可以看做是一个更广泛的环境，在其中公共部门组织根据他们的规则采取行动，有效利用所提供的机会，并时刻注意该环境可能有的威胁。 政策维度指的是政策在定义什么样的需求应该被首先满足方面的作用，它还涉及政策决定制定程序。 最后，企业维度以管理控制系统为特征，它允许遵循几个程序的发展，例如计划、生产、测量、评估和奖励程序。 政府官员和公共管理者们必须把资源公平地分配到具体结果上，并通过战略计划程序来发展与公共价值创造相一致的管理实践。在组织水平上，公共价值的创造需要鉴别组织想要实现的具体目标并以此鉴别为基础。因此，创造公共价值要求有明晰的组织任务和专用的战略计划。 考虑了政策和组织维度以及更广泛的制度环境，我们可以建立一个综合的模型来理解公共价值如何被创造。图4描述了政策计划程序是如何发展的。在选定的政府官员中，那些负有政府责任的政府官员将会确定一个政府项目，而他们设定的政策优先权就是企业计划和控制系统的起点。 价值的创造要求决策制定程序的一致性。在企业水平上，战略计划要求有一个管理控制系统来确定关键结果领域，以及每个关键结果领域的宗旨和目标。企业计划会与政府项目中设定的政策优先权保持一致。管理控制系统的有效运行能够传递服务，而这样就创造了公共价值。
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user: 3. 总结 通过管理控制系统来实现公共价值创造的理念为我们思考公共政策的目标和绩效提供了更加有效的方式，同时还提供了政府所支持和产生的评估活动的价值尺度。比起在新公共管理文献中经常使用的方法，公共价值理论提供了更广泛的方式，涉及到传达信任度和合法性的方式，解决了公平和责任的问题，而当前的公共管理实践有时不能考虑到、理解或是处理好这些因素 [ 10 ] 。通过管理控制系统创造公共价值的研究相比于其它价值论研究的重要意义还在于其对公众的认识，离开人的存在和尺度去界定价值，总会陷入没有抓住价值的本质的误区，纵使价值有多么大的普适性和广泛性，也都谈不上是公共价值。公共价值管理理论倡导政府依据公民的需求确定公共价值，充分强调了公众的核心地位，公众应该作为积极地参与者参与到创造公共价值的活动中来，而不是被动的接受者 [ 11 ] 。作为一个新生的公共管理理论，公共价值管理理论为我们重新定位政府行为提供了一个新的视角，具有非常重要的实践意义。
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user: 摘 要 同步超声复合电加工的关键问题之一是超声幅值的在线检测与加电间隙的在线控制；选用高速激光位移传感器测量工具头端面的振动幅值，并经数据采集卡输送至计算机中，基于LabVIEW开发监测与控制程序，通过RS232C串口对激光位移传感器公差比较器值进行在线调节，进而改变加电间隙；利用所完善的超声复合电加工系统，合理选择加工参数，对硬质合金进行超声复合电加工试验，结果表明了超声及其复合电加工技术在加工硬脆性和难加工材料的技术优势。 关键词 :超声振动，同频同步，LabVIEW，在线检测，复合电加工
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user: 1. 前言 在现代制造业中，精密微细零件的广泛应用对制造工艺提出了更高、更精的加工要求，各种精密微细加工方法因此得到了广泛重视和深入研究[ 1 ] 。超声加工具有不受材料导电性限制，适合各种硬脆性材料的加工，且加工精度高，表面粗糙度低，但其加工面积有限，工具头磨损较大，生产率低；电火花加工精度稳定性较高，不过加工效率相对较低，且有电极损耗，精度提升空间受到限制；电解加工具有加工效率高、表面质量好、不受材料硬度及切削性能的影响、工具无损耗等优点，但由于其加工间隙受电化学、电场、流场诸多复杂因素的影响，导致加工精度不高 [ 2 ] 。 同步超声复合电加工(放电–电解)将电火花、电化学与超声加工技术有机结合，对超声频振动与电加工电源的“开、断”进行实时有序的同步控制，在超声频振动工具头与工件处于较小间隙时加电加工，较大间隙时进行产物排除及工作液循环更新 [ 3 ] 。该方法保持了电火花加工精度稳定性较高和电解加工效率高、阴极无损耗、表面质量好等技术优势的同时，利用超声频振动冲击及其产生的空化作用改善了放电、电解过程，可稳定提高加工精度，对难加工的硬脆金属材料(硬质合金等)的微精加工，有独特技术优势 [ 4 ] [ 5 ] 。然而，超声振动频率较高且振幅微小(几十微米)，普通位移传感器难以检测其振动情况；电火花、电解加工间隙对其加工速度与精度有着重大影响，故超声振动幅值的检测与加电间隙的控制是实现同步超声复合电加工的关键问题和难点之一。 鉴于上述分析，本文以虚拟仪器开发平台LabVIEW作为开发工具，配合激光位移传感器、数据采集卡、RS232C电缆等进行超声振动参数的测量与加电间隙控制，并进行相关实验研究。
