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本發(fā)明公開(kāi)了一種控制砒砂巖小流域溝道泥沙輸移的植物治理方法，首次通過(guò)采用共生的灌草搭配模式并以特定形式的種植方式解決了一般植物谷坊無(wú)法攔截細(xì)沙且使用年限較短的缺陷，提高了固土固沙蓄水能力；本發(fā)明方法施工方便，成本低廉，且能極大提高植被的存活率，且不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)匾研纬傻拇嗳跎鷳B(tài)環(huán)境造成威脅，適宜大面積推廣應(yīng)用；本方法可以顯著減少溝道內(nèi)的水土流失和泥沙向下游的進(jìn)一步輸移，同時(shí)減緩了水流沖刷，儲(chǔ)存了水分，改善了土壤，對(duì)溝道內(nèi)防止泥沙輸移、提高植物覆蓋率具有重要意義。

1 成果簡(jiǎn)介我國(guó)山區(qū)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(wěn)和整個(gè)流域的土壤侵蝕，在汛期暴雨作用下，常常引發(fā)崩塌、滑坡和泥石流等自然災(zāi)害。階梯深潭系統(tǒng)是山區(qū)河流中常見(jiàn)的一種河流地貌形態(tài)，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(tǒng)是在水流沖刷過(guò)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(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在自然界具有較大的穩(wěn)定性。然而，自然發(fā)育階梯-深潭系統(tǒng)往往需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間，在具備一定條件的山區(qū)河流，模仿天然階梯深潭系統(tǒng)建造人工階梯深潭系統(tǒng)，也可以取得控制河流下切、避免或減少地質(zhì)災(zāi)害的效果。自 2006 年開(kāi)始，清華大學(xué)先后在云南、四川、甘肅等省，開(kāi)展了人工階梯深潭系統(tǒng)在山區(qū)河流治理方面的野外試驗(yàn)研究。研究成果顯示，人工階梯深潭系統(tǒng)不僅能夠有效地控制河流（溝谷）下切、改善河流生態(tài)環(huán)境，對(duì)于泥石流災(zāi)害也具有明顯的防治作用。目前，對(duì)于階梯深潭系統(tǒng)發(fā)育程度（河床結(jié)構(gòu)強(qiáng)度）的研究正在進(jìn)一步量化；同時(shí)研制了一批專用的測(cè)量工具，如用于測(cè)量河床結(jié)構(gòu)的“ 河床結(jié)構(gòu)測(cè)量排” 、用于階梯深潭系統(tǒng)流速場(chǎng)測(cè)量的“ 湍流脈動(dòng)流速儀” 等；階梯深潭系統(tǒng)的消能減災(zāi)機(jī)理研究正在不斷深入。通過(guò)對(duì)階梯深潭系統(tǒng)生物棲息地多樣性的定量研究，采用大型無(wú)脊椎底棲動(dòng)物對(duì)山區(qū)河流的生態(tài)多樣性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為山區(qū)河流生態(tài)評(píng)價(jià)量化指標(biāo)體系的建立奠定了基礎(chǔ)。  治理前                                              治理后生態(tài)條件改善，河床穩(wěn)定 圖 1 吊嘎河人工階梯深潭治理前后  修建前溝道內(nèi)碎石散亂                            修建后沙石沉積水沙分離，控制了泥石流發(fā)生 圖 2 建造人工階梯-深潭系統(tǒng)前后的文家溝  汛期前                                                  汛期后階梯深潭系統(tǒng)泥沙淤埋 圖 3 攔山溝人工階梯-深潭系統(tǒng)治理汛期前后2 應(yīng)用說(shuō)明實(shí)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(yàn)。近年來(lái)吊嘎河的河床下切迅速，同時(shí)帶來(lái)了一系列的地質(zhì)災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。 2006 年，課題組在吊嘎河設(shè)立了試驗(yàn)站，開(kāi)展了人工階梯深潭方法試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)段水面面積有所增大，河床底質(zhì)、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(wěn)定的河床環(huán)境。