城市系统和气候变化耦合关系分析—以南京市为例

气候作为人类生存活动与发展的支撑,其变化也必然对城市"社会-经济-自然"复合生态系统的各个方面产生影响。另一方面,城市建设过程中通过人口增长、经济发展、空间扩张、资源能源消耗等对气候变化产生反作用,以定性与定量分析相结合的方法建立了城市系统与气候变化耦合关系指标,以南京市为例运用Spearman相关系数构建城市系统与气候变化交互作用的相关耦合关系模型,定量揭示出两者耦合的关系。     

基于仿真的新建污水处理厂工艺参数调试

基于ASM2D模型建立了上海某新建污水厂倒置AAO流程的数学模型,并采用该厂进、出水设计数据对模型进行校正,其中,ASM2D各组分浓度分布参考文献值.同时,通过仿真计算研究了不同温度下进水流量、污泥回流比、混合液回流比及进水流量分配比对出水总化学需氧量（TCOD）、氨氮（SNH3）、总氮（TN）、总磷（TP）及总悬浮颗粒物（TSS）的影响.结果表明,研究获得的定性和定量两方面结果可供该厂在工艺参数调试中作参考.计算机仿真技术在新建污水厂工艺参数调试中的应用可以减少调试时间,降低调试费用,取得良好的经济效益与环境效益.     

云模型在城镇空气质量评价中的应用

空气质量评价是当前城镇环境评价的一个重要环节,这一过程存在着很强的模糊性和随机性。云模型把模糊性和随机性完全集成,构成定性与定量之间的映射。文章将云模型引入空气质量评价,结合空气质量评价标准,建立了云模型空气质量评价方法,并通过对比验证了该方法的有效性。     

低碳生态城市建设效应评估方法构建及在深圳市的应用

在推进生态文明建设、应对气候变化和解决环境问题的背景下,低碳生态城市已经成为未来城市发展转型的必然趋势.为了指导实现城市有序健康的发展,初步提出了一种低碳生态城市建设效应评估模型.在基于"压力-状态-响应"综合评估模型、系统动力学模拟模型和调控潜力分析的基础上,构建现状水平和未来演变趋势相结合的认知框架,综合考虑当地自然资源安全,定量表达社会活动、低碳经济和生态环境之间的相互依赖、相互制约的关系,确定指标调控方向和潜力.最后,基于该模型对深圳市进行了案例研究,结果表明:深圳市评估指数从2009年"IV级:较低"提升到2013年"III级:中等",在维持现状规模和高速发展速度下,2020年达到"II级:较高"水平(61.7),尽管保持增长趋势,但呈现增长缓慢甚至"饱和"状态.因此,依旧有必要优化调控深圳市低碳生态城市建设中社会经济发展的方向和模式,进一步落实和强化深圳市低碳生态产业结构调整和"海洋强市"等措施.     

随机性混合数据评价技术的方法研究

在城市和环境规划等方案评价中,如何综合利用定性和定量信息是人们较为关注的问题。本文首先将方案评价中常见的定性信息分为三大类,并用数学式来描述各类定性信息,在此基础上,运用随机处理的方法对定性信息进行处理后与定量信息进行综合,以求得各个方案的优劣排序概率,并由此概率确定最优方案。这种方法克服了以往同类方法只能利用定性信息中的排序信息的缺点,从而使得方案评价更客观。最后,本文给出了方法应用的实例。     

文山城区空气污染变化趋势分析

1996～2000年,文山城区大气中主要污染物降尘、TSP、SO2均为平稳偏下降趋势."九五"期间大气质量比"八五"期间有明显好转,大气污染综合评价为重污染上升为中度污染.     