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user: 2. 同步超声复合电加工方案 在超声复合电加工中，超声加工的频率通常为20 KHz至40 KHz，电加工(电火花和电化学)采用的脉冲电源频率通常为0至100 KHz，超声频振动装置带动阴极工具头沿轴向作正弦波高频振动，阴极工具头和工件之间的加工间隙也随超声频振动作周期性变化，由于使用的是高频脉冲电源，工件加工表面的放电、电解作用是间歇进行的。为提高加工效率和电源有效利用率，以超声振动频率为基准，在脉冲电源与加工区之间串入一个调制斩波电路，控制脉冲电源输出电流的开断，从而使电加工电源成为与超声频振动同步协调的脉冲电源，实现超声频振动与放电、电解同频、同步 [ 6 ] 。 如图1所示，根据超声振动最大幅值(A max )，合理设定加电间隙Δ，当超声振幅值−Δ < A < Δ时，输 图1. 复合加工同步加电方式示意图 出高电平；当超声振幅值A < −Δ或A > Δ时，输出为低电平。如图2所示控制原理图，将所得高低电平信号与电压比较器的基准电压信号进行比较，由比较结果，决定光电元件的开关状态，从而产生斩波脉冲信号，控制斩波管开关，进而决定电源的开通与关断，控制加工区的工作状态。续流二极管起电压反向续流保护作用，而电压比较器的基准电压可以由可调电阻R 3 来调节。斩波管采用MOSFET场效应管，具有容量大，适合低电压和较大电流、15 KHz~35 KHz工作频率、ns级开关速度、损耗低、耐压特性好、可靠性高等特点，尤其适合此工艺。
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user: 3. 检测与控制方法 3.1. 硬件设计 激光位移传感器具有高速、非接触、可连续测量等优点，广泛应用于高速振动测量等领域。如图3所示，为激光位移传感器测量原理图，激光二极管发出的光束经会聚透镜聚焦后垂直入射到工具头端面上，当工具头因振动而在该方向产生位移时，接收透镜接收工具头端面入射光点处的散射光，将其成像在CCD敏感面上的不同位置，从而测量出超声振动的位移值 [ 7 ] 。本试验采用KEYENCE生产的LK-G5000激光位移传感器测量工具头端面振动幅值，该型号传感器测量精度可达到0.01 µm，采样频率可达392 KHz，约为超声振动频率的20倍，根据奈奎斯特定律，可精确复现原始信号的波形。 如图4所示，激光传感头将所测得的位移值，经控制器转换为模拟电压值输出，其输出电压值(−6 V~+6 V)与位移值(−3 mm~+3 mm)成线性正比关系；采用研华PCI-1706U数据采集卡将所测得的电压信号转换为数字信号输入至计算机中，该型号数据采集卡具有8通道同步采集，每通道采样频率可达250 KHz；LK-G5000激光位移传感器支持RS-232C连接外部设备以及用于外部设备控制的通讯功能，可通过命令更改设定，控制计算机对采集参数进行分析与处理后，通过RS232C电缆对激光位移传感器参数进行在线调控。 3.2. 软件开发 LabVIEW是美国国家仪器公司(NI)开发的一种基于图形化编程语言的测试系统软件开发平台，其便捷、轻松的开发环境可帮助工程人员快速解决各种测试应用课题 [ 8 ] 。 图2. 复合同步加电方式控制原理图 图3. 激光位移传感器测量原理图 图4. 超声振动参数测控示意图 本文基于LabVIEW平台编写了用于实时检测超声振动参数的软件，包括用于显示测量参数值的前面板与测试程序内部运行结构的流程图，如图5所示。