人工階梯和深潭段的河床底質(zhì)、流速和水深環(huán)境交替出現(xiàn)，在空間層次上塑造了富于變化和多樣性的水生動(dòng)物棲息環(huán)境。對(duì)大型底棲無(wú)脊椎動(dòng)物的采樣及評(píng)價(jià)結(jié)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(dòng)物密度、物種豐度及生物群落多樣性指數(shù)均呈上升趨勢(shì)，水生生態(tài)得到改善。吊嘎河的試驗(yàn)成果，還為 2009年以來(lái)采用人工階梯深潭方法治理泥石流奠定了基礎(chǔ)。 實(shí)例 2：四川省綿竹市清平鄉(xiāng)文家溝滑坡堆積體泥石流治理方法試驗(yàn)。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(dá) 8160 萬(wàn)方，文家溝內(nèi)堆積體厚度達(dá) 20-180 米。2008 年暴雨在滑坡體上形成深達(dá) 50 米的 V 型沖溝，并引發(fā)了多次泥石流災(zāi)害。暴雨使溝床不斷下切，兩岸坡度變陡而坍塌，碎屑物進(jìn)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(nèi)建造了 33 級(jí)人工階梯深潭對(duì)泥石流進(jìn)行治理，取得了良好的效果。所建造的人工階梯深潭試驗(yàn)工程雖然十分簡(jiǎn)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(duì)于控制泥石流發(fā)揮了重要作用，避免了泥石流災(zāi)害的發(fā)生。 實(shí)例 3：甘肅省禮縣攔山溝泥石流治理。長(zhǎng)江上游白龍江、西漢水等流域是典型的干旱河谷，其特點(diǎn)是高原上深切寬闊河谷，河谷比周圍高原明顯干旱。區(qū)域內(nèi)植被覆蓋度低，由于長(zhǎng)期干旱和風(fēng)化，流域內(nèi)積累了大量的土石碎屑，遭遇突發(fā)暴雨時(shí)可能發(fā)生滑坡和特大泥石流，對(duì)城鎮(zhèn)和村莊造成極大威脅。甘肅武都地區(qū)禮縣的攔山溝是西漢水的支流，由于溝谷深切，侵蝕極為強(qiáng)烈，泥石流常常發(fā)生，據(jù)調(diào)查溝口泥石流堆積泥沙約 170 萬(wàn)噸。 2009 年 6月課題組在攔山溝開(kāi)展了泥石流治理試驗(yàn)，建造了 17 級(jí)人工階梯深潭試驗(yàn)工程。試驗(yàn)結(jié)果表明，溝道在人工階梯深潭系統(tǒng)的保護(hù)下不再下切，維持了溝岸的穩(wěn)定，且階梯深潭系統(tǒng)消散水流能量，使得泥石流不能起動(dòng)，當(dāng)年 6、 7、 8 月降雨 196.8 mm，其中最大日降雨量達(dá)31.9 mm， 攔山溝僅有不足 100 噸泥沙物質(zhì)進(jìn)入西漢水，達(dá)到了控制泥石流的目標(biāo)。3 效益分析階梯深潭系統(tǒng)發(fā)育較好的山溪常常伴隨著良好的河流生態(tài)環(huán)境和優(yōu)美的溪流景觀，因此仿照天然的人工階梯深潭系統(tǒng)常用于河流的生態(tài)修復(fù)與景觀塑造，用于山溪森林公園建設(shè)可帶來(lái)額外的休閑旅游經(jīng)濟(jì)收益。4 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作開(kāi)發(fā)，商談。5 所屬行業(yè)領(lǐng)域能源環(huán)境。

本發(fā)明公開(kāi)了一種直流偏磁多階段遞進(jìn)式綜合治理評(píng)估方法，包括:步驟 1，收集接地極和接地站 點(diǎn)的相關(guān)資料;步驟 2，從接地極向土壤注入小電流，獲得接地站點(diǎn)的直流電流測(cè)試值;步驟 3，采用 直流電流仿真模型計(jì)算接地站點(diǎn)的直流電流仿真值;步驟 4，基于接地站點(diǎn)的直流電流測(cè)試值和直流電 流仿真值調(diào)整直流電流仿真模型，并進(jìn)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(shè)備動(dòng)作情況，測(cè)量測(cè)試站直流電流，檢查觀察站的運(yùn)行情況和噪聲;步 驟 6，采用直流電流仿真模型計(jì)算測(cè)試站的直流電流仿真值，調(diào)整直流電流仿真模型;并進(jìn)行下一階段 直流偏磁治理。本發(fā)明計(jì)算簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、效率高、切實(shí)可行。