Multi-Agent System 模型在土地利用/覆盖变化中的研究进展

在微观与中宏观尺度上,MAS模型可以反映景观中具有自动性、异质性和分散性的人类决策,利于阐明智能体对自然与社会经济环境的适应机制。因而在自然资源管理、农业经济和城市模拟等领域得到广泛应用。目前,该模型的研究主要集中在智能体决策、智能体相互作用、模型多尺度、模型检验与验证等几个方面。综合分析得出如下结论:①智能体决策框架还需进一步完善,特别有限理性决策框架(Bounded Rationality)还需进一步完善;②智能体之间相互作用的研究仍停留在定性的、概念性的水平,还需进一步研究定量分析智能体相互作用的方法;③在多尺度研究中,第一种尺度转化途径机理明确,但决策的空间显性(spatially-explicit)表达较为困难;第二种途径可以表达空间显性,但决策与土地利用变化之间的逻辑解释不强;第三种途径可以表达土地利用过程中决策与复杂性关系,但智能体之间的相互作用处理较为简单;④还需加强对模型的检验与验证方面的研究,探索验证人类复杂行为的技术方法。     

城市绿地产流影响因素与径流系数取值的多方法比较

为明确城市绿地产流过程的影响因素,比较不同径流系数计算方法的原理和特征,以北京城市绿地为例,采用理论计算、模型模拟和试验实测3类方法,比较KW(kinematic wave)方程、SCS-CN(soil conservation service curve number)算法、Hydrus-1D模型和试验测试4种方式,定量分析在不同降雨、土壤、地形条件下的产流过程、影响因素及其对应的径流系数。研究表明,降雨量(重现期)、雨型、土壤物理性质(渗透性、前期湿润程度等)、绿地坡度等因素对产流过程有较大影响,不同条件和算法下绿地径流系数取值为0~0.53。建议在工程应用中,应结合场地条件和设计目标,选择适宜的径流系数确定方法和模型参数。研究成果可为我国城市绿地的径流系数研究提供参考。     

基于要素流动的城镇建设用地配置方法框架探讨

现有城镇建设用地配置主要遵循空间开发导向,利用静态数据和用地分配标准、评估及预测模型开展,存在一定的“区域偏好”和“规模求大”现象。在强调生态文明建设和高质量发展的新时期,国土空间规划战略实施要求城镇建设用地配置方法需要及时革新。关注到信息或智能技术深度影响下未来城镇场所空间将转变为流动空间这一必然趋势,不同尺度生产、生活及生态要素时空流动与分配将是城镇建设用地科学配置的关键。因此,利用多源要素流大数据和多学科分析方法,试图从城镇空间发展水平评价、城镇要素流动网络时空模拟与用地分配、城镇要素功能区识别与开发边界划定、城镇建设用地配置效果动态评估4个方面,建立基于要素流动的城镇建设用地配置方法框架。结果表明：（1）城镇空间发展水平评价需要综合考虑城镇对区域现状要素控制、吸引及溢出的能力,并从空间发展规模、活力及品质三个层面构建评价指标体系;（2）在城镇建设用地指标区域分配过程中注重利用网络优化模型和社会网络分析方法刻画区域要素流动规律,并通过时空耦合模型找出不同等级和类型“空间发展水平—要素控制力”组合的城镇;（3）城镇未来扩展方向和边界形态是由内部各类要素流动变化与功能空间布局的供需时空匹配情况决定的,需要利用时空耦合、引力、CA及多智能体等模型识别要素功能影响区和流动偏好;（4）城镇建设用地配置效果评估指标需要体现生态文明、高质量、智慧治理及一体化等未来城镇发展要求和趋势。这些研究结果可以为国土空间规划城镇开发边界划定和实施提供参考。     

基于Agent的城市扩张占用耕地动态模型及模拟

与传统的在景观尺度上对城市扩张占用耕地时空特征及其演变规律的研究不同,论文从微观层面提出基于Agent 的城市扩张占用耕地动态模型（Urban Encroachment on CroplandDynamic Model,UECDM）,多角度深入探索耕地向城市用地转变的驱动机理及其时空动态特征,并提出协调二者平衡的可持续发展对策。在UECDM模型中引入视域分析,通过模拟地形和观察点将视觉景观的量化评价结果应用到居民居住区位决策过程,从而分别构建包含可视域的能够更全面表征环境要素及其内部关系的元胞自动机层和不同类型Agent 相互作用的多智能体层,兼顾人类决策行为和城市空间生长自组织性。应用该模型对天津城市扩张占用耕地进行动态模拟研究,并从数量与空间格局两方面展开精度验证,Kappa 系数达到0.795,依据4 个景观格局指数计算得到模拟结果的平均相对误差为3.86%,表明模型具有较高可信度。对不同时期模拟结果的分析表明,天津城市扩张占用耕地空间主要表现为“摊大饼”式外延扩展和跳跃式“卫星城”,研究结果将为未来城市发展规划和耕地保护提供决策支持。     