在测试中，选用电压采集函数读取设备0通道的输入的电压值，经计算可得到超声振幅值；另外，对激光位移传感器采集的波形数据进行三点法计算，可得到超声振动频率，如图6所示，为激光位移传感器所测得的超声振幅曲线图。 在LabVIEW中采用VSIA函数创建RS232C串口通讯程序，VISA是虚拟仪器软件构架的缩写，是一套可方便调用的函数，其核心函数可控制各种类型器件，而不必深入考虑器件的接口类型 [ 7 ] 。根据所得到的振幅值在线调节激光位移传感器公差比较器的HI、LO (加电间隙Δ = HI − LO)值，当超声振动在小间隙处时，GO输出高电平，电源开通，进行电加工；当超声振动在大间隙或极小间隙处，GO输出为低电平，电源关断，进行加工产物排除及新鲜工作液的循环更新，如图7所示。以传感器GO输出端输出的高低电平信号控制图2所示的调制斩波电路，从而实现电加工区电流的开、断。 用激光微位移传感器直接测量工具头端面超声频振动幅值，避免了超声频振动系统相对于超声频交变电信号之间的相位滞后误差，再通过斩波电路对激光微位移传感器电信号进行处理，得到斩波脉冲对电加工电源进行开、断控制，可实现电加工与超声频振动精确同频、同步。
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user: 4. 加工试验 4.1. 超声复合电加工系统构建 图8为超声复合电加工系统图，主要装置包括：超声电源、超声振动装置、工具电极及工件、工作台、高频单脉冲电源，同步电源斩波器，泰克TBS1154数字存储示波器，激光微位移传感器，霍尔电压传感器、霍尔电流传感器，温度传感器，数据采集卡，PC机等。 4.2. 针状阴极超声复合电加工圆孔 在超声复合电加工的应用中，超声、放电、电解三种作用能量的合理分配对加工的效果有重要影响，实践中，应该根据加工效率、精度要求及加工材料的特性合理选择加工参数 [ 9 ] [ 10 ] 。 YG8属于WC-Co类硬质合金，具有较高硬度，同时脆性也较大，采用针状阴极在硬质合金YG8表面加工微细圆孔，加工参数为：脉冲电压幅值分别为0 V (相当于单一超声)、3 V、5 V，频率5000 Hz，占空比5:5，工作液为乙醇质量分数90%的水合溶液，并加入质量分数0.5%硝酸钠，在工作液中掺入微细纳米级半导体金刚石掺粉(粒度3~20 nm)，工件材料为硬质合金YG8，工件与电极之间的接触静压力3.0 N，加工时间3 min。 由图9(b)可以看出，当电压幅值为0 V时，加工深度最小，即圆孔直径最小；电压幅值为3 V时，由于有超声复合放电–电解作用，加工深度明显增加，圆孔直径增大；电压幅值5 V时，由于超声放电及电解作用均明显增强，加工深度最大，加工的圆孔直径也最大，三种加工参数超声复合放电–电解加工的圆孔圆度均很好。 4.3. 阵列方孔电极的超声复合电加工试验 选用阵列方孔电极工具阴极，加工材料为硬质合金YBD151 (高耐磨性基体复合MT-Ti耐磨涂层)，加工参数：脉冲电压幅值分别为3 V、6 V，频率5000 Hz，占空比5:5，工作液为乙醇质量分数60%和硝酸钠质量分数1%的水合溶液，工作液中掺入纳米级半导体金刚石掺粉(粒度3~20 nm)，工件材料为有耐磨涂层的硬质合金YBD151，工件与电极之间的接触静压力3.0 N，加工时间5 min。 如图10所示，为加工后的材料表面微凹坑局部(3 × 3)显微放大效果图，当电压幅值3 V时，由于有超声放电–电解作用，加工方孔成形精度相对较好，电压幅值6 V时，超声放电及电解作用均明显增强， 图5. 超声振动参数检测与加电间隙控制程序 图6. 激光传感器检测的超声振幅曲线 图7. 公差比较器输出电平时序图 图8. 超声复合电加工系统图 图9. 针状阴极超声复合电加工圆孔 图10. 阵列方孔电极超声复合电加工微坑 加工深度增大明显，但同时因放电–电解作用的增强，微坑圆角半径明显加大，成形精度下降，因此在超声复合电加工中，电压幅值通常不高于6 V。 在这里，阵列微孔尺寸的扩大主要是由于电解作用增强，作用间隙增大造成的。阵列孔圆角的增大有两方面的原因：一是加工条件的变化，电解与放电作用能量的加强，圆角效应会明显；另一方面，电极在加工中，其棱边受到放电作用损耗，会产生圆角且圆角半径逐渐加大，工作液中的混粉及产物也对电极棱边有微小磨损，这两方面的原因，会使加工阵列孔圆角增大。