水生植物修復(fù)技術(shù)是一種成本少、耗能低、效果好的生物－生態(tài)新技術(shù)，即利用植物的吸收、吸附作用，富集導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化的氮、磷，降解、富集其它有毒有害污染物，同時(shí)由于水生植物生長(zhǎng)對(duì)藻類的抑制作用，使水體中藻類數(shù)量降低，提高水體透明度，達(dá)到化害為利、凈化水質(zhì)的目的，實(shí)現(xiàn)水域資源的可持續(xù)發(fā)展和利用。針對(duì)不同生態(tài)環(huán)境污染，從現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中篩選和構(gòu)建具有高效污染修復(fù)的水生植物- 微生物群落體系，更具有針對(duì)性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)、效率高、成本低和對(duì)原有生態(tài)環(huán)境沒(méi)有威脅等優(yōu)點(diǎn)。

在優(yōu)化卸壓開(kāi)采抽采瓦斯技 術(shù)基礎(chǔ)上，確定卸壓巷道高位抽 放的合理方式和布置參數(shù)，實(shí)現(xiàn) 采動(dòng)裂隙帶瓦斯高效抽采，有效 解決高瓦斯綜放工作面高產(chǎn)高效 安全生產(chǎn)；根據(jù)首采區(qū)生產(chǎn)時(shí)瓦 斯涌出情況，研究并建立一種適 應(yīng)范圍廣、預(yù)測(cè)結(jié)果可靠的礦井 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)新方法。

超臨界水氧化技術(shù)是用于高濃度難降解有毒有機(jī)廢水深度處理的一種高效技術(shù)。所用的氧化劑可以是純氧氣、空氣或過(guò)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(nèi)管束中通過(guò)，之后進(jìn)入緩沖罐內(nèi)，同時(shí)啟動(dòng)氧氣壓縮機(jī)，將氧氣打入氧氣緩沖罐內(nèi)。廢水與氧氣在管道內(nèi)混合之后進(jìn)入反應(yīng)器，在超臨界條件下，廢水中的碳?xì)浠衔锉谎趸纸獬蔁o(wú)害的CO2、H2O；含氮化合物被分解成N2等無(wú)害氣體；S、P等元素則生成無(wú)機(jī)鹽。由于氣體在超臨界水中的溶解度極高，在反應(yīng)器中成為均一相，從反應(yīng)器頂部排出；無(wú)機(jī)鹽等固體顆粒在超臨界水中的溶解度極低，沉淀于反應(yīng)器底部。超臨界水與氣體的混合流體通過(guò)熱交換器冷卻后進(jìn)入氣液分離器進(jìn)行分離。與常規(guī)的水處理技術(shù)相比，本技術(shù)具有明顯的優(yōu)越性：（1）氧化效率高，處理徹底，水溶液中有機(jī)物的去除率可達(dá)99.99%以上；（2）反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，密封條件極好，有利于有毒、有害物質(zhì)的氧化處理；（3）不產(chǎn)生二次污染，處理后的水直接排放或完全回用，節(jié)約了資源和能源；（4）應(yīng)用范圍廣，幾乎對(duì)所有有機(jī)污染物均可進(jìn)行氧分分解；（6）由于均相反應(yīng)停留時(shí)間短，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用較小體積的反應(yīng)器就可處理較大流量的有機(jī)污染物，有利于工業(yè)運(yùn)行。應(yīng)用本技術(shù)時(shí)，需消耗一定的能量以加熱廢水及驅(qū)動(dòng)高壓泵，但廢水中的含能物質(zhì)COD在超臨界狀態(tài)下發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí)會(huì)放出一定的熱量，為了降低過(guò)程的運(yùn)行成本，本技術(shù)的應(yīng)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(shí)，應(yīng)用本技術(shù)時(shí)的運(yùn)行成本較高，將達(dá)到150元/噸廢水左右；如果廢水的COD濃度為30000~45000 mg/L時(shí)，考慮到熱量回收，其運(yùn)行成本接近零；如果廢水的COD濃度高于50000 mg/L時(shí)，考慮熱量回收的價(jià)值，此時(shí)的運(yùn)行成本將為“負(fù)值”，即在盈利狀態(tài)下運(yùn)行。這也是本技術(shù)與傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)的最大區(qū)別：傳統(tǒng)技術(shù)要求廢水的污染越低越好，而本技術(shù)恰好相反，廢水越污越好。采用本技術(shù)存在的最大問(wèn)題在于過(guò)程中產(chǎn)生的腐蝕與鹽堵問(wèn)題。針對(duì)這種情況，我們進(jìn)行了新型反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)并申報(bào)了國(guó)家發(fā)明專利。目前，本技術(shù)已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利5項(xiàng)，獲授權(quán)一項(xiàng)。本技術(shù)適用于高濃度難降解有毒有機(jī)工業(yè)廢水，可廣泛應(yīng)用于化工、石油煉制、紡織印染、造紙、醫(yī)藥等行業(yè)。

