1 成果简介我国山区河流众多，许多河流的河床侵蚀下切，并以溯源冲刷方式传播到上游沟谷，引起沟坡增大，岸坡失稳和整个流域的土壤侵蚀，在汛期暴雨作用下，常常引发崩塌、滑坡和泥石流等自然灾害。阶梯深潭系统是山区河流中常见的一种河流地貌形态，由一段陡坡和一段缓坡相间组成，在纵剖面上呈阶梯状。天然阶梯深潭系统是在水流冲刷过程中自然形成的，是一种增加河床阻力、消减水流能量、抑制河床侵蚀下切的健康河床结构，这种结构在自然界具有较大的稳定性。然而，自然发育阶梯-深潭系统往往需要经过较长的时间，在具备一定条件的山区河流，模仿天然阶梯深潭系统建造人工阶梯深潭系统，也可以取得控制河流下切、避免或减少地质灾害的效果。自 2006 年开始，清华大学先后在云南、四川、甘肃等省，开展了人工阶梯深潭系统在山区河流治理方面的野外试验研究。研究成果显示，人工阶梯深潭系统不仅能够有效地控制河流（沟谷）下切、改善河流生态环境，对于泥石流灾害也具有明显的防治作用。目前，对于阶梯深潭系统发育程度（河床结构强度）的研究正在进一步量化；同时研制了一批专用的测量工具，如用于测量河床结构的“ 河床结构测量排” 、用于阶梯深潭系统流速场测量的“ 湍流脉动流速仪” 等；阶梯深潭系统的消能减灾机理研究正在不断深入。通过对阶梯深潭系统生物栖息地多样性的定量研究，采用大型无脊椎底栖动物对山区河流的生态多样性进行评价，为山区河流生态评价量化指标体系的建立奠定了基础。  治理前                                              治理后生态条件改善，河床稳定 图 1 吊嘎河人工阶梯深潭治理前后  修建前沟道内碎石散乱                            修建后沙石沉积水沙分离，控制了泥石流发生 图 2 建造人工阶梯-深潭系统前后的文家沟  汛期前                                                  汛期后阶梯深潭系统泥沙淤埋 图 3 拦山沟人工阶梯-深潭系统治理汛期前后2 应用说明实例 1：云南东川市吊嘎河（小江流域支流）人工阶梯深潭方法试验。近年来吊嘎河的河床下切迅速，同时带来了一系列的地质灾害与生态环境问题。 2006 年，课题组在吊嘎河设立了试验站，开展了人工阶梯深潭方法试验研究。试验结果表明，试验段水面面积有所增大，河床底质、水深和流速多样性也得到提升，河床侵蚀下切得到有效控制，维持了较为稳定的河床环境。人工阶梯和深潭段的河床底质、流速和水深环境交替出现，在空间层次上塑造了富于变化和多样性的水生动物栖息环境。对大型底栖无脊椎动物的采样及评价结果显示，人工阶梯深潭布置后，随着水生栖息地多样性增加，单位面积底栖动物密度、物种丰度及生物群落多样性指数均呈上升趋势，水生生态得到改善。吊嘎河的试验成果，还为 2009年以来采用人工阶梯深潭方法治理泥石流奠定了基础。 实例 2：四川省绵竹市清平乡文家沟滑坡堆积体泥石流治理方法试验。文家沟滑坡是汶川地震造成的第二大滑坡，滑坡堆积体总量达 8160 万方，文家沟内堆积体厚度达 20-180 米。2008 年暴雨在滑坡体上形成深达 50 米的 V 型冲沟，并引发了多次泥石流灾害。暴雨使沟床不断下切，两岸坡度变陡而坍塌，碎屑物进入水流就形成泥石流。 2009 年，课题组在文家沟滑坡体上的冲沟内建造了 33 级人工阶梯深潭对泥石流进行治理，取得了良好的效果。所建造的人工阶梯深潭试验工程虽然十分简易、单薄，但是工程造成的巨大阻力消减了水流能量，使沙石沉积、水沙分离，成功地控制了沟床下切，对于控制泥石流发挥了重要作用，避免了泥石流灾害的发生。 实例 3：甘肃省礼县拦山沟泥石流治理。长江上游白龙江、西汉水等流域是典型的干旱河谷，其特点是高原上深切宽阔河谷，河谷比周围高原明显干旱。区域内植被覆盖度低，由于长期干旱和风化，流域内积累了大量的土石碎屑，遭遇突发暴雨时可能发生滑坡和特大泥石流，对城镇和村庄造成极大威胁。甘肃武都地区礼县的拦山沟是西汉水的支流，由于沟谷深切，侵蚀极为强烈，泥石流常常发生，据调查沟口泥石流堆积泥沙约 170 万吨。 2009 年 6月课题组在拦山沟开展了泥石流治理试验，建造了 17 级人工阶梯深潭试验工程。试验结果表明，沟道在人工阶梯深潭系统的保护下不再下切，维持了沟岸的稳定，且阶梯深潭系统消散水流能量，使得泥石流不能起动，当年 6、 7、 8 月降雨 196.8 mm，其中最大日降雨量达31.9 mm， 拦山沟仅有不足 100 吨泥沙物质进入西汉水，达到了控制泥石流的目标。3 效益分析阶梯深潭系统发育较好的山溪常常伴随着良好的河流生态环境和优美的溪流景观，因此仿照天然的人工阶梯深潭系统常用于河流的生态修复与景观塑造，用于山溪森林公园建设可带来额外的休闲旅游经济收益。4 合作方式技术转让或合作开发，商谈。5 所属行业领域能源环境。

