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1 成果簡介我國山區河流眾多，許多河流的河床侵蝕下切，并以溯源沖刷方式傳播到上游溝谷，引起溝坡增大，岸坡失穩和整個流域的土壤侵蝕，在汛期暴雨作用下，常常引發崩塌、滑坡和泥石流等自然災害。階梯深潭系統是山區河流中常見的一種河流地貌形態，由一段陡坡和一段緩坡相間組成，在縱剖面上呈階梯狀。天然階梯深潭系統是在水流沖刷過程中自然形成的，是一種增加河床阻力、消減水流能量、抑制河床侵蝕下切的健康河床結構，這種結構在自然界具有較大的穩定性。然而，自然發育階梯-深潭系統往往需要經過較長的時間，在具備一定條件的山區河流，模仿天然階梯深潭系統建造人工階梯深潭系統，也可以取得控制河流下切、避免或減少地質災害的效果。自 2006 年開始，清華大學先后在云南、四川、甘肅等省，開展了人工階梯深潭系統在山區河流治理方面的野外試驗研究。研究成果顯示，人工階梯深潭系統不僅能夠有效地控制河流（溝谷）下切、改善河流生態環境，對于泥石流災害也具有明顯的防治作用。目前，對于階梯深潭系統發育程度（河床結構強度）的研究正在進一步量化；同時研制了一批專用的測量工具，如用于測量河床結構的“ 河床結構測量排” 、用于階梯深潭系統流速場測量的“ 湍流脈動流速儀” 等；階梯深潭系統的消能減災機理研究正在不斷深入。通過對階梯深潭系統生物棲息地多樣性的定量研究，采用大型無脊椎底棲動物對山區河流的生態多樣性進行評價，為山區河流生態評價量化指標體系的建立奠定了基礎。  治理前                                              治理后生態條件改善，河床穩定 圖 1 吊嘎河人工階梯深潭治理前后  修建前溝道內碎石散亂                            修建后沙石沉積水沙分離，控制了泥石流發生 圖 2 建造人工階梯-深潭系統前后的文家溝  汛期前                                                  汛期后階梯深潭系統泥沙淤埋 圖 3 攔山溝人工階梯-深潭系統治理汛期前后2 應用說明實例 1：云南東川市吊嘎河（小江流域支流）人工階梯深潭方法試驗。近年來吊嘎河的河床下切迅速，同時帶來了一系列的地質災害與生態環境問題。 2006 年，課題組在吊嘎河設立了試驗站，開展了人工階梯深潭方法試驗研究。試驗結果表明，試驗段水面面積有所增大，河床底質、水深和流速多樣性也得到提升，河床侵蝕下切得到有效控制，維持了較為穩定的河床環境。人工階梯和深潭段的河床底質、流速和水深環境交替出現，在空間層次上塑造了富于變化和多樣性的水生動物棲息環境。對大型底棲無脊椎動物的采樣及評價結果顯示，人工階梯深潭布置后，隨著水生棲息地多樣性增加，單位面積底棲動物密度、物種豐度及生物群落多樣性指數均呈上升趨勢，水生生態得到改善。吊嘎河的試驗成果，還為 2009年以來采用人工階梯深潭方法治理泥石流奠定了基礎。 實例 2：四川省綿竹市清平鄉文家溝滑坡堆積體泥石流治理方法試驗。文家溝滑坡是汶川地震造成的第二大滑坡，滑坡堆積體總量達 8160 萬方，文家溝內堆積體厚度達 20-180 米。2008 年暴雨在滑坡體上形成深達 50 米的 V 型沖溝，并引發了多次泥石流災害。暴雨使溝床不斷下切，兩岸坡度變陡而坍塌，碎屑物進入水流就形成泥石流。 2009 年，課題組在文家溝滑坡體上的沖溝內建造了 33 級人工階梯深潭對泥石流進行治理，取得了良好的效果。所建造的人工階梯深潭試驗工程雖然十分簡易、單薄，但是工程造成的巨大阻力消減了水流能量，使沙石沉積、水沙分離，成功地控制了溝床下切，對于控制泥石流發揮了重要作用，避免了泥石流災害的發生。 實例 3：甘肅省禮縣攔山溝泥石流治理。長江上游白龍江、西漢水等流域是典型的干旱河谷，其特點是高原上深切寬闊河谷，河谷比周圍高原明顯干旱。區域內植被覆蓋度低，由于長期干旱和風化，流域內積累了大量的土石碎屑，遭遇突發暴雨時可能發生滑坡和特大泥石流，對城鎮和村莊造成極大威脅。甘肅武都地區禮縣的攔山溝是西漢水的支流，由于溝谷深切，侵蝕極為強烈，泥石流常常發生，據調查溝口泥石流堆積泥沙約 170 萬噸。 2009 年 6月課題組在攔山溝開展了泥石流治理試驗，建造了 17 級人工階梯深潭試驗工程。試驗結果表明，溝道在人工階梯深潭系統的保護下不再下切，維持了溝岸的穩定，且階梯深潭系統消散水流能量，使得泥石流不能起動，當年 6、 7、 8 月降雨 196.8 mm，其中最大日降雨量達31.9 mm， 攔山溝僅有不足 100 噸泥沙物質進入西漢水，達到了控制泥石流的目標。3 效益分析階梯深潭系統發育較好的山溪常常伴隨著良好的河流生態環境和優美的溪流景觀，因此仿照天然的人工階梯深潭系統常用于河流的生態修復與景觀塑造，用于山溪森林公園建設可帶來額外的休閑旅游經濟收益。4 合作方式技術轉讓或合作開發，商談。5 所屬行業領域能源環境。