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user: 5. 结论 1) 依据超声振动幅值大小而设定的同步超声复合电加工方式，能稳定实现电加工电源的“开、断”与超声频振动同频、同步。 2) 利用激光微位移传感器可精确测得超声振动的幅值，基于LabVIEW开发的测控程序可对加工过程超声振动参数进行实时监测，并经RS232C串口对加电间隙进行在线控制，进一步提升了超声复合电加工技术加工参数的可控性。 3) 超声复合电加工可充分利用超声效应、高频脉冲电压以及混粉效应对极间间隙作用过程的改善，能有效复合放电、电解及超声加工技术优势，同时通过超声参数的在线检测及机电参数的实时调节，可有效分配复合加工的多种作用能量，能实现各种物理特性材料、异形面零件的高效、低成本精密微细加工。
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user: 摘 要 概述氨氮废水的来源及危害和纳滤分离技术体系，以聚砜超滤膜为基膜，聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)为阴、阳离子聚电解质，采用静态层层自组装制备技术制备出纳滤膜。实验结果表明，所制备的(PDADMAC/PSS) 6 纳滤膜在0.4 MPa下对2 g/L Na 2 SO 4 的截留率可达89.6%，溶液通量达60.2 L/m 2 ∙h左右，对2 g/L NaCl的截留率为10%左右，溶液通量达63.5 L/m 2 ∙h。FE-SEM和AFM表明，所制备的自组装纳滤膜膜面光滑，粗糙度较小仅为36.934 nm。向料液中添加表面活性剂SDS的，实现了对氨氮的截留，0.40 Mpa下截留率均可达到30%以上。 关键词 :氨氮废水，纳滤膜，聚电解质，截留率
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user: 1. 引言 水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物、某些工业废水，如焦化废水和合成氨、化肥厂废水、农田排水、养殖水中过剩饲料及过度施肥等[ 1 ] 。直接排放会导致水体富营养化，不仅造成水质带有异味，增加自来水厂运行压力，严重时还会导致水中溶解氧大幅度下降，造成鱼虾类的大量死亡，甚至有湖泊因此灭亡，面对如此严峻形势，加强控制氨氮废水污染已经成为水污染治理的严峻课题，所以全国都致力于降低其排放浓度[ 2 ] [ 3 ] 。纳滤是一种性能介于超滤和反渗透之间的、同属于压力驱动的新型薄膜，其截留分子量在200~1000 Da [ 4 ] 。已广泛用于废水处理、食品加工、纺织印染、生物制药、石油化工等领域。层层自组装膜是采用在基膜上交替沉积带相反电荷的聚电解质制备纳滤膜的一种方法，该方法的研究自上世纪90年代初兴起以来，经过20多年的飞速发展，由于其制备方法简单，制备出的膜表面均匀致密，已广泛的被接纳采用。 目前，层层自组装技术是制备均匀、超薄多层膜的最有效方法之一[ 5 ] [ 6 ] 。最早提出制备聚电解质多层膜的是德国Mainz大学的Dexher [ 7 ] 。这种方法制备的膜比较均匀，致密，排列组装比较整齐，最大的优点就是能将单层膜厚控制在纳米级。这种方法还可以在分子水平上控制膜的组成、结构。Tieke等[ 8 ] 主要基于聚丙烯腈/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PAN/PET)基膜和聚乙烯胺(PVA)与磺化聚乙烯(PVS)，所制备的纳滤膜对二价离子的截留率能达到90%以上。 纳滤膜分离技术是一种高效的截留手段，其对二价离子及其二价以上的离子截留效果较好，可达到80%以上，而像氨氮这种一价离子截留效果并不好，事实证明，在不添加任何添加剂的情况下，采用层层自组装方式制备的(PDADMAC/PSS) 6 纳滤膜对水体中 的截留率为0。基于此，理论上通过改变废水中 的存在状态，继而通过纳滤膜法以达到去除目的就变得很有意义了。如，二沉池出水氨氮不达标，而COD等指标已经达标，传统的物化法虽去除效果好，然操作复杂，可选择通过添加少量SDS的方式达到去除目的。因此，本研究的重点在于寻求通过向氨氮废水中添加一种表面活性剂的方式，通过传统的纳滤膜截留达到净化水的目的。