  陆地生态系统是全球陆地碳循环过程中重要的碳汇，同时，由于气候干旱、城市扩张等因子的扰动作用，陆地生态系统可释放大量二氧化碳，而成为碳源。作为陆地生态系统的指示因子，陆地NPP不仅反映了植被的光合生产能力，而且直接反映了生态过程（如碳源/汇）。全球陆地NPP的时空变化和影响机制具有较大的不确定性，是科学界争论的一个重要焦点。对城市用地扩张和气候驱动因子二者的陆地NPP响应进行单独分析的研究成果已有很多，但综合探讨城市扩张因子和气候驱动因子对陆地NPP变化的影响和相对贡献的研究较少，尤其是在全球尺度上的分析目前仍然处于空白。本研究利用30米分辨率的GlobeLand30数据分析了2000-2010年全球城市用地时空动态，同时结合MODIS的NPP产品（MOD17A3）、CASA模型和LPJ-Hydrology模型计算陆地NPP的时空分布，进而全面探讨过去十年间全球城市用地扩张和气候驱动因子对陆地NPP的影响。研究发现，2000-2010年全球城市用地扩张导致陆地NPP呈现减少的趋势（22.4 TgC year-1），这抵消了由气候驱动因子导致的NPP增加部分的30%。本研究分析了全球城市用地扩张和气候驱动因子对同期陆地NPP变化的影响和相对贡献，研究成果对于理解全球陆地NPP变化的复杂机制具有重要意义。

针对国内泥土固化利用的状况，进行了理论探索、实验室研究和现场试验，有效解决了传统泥土固化材料兼容不好、生态适宜性差等难题，开展了离子型泥土生态固化新材料的原始创新和集成创新研究。已应用在抗盐耐污防渗防水、软土加固强化工程中，其合成方法、制备工艺及新材料应用设计均具技术创新。技术研发成果已列入水利部《2014年水利先进实用技术重点推广指导目录》，涉及技术研发、集成，成果转化等过程。 对含水量大的淤泥软土通过降粘脱水剂应用，加大有机质中水分子的活性，借助渗透扩散剂的迅速渗入与传统材料中物

根据当地种植养殖规模，匹配对应规模生产设备，形成种养结合的循环，降低农业废弃物运输成本和环境保护代价，提高农业生产效益。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 我国每年产生的农作物秸秆约9亿吨，随着农业生产技术进步，农作物亩产不断增加，秸秆量也不断增加，在黄淮海稻麦种植区，产生的大量水稻、小麦及特经作物秸秆，全量还田后造成的耕作成本增加、水体污染等问题，同时大规模的畜禽养殖场在小区域产生大量畜禽废弃物，其处理难度与成理成本增加。 受成本及环境等因素影响，秸秆及畜禽粪便不适宜远距离运输，因此本课题组提出“种养结合，生态微循环”的秸秆高值综合利用理念，系统研究了秸秆（水稻）微贮制备生物饲料的技术、小型禽畜粪污处理技术，集成国内现有的技术工艺路线，并开发复合菌剂及智能菌剂混合及喷淋装备等核心技术装备，形成秸秆就近制备饲料、饲料就近饲喂畜禽、畜禽粪便就近处理消纳的生态微循环的农业废弃物的高值利用模式，可为促进农业产业发展与环境改善，为乡村振兴贡献力量。 本成果经过示范、技术已基本成熟。本成果在国内外发表2篇论文，共获批6件专利。 主要特点： 以水稻秸秆等种植废弃物为原料的微生物制备生物饲料系统；将产出的生物饲料代替部分全日粮在当地养殖场饲喂畜禽；中小型养殖场的畜禽粪便、发酵沼渣、农作物秸秆等农业种养废弃物为原料的好氧堆肥系统，将生产出的有机肥在当地种植企业施播应用；根据当地种植养殖规模，匹配对应规模生产设备，形成种养结合的循环，降低农业废弃物运输成本和环境保护代价，提高农业生产效益。

东南大学聚焦大学生创新创业能力培养，着力构建“面向全员、贯穿全程、多元引导、知行相辅、科创互哺”的创新创业教育生态体系，不断健全“学做融创、知行合一”的“双螺旋、四联动、全链条”创新创业教育模式。

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