本發明公開了一種直流偏磁多階段遞進式綜合治理評估方法，包括:步驟 1，收集接地極和接地站 點的相關資料;步驟 2，從接地極向土壤注入小電流，獲得接地站點的直流電流測試值;步驟 3，采用 直流電流仿真模型計算接地站點的直流電流仿真值;步驟 4，基于接地站點的直流電流測試值和直流電 流仿真值調整直流電流仿真模型，并進行第一階段直流偏磁治理;步驟 5，從接地極向土壤注入逐步增 大的小電流，觀察治理站治理設備動作情況，測量測試站直流電流，檢查觀察站的運行情況和噪聲;步 驟 6，采用直流電流仿真模型計算測試站的直流電流仿真值，調整直流電流仿真模型;并進行下一階段 直流偏磁治理。本發明計算簡單、準確度高、效率高、切實可行。

水生植物修復技術是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態新技術，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導致水體富營養化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時由于水生植物生長對藻類的抑制作用，使水體中藻類數量降低，提高水體透明度，達到化害為利、凈化水質的目的，實現水域資源的可持續發展和利用。針對不同生態環境污染，從現場環境中篩選和構建具有高效污染修復的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對性強、適應性強、效率高、成本低和對原有生態環境沒有威脅等優點。

在優化卸壓開采抽采瓦斯技 術基礎上，確定卸壓巷道高位抽 放的合理方式和布置參數，實現 采動裂隙帶瓦斯高效抽采，有效 解決高瓦斯綜放工作面高產高效 安全生產；根據首采區生產時瓦 斯涌出情況，研究并建立一種適 應范圍廣、預測結果可靠的礦井 瓦斯涌出量預測新方法。