成果簡(jiǎn)介： 目前國(guó)內(nèi)染料廠、農(nóng)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(duì)這類高濃度難降解工業(yè)廢水的處理一直是困擾國(guó)內(nèi)環(huán)保界的難題。超臨界水的特殊性質(zhì)使其在有機(jī)廢水治理方面所具有的無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。

針對(duì)隧道施工中頻發(fā)的突水災(zāi)害預(yù)測(cè)與控制難題，提出了隧道前方含水量 定性定量識(shí)別方法，研發(fā)了復(fù)合激電儀預(yù)報(bào)設(shè)備，建立了地質(zhì)綜合超前預(yù)報(bào)體 系。攻克了突涌水治理中導(dǎo)水通道高分辨率探查技術(shù)難題，研發(fā)了高早強(qiáng)富水 破碎巖體注漿加固堵水材料與硅膠注漿材料，針對(duì)富水?dāng)鄬悠扑閹А⒐?jié)理裂隙、 巖溶管道及孔隙微裂隙涌水，提出了 4 種關(guān)鍵治理技術(shù)及新工藝；建立了以物 探為先導(dǎo)，新型材料與特種工藝為手段，圍巖安全控制為目標(biāo)的突涌水綜合治 理實(shí)用技術(shù)體系，成果獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 該技術(shù)先后在在青島膠州灣海底隧道、湖北滬蓉西高速公路、宜萬(wàn)鐵路、 北京地鐵奧運(yùn)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(yīng)用，取得了顯著經(jīng)濟(jì)社 會(huì)效益。

針對(duì)礦區(qū)地表徑流和河道的重金屬污染問(wèn)題，結(jié)合礦區(qū)流域特點(diǎn)，在礦區(qū)徑流匯集區(qū)構(gòu)建以改性生物質(zhì)材料、天然礦物以及甲殼質(zhì)和微生物為填充材料三級(jí)攔截箱，當(dāng)?shù)乇韽搅髁鹘?jīng)攔截箱時(shí)，在填料和微生物的共同作用下，吸附徑流中重金屬離子，實(shí)現(xiàn)地表徑流中重金屬有效削減。在河道構(gòu)建挺水、浮水和沉水植物搭配的水生植物修復(fù)帶，并輔以自主研發(fā)的生態(tài)浮床，利用不同植物對(duì)各重金屬的富集特征及各植物間的協(xié)同強(qiáng)化作用，構(gòu)建水生植物生態(tài)削減緩沖屏障，以進(jìn)一步削減河道水體重金屬。通過(guò)濱岸攔截溝和河道植物修復(fù)帶，實(shí)現(xiàn)河道水體中重金屬 V、Cr、As、Cd、Pb、Hg 濃度穩(wěn)定低于地表 II 類水標(biāo)準(zhǔn)。