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user: 2. 材料和方法 2.1. 仪器与试剂 实验所用主要仪器有电导率仪，DDB-303A (上海精密科学仪器有限公司)；场发射扫描电镜，SU-8020 (Hitachi)；原子力显微镜，NanoIIIa MultiMode (美国DI公司)；KDN-660D凯氏定氮仪(北京通润源机电技术公司)；膜性能评价仪(赛普膜科技公司)。 实验所用试剂主要有聚苯乙烯磺酸钠(PSS)，聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)，氯化镁，氯化钠，氯化铵，盐酸，硼酸，95%酒精，甲基红–溴百里酚蓝定氮混合指示剂，十二烷基磺酸钠(SDS)，氢氧化钠，试验中如无特殊说明，所用化学试剂均为分析纯，且采用去离子水配制溶液。 2.2. 纳滤膜的制备 本实验以聚砜(PS)超滤膜为基膜，分别选用聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)为阴、阳离子聚电解质，采用在基膜上交替沉积不同聚电解质来实现多层纳滤膜的制备。聚电解质溶液的配制：室温下配制0.4%的PSS溶液(4 g/L），其中加入0.5 mol/L的MgCl 2 (47.5 g)作支撑电解质；配制0.4%的PDADMAC溶液(10 g/L)，加入0.5 mol/L的NaCl (29.25 g)作支撑电解质。 制备步骤： 1) 将聚砜超滤膜浸入PDADMAC溶液中15 min； 2) 取出，用去离子水冲洗约3 min； 3) 在PSS溶液中浸泡15 min； 4) 取出，用去离子水冲洗3 min； 此为一个双层。重复上述步骤至所需的层数。 2.3. 膜性能评价 分别采用2 g/L的Na 2 SO 4 溶液和2 g/L的NaCl溶液进行截留实验，测定所制纳滤膜的截留率和通量，由如下公式计算： (1) 其中R为截留率；C F 为料液浓度；C P 为渗透液浓度。 (2) 其中J为溶液通量；V为透过液体积，A为有效膜面积，t为测试时间。 研究拟分析理论上纳滤膜对氨氮的截留效果，因此，本实验所用水样是自己人工配置的单一已知浓度的纯溶液。通过图1的装置在不同操作压力下分别接取适量的透析液，待测。 本实验使用蒸馏–中和滴定法。调节水样的pH值在6.0~7.4之间，加入轻质氧化镁使呈微碱性，蒸馏释出的氨用硼酸溶液吸收。以甲基红–溴百里酚蓝为指示剂，用盐酸标准溶液滴定馏出液中的氨氮(以N计)。
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user: 3. 结果与分析 3.1. 膜表面形貌分析 用FE-SEM表征制备的(PDADMAC/PSS) 6 膜的表面形貌。FE-SEM电镜照片见图2(a)和图2(b)，其 图1. 膜分离流程图 图2. PS基膜和(PDADMAC/PSS) 6 纳滤膜的FE-SEM图(放大50，000倍) 中(a)为超滤基膜的FE-SEM图片，(b)为聚阴离子电解质的支撑电解质为MgCl 2 的(PDADMAC/PSS) 6 的FE-SEM图片。通过对比发现超滤基膜膜面存在较均匀的孔，表面平整，适合聚电解质膜的生长需求。经过静态6个双层的沉积，超滤基膜表面的孔已经被覆盖，而且制备的纳滤膜膜面非常均匀。也就是说静态沉积聚电解质的方式在膜表面并没有出现聚电解质抱团的现象。 3.2. 聚电解质多层膜粗糙度分析 采用原子力显微镜测定超滤基膜和静态制备的多层膜，结果见图3。超滤膜表面平均粗糙度为219.74 nm，静态制备的(PDADMAC/PSS) 6 纳滤膜表面平均粗糙度为36.934 nm。说明超滤膜表面较为粗糙，经过6个双层的聚电解质沉积，膜面已经变得较为光滑。 3.3. 氨氮的截留效果 实验所用水样是人工配置的单一纯溶液，所以水样中几乎没有干扰离子，故可以不对水样做预处理，而直接通过膜组件测定截留率和溶液通量。 图4是不同压力下，向2 g/L的氨氮废水中分别添加不同浓度的SDS得到的截留率变化曲线和误差线，以及溶液通量变化曲线和误差线。通过分析，加入SDS (十二烷基磺酸钠)能够达到去除废水中氨氮的目的，SDS的加入与NH 4 + 结合成更大粒径的原子团从而更容易被截留，SDS的加入也使得溶液通量变小，由图4来看，SDS添加量越多通量越小，截留率就越高。0.4 MPa下截留率在35%以上。误 图3. 超滤基膜和静态制备的(PDADMAC/PSS) 6 纳滤膜的AFM照片 图4. 氨氮截留率与通量随压力变化的误差图 差仅为0.5%左右。