超臨界水氧化技術是用于高濃度難降解有毒有機廢水深度處理的一種高效技術。所用的氧化劑可以是純氧氣、空氣或過氧化氫等。其工藝流程如圖所示。用高壓泵將廢水打入熱交換器，廢水從換熱器內管束中通過，之后進入緩沖罐內，同時啟動氧氣壓縮機，將氧氣打入氧氣緩沖罐內。廢水與氧氣在管道內混合之后進入反應器，在超臨界條件下，廢水中的碳氫化合物被氧化分解成無害的CO2、H2O；含氮化合物被分解成N2等無害氣體；S、P等元素則生成無機鹽。由于氣體在超臨界水中的溶解度極高，在反應器中成為均一相，從反應器頂部排出；無機鹽等固體顆粒在超臨界水中的溶解度極低，沉淀于反應器底部。超臨界水與氣體的混合流體通過熱交換器冷卻后進入氣液分離器進行分離。與常規的水處理技術相比，本技術具有明顯的優越性：（1）氧化效率高，處理徹底，水溶液中有機物的去除率可達99.99%以上；（2）反應在密閉容器中進行，密封條件極好，有利于有毒、有害物質的氧化處理；（3）不產生二次污染，處理后的水直接排放或完全回用，節約了資源和能源；（4）應用范圍廣，幾乎對所有有機污染物均可進行氧分分解；（6）由于均相反應停留時間短，反應器結構簡單，使用較小體積的反應器就可處理較大流量的有機污染物，有利于工業運行。應用本技術時，需消耗一定的能量以加熱廢水及驅動高壓泵，但廢水中的含能物質COD在超臨界狀態下發生氧化反應時會放出一定的熱量，為了降低過程的運行成本，本技術的應用與否取決于廢水的COD濃度。研究表明，如果廢水的COD小于30000 mg/L時，應用本技術時的運行成本較高，將達到150元/噸廢水左右；如果廢水的COD濃度為30000~45000 mg/L時，考慮到熱量回收，其運行成本接近零；如果廢水的COD濃度高于50000 mg/L時，考慮熱量回收的價值，此時的運行成本將為“負值”，即在盈利狀態下運行。這也是本技術與傳統廢水處理技術的最大區別：傳統技術要求廢水的污染越低越好，而本技術恰好相反，廢水越污越好。采用本技術存在的最大問題在于過程中產生的腐蝕與鹽堵問題。針對這種情況，我們進行了新型反應器的開發并申報了國家發明專利。目前，本技術已申請國家發明專利5項，獲授權一項。本技術適用于高濃度難降解有毒有機工業廢水，可廣泛應用于化工、石油煉制、紡織印染、造紙、醫藥等行業。

成果簡介： 目前國內染料廠、農藥廠、制藥廠、造紙廠、化工廠、食品廠等，每年排放的高濃度難降解廢水約30億噸左右。對這類高濃度難降解工業廢水的處理一直是困擾國內環保界的難題。超臨界水的特殊性質使其在有機廢水治理方面所具有的無可比擬的優點。

針對隧道施工中頻發的突水災害預測與控制難題，提出了隧道前方含水量 定性定量識別方法，研發了復合激電儀預報設備，建立了地質綜合超前預報體 系。攻克了突涌水治理中導水通道高分辨率探查技術難題，研發了高早強富水 破碎巖體注漿加固堵水材料與硅膠注漿材料，針對富水斷層破碎帶、節理裂隙、 巖溶管道及孔隙微裂隙涌水，提出了 4 種關鍵治理技術及新工藝；建立了以物 探為先導，新型材料與特種工藝為手段，圍巖安全控制為目標的突涌水綜合治 理實用技術體系，成果獲得國家科技進步二等獎和省科技進步一等獎。 該技術先后在在青島膠州灣海底隧道、湖北滬蓉西高速公路、宜萬鐵路、 北京地鐵奧運支線、大慶至廣州高速公路、三峽翻壩公路、宜巴高速公路、山 西靈山高速公路及江邊電站引水隧洞等工程中得到了應用，取得了顯著經濟社 會效益。

針對礦區地表徑流和河道的重金屬污染問題，結合礦區流域特點，在礦區徑流匯集區構建以改性生物質材料、天然礦物以及甲殼質和微生物為填充材料三級攔截箱，當地表徑流流經攔截箱時，在填料和微生物的共同作用下，吸附徑流中重金屬離子，實現地表徑流中重金屬有效削減。在河道構建挺水、浮水和沉水植物搭配的水生植物修復帶，并輔以自主研發的生態浮床，利用不同植物對各重金屬的富集特征及各植物間的協同強化作用，構建水生植物生態削減緩沖屏障，以進一步削減河道水體重金屬。通過濱岸攔截溝和河道植物修復帶，實現河道水體中重金屬 V、Cr、As、Cd、Pb、Hg 濃度穩定低于地表 II 類水標準。

本專利公開了一種對苯二甲酸生產廢水的治理及其資源化的方法，屬于化工領域。該工藝由樹脂吸附、樹脂的解析、解析物的分離與純化構成。與現有技術相比，本發明實現了對苯二甲酸等苯系有機物與廢水的有效分離，樹脂經過洗脫可以反復使用；樹脂解析后的物質經過過濾、分離純化得到的有機物，可以返回到原生產工段或作為副產品銷售，該工藝與傳統的生物處理工藝相比，具有占地面積小、成本低廉的特點。本發明的方法達到了廢水的治理與廢物資源化的統一，在對苯二甲酸生產廢水的治理中具有極大的經濟價值和實用價值。