土地利用动态变化的空间分析测算模型

论文首先从土地利用变化的空间涵义出发,细分出未变化部分、转移部分和新增部分等3种空间类型,并据此对现有测算土地利用变化速率的数量分析和动态度模型进行了评析,提出了修正后的空间分析测算模型,旨在更为精细和准确地测算各土地利用类型的动态变化程度;并以北京城市边缘区的土地利用变化作为案例,对3种模型的测算结果进行了比较分析。结果表明:空间分析测算模型由于细分并同时考虑了各土地利用类型的空间转移及新增过程,能更为准确地测算出各种土地利用类型的动态变化程度与速率。     

基于水流路径与景观单元相互作用的非点源污染模拟研究

从污染物进入受纳水体的载体水流着手,沿水流路径模拟污染物迁移过程中各景观栅格单元与周边景观栅格单元的相互作用关系,并将这种相互作用分为"推动"和"阻碍"两个方面,综合两种作用计算空间不同位置景观栅格单元污染物的入河迁移系数.同时,通过水文累积计算,获得河道水质空间分布特征.最后,以东北海伦地区4个子流域作为案例研究区,模拟得到流域污染源和水体污染程度的空间分布示意图,并利用2007、2008年10场降雨后流域出口的水质监测数据与模拟值进行了比较分析.结果显示,模拟N含量与监测TN值显著相关,模拟P含量与监测颗粒态P含量显著相关,表明该研究方法能定性地描述流域N、P污源染以及受纳水体水质时空分布特征.但模拟计算出的N、P含量均远远高于实测值,说明该模拟方法还需进一步改进以达到准确量化的目标.     

收缩情境下城市土地利用及其生态系统服务的研究进展

随着国际国内社会经济环境的变化,城市收缩这一新现象逐渐在我国部分城市区域空间中呈现,成为未来新型城镇化转型的挑战之一。在简要梳理城市收缩相关文献的基础上,以土地利用为主线,重点关注收缩情景下的土地利用模拟及其政策、空置土地与城市生态系统服务等方面的相关研究。研究结果表明：（1）当前对城市收缩问题的研究主要集中于人口变动和经济发展维度,对由此引发的土地利用以及生态系统变化关注较少。（2）土地利用模拟在分析和预测收缩情境下的城市土地利用变化上具有较大价值,但不同模型适用于不同研究情景,复合模型将具有更好的解释力。（3）土地利用政策的制定和实施应充分考虑经济社会各方面诉求,绿色空间存储制度是促进收缩城市可持续发展的有力措施。（4）城市收缩产生的空置土地为发展生态系统服务提供了空间,应发展适用于我国城市收缩的生态系统服务评估方法。在我国城镇化进入“存量模式”甚至“减量模式”的背景下,应加大对城市收缩情景下土地利用和生态系统维度的研究,要积极借鉴并整合资源科学、地理学、生态学、管理科学和城市规划等相关学科的研究方法,并紧密结合我国当前城市发展和空间规划所面临的现实问题,促进城市收缩研究的方法创新和收缩城市的可持续发展。     

基于DEMATEL/ISM的“三高”油气井井喷事故致因模型研究

针对"三高"油气井井喷事故危害的严重性,基于集成的DEMATEL/ISM算法建立"三高"油气井井喷事故致因模型。通过提取事故一般性致因因素,利用专家知识确定因素间的关联矩阵,基于集成的DEMATEL/ISM算法,采用定性与定量相结合的方法对致因因素进行结构化处理,并运用到实际案例中,确立了影响川东地区高含硫油气田井喷事故的关键致因因素,形成具有层级关系的事故致因网络。结果表明,钻井现场施工过程中需要加强对节流压井管汇失效、井筒完整性失效等直接致因以及信息传递不畅、人员技能不足等过渡致因的控制,同时加强井队的安全文化教育,提高工人的安全意识,改善地质勘探技术,提高对井下地质环境的认识,是预防井喷事故的长久之计。     