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user: 4. 结论 最优条件下制备的以聚砜(PS)超滤膜为基膜，采用静态层层自组装制备技术制备的(PDADMAC/ PSS) 6 纳滤膜对2 g/LNa 2 SO 4 的截留率可达到89.6%，而溶液通量在0.4 MPa下能达到60.2 L/(m 2 ∙h)。对NaCl的截留率为10%左右，通量达63.5 L/(m 2 ∙h)。(PDADMAC/PSS) 6 的FE-SEM图片和原子力显微镜显示纳滤膜膜表面非常均匀、光滑。(PDADMAC/PSS) 6 纳滤膜对添加SDS后的氨氮废水具有很好地截留效果，0.4 MPa下可达到30%以上。
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user: 摘 要 设计洪水是防洪评价及工程建设的基础。本文立足于荆江枝城至石首河段，梳理了三峡建库后河段的设计洪水。依据三峡水库防洪调度规则，计算了枝城站在0.33%，1%，5%，10%频率下的设计洪水；在总入流控制条件下，结合区间支流分流比曲线和站点水位流量关系，依次得到相应频率下沙市站和石首站的设计洪水。研究所得到的洪水设计值偏于安全，可为荆江河段防洪和工程设计提供科学参考依据。 关键词 :荆江河段，设计洪水，洪峰流量，长江
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user: 1. 引言 设计洪水是确定河流治理开发方案和水利水电工程规模的基础，是项目工程设计的重要依据[ 1 ] 。通常设计洪水是在保证设计断面洪水系列可靠性、一致性和代表性的前提下，通过流量或暴雨资料进行推求得到。但自蓄水工程运行以来，工程调度改变了下游防洪形势的同时，使河段水沙过程发生改变，导致河道冲刷加剧，引起河势相应调整[ 2 ] [ 3 ] 。江槽、湖泊对长江洪水调蓄作用也因人类活动影响而逐年变化。这些因素使得长江中下干流实测洪水系列的不一致性遭到破坏。为解决此问题，张明波等人针对中下游河道行洪特征，基于确保系列一致性的总入流分析法，分析了中下游主要控制站设计洪水，并验证了总入流设计洪水成果的可靠性，满足防洪规划的需要[ 4 ] 。 在此背景下，特别是三峡水库蓄水运行以来，改变了荆江河道水文情势，势必对河段设计洪水产生影响。通过研究河段区域性设计洪水，即是评价防洪工程体系整体效果的需要，也为区域涉水工程建设提供参考。故本文立足于荆江枝城至石首河段，对三峡建库后的河段设计洪水作进一步梳理。由于枝城站是荆江河段的入流控制站，在三峡水库防洪调度控制泄量的基础上，确定枝城站的洪水设计值。再进一步参照总入流分析思路，依据枝城站的设计值，结合下游站点的水位流量关系及区间支流分流比，从偏安全角度合理确定沙市和石首站的设计洪水，研究成果可为荆江河段防洪和工程设计提供科学依据。
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user: 2. 研究区概况 荆江地处长江冲积平原河流上段，两岸地势平坦，湖泊众多。河段上起枝城，下至洞庭湖出口城陵矶，沿程以枝城、沙市、石首等为主要水文控制站，全长约337 km。又以藕池为界，分上下两段：上荆江段(枝城至藕池)长167 km，下荆江段(藕池至城陵矶)长170 km [ 5 ] 。区间支流沮漳河于枝城至沙市河段北岸汇入，其南岸有松滋河、虎渡河分流入洞庭湖。沙市至石首河段南岸又有藕池口分流入洞庭湖，与松滋口、太平口形成荆江三口分泄长江约1/3洪水，并在下游与湘、资、沅、澧四水会合后在城陵矶注入长江[ 6 ] 。 本文选择荆江枝城至石首河段作为研究对象，探讨三峡建库后河段设计洪水的确定。具体控制站点分布如图1所示。