景观规划导向的绿色基础设施研究进展——基于“格局—过程—服务—可持续性”研究范式

中国目前处于新型城镇化与生态文明建设的重要时期,引入绿色基础设施（Green Infrastructure,GI）规划框架对协调城市发展与生态保护具有重要意义。基于景观生态学中“格局—过程—服务—可持续性”研究范式,对近年来中国内外GI规划进行针对性综述,利用该范式对相关研究的理论来源与进展进行梳理。研究表明：GI格局研究中,景观格局指数是应用最为广泛的方法。针对于景观连接度,形态学空间格局分析等结构连接度评价方法具有计算简单、适用性广的优势,但缺乏明确的生态学含义;图论等功能连接度则针对特定的生态过程,是GI格局与生态过程的重要联系,将是下一步研究重点。GI生态过程研究借鉴生态网络的理论与方法,其规划步骤可分为核心区选取、阻力面构建、潜在廊道识别三部分。GI生态系统服务研究中,生物物理量模型与经济计量模型广泛应用于调节、供给与支持服务评价中,而文化服务评价则将问卷调查作为基础数据获取的重要途径。另外,生态系统服务需求研究涉及到生态系统服务的实际需求与使用偏好,相关定量评价方法以及成果的实际应用有待进一步探索。GI景观可持续性研究中,在明晰GI提供的生态系统服务总量的基础上,服务间权衡与协同效应已成为GI规划中的重要考量,而情景规划可以有效模拟GI生态系统服务的动态变化。最后,GI规划应将提升景观可持续性作为规划目标,据此研究提出了重视格局与过程相互影响机制的基础研究、加深GI生态系统服务需求端研究、明晰生态系统服务间协同与权衡效应、将GI与实际规划结合四项研究展望。     

城市环境中自然通风研究进展

城市环境中自然通风源于城市热压梯度及城市风压梯度的综合作用。城市环境中自然通风影响着城市"五岛"效应(城市热岛、湿岛、干岛、浑浊岛及雨岛),城市大气的自净能力和城市居民的身体健康,也是研究快速城市化地区广义城市风环境(风场、温度场、湿度场)的参考因子。为了全面理解国内外针对城市环境中自然通风的研究进展,从城市环境中自然通风的监测、模拟及应用三个方面对目前国内外针对城市环境中自然通风的研究现状进行了综述,最后结合环境物联网、无线传感技术等目前在城市环境中自然通风研究的相关技术及应用领域的新进展,对城市环境中自然通风的后续研究热点和关键问题进行了展望,为城市环境中自然通风的相关技术及应用问题的后续研究提供了基础研究素材。     

城市化对水体非点源污染的影响

非点源污染现已成为世界上许多国家水体污染的重大污染源.长期以来,农业非点源污染受到高度重视,城市非点源污染的研究相对较少.而城市化是当今土地利用变化影响水质、流域的水文和其他物理特性以及发生潜在非点源污染的突出形式.城市化对水体非点源污染的影响,主要体现在使非点源污染的"源"、"过程"和"汇"发生了变化.本文从描述-预测评价-应用的角度总结了国际上城市化对城市水体非点源污染影响的研究.目前主要侧重于用模型来描述城市化对城市非点源污染过程的影响,模拟预测非点源污染物的负荷等.从景观生态学格局与过程的角度,探讨城市化和城市非点源污染之间的关系.城市化带来的城市景观格局的时空变化对城市非点源污染的综合影响研究是今后发展的一个方向.     

基于元胞自动机的低影响开发对城市内涝削减效果模拟

低影响开发措施是解决城市内涝问题的重要途径。为评估其对城市内涝的防控效果,论文以福建省长汀县县城为研究案例,提出适宜在研究区开展的透水铺装、下凹式绿地、雨水罐等低影响开发措施方案,利用基于元胞自动机模型的城市内涝模型进行模拟,并通过验证发现元胞自动机模型可有效模拟城市内涝过程。对比低影响开发改造前后的内涝情况,结果显示：1）低影响开发措施能使内涝积水总量削减超过50%,暴雨重现期越长对内涝现象的削弱效果越低;2）通过分析改造前后内涝积水区的空间格局及变化特征,可见大部分内涝积水区在改造后积水削减幅度较大,卧龙山北部及汀江干流左岸的积水区内涝情况改善幅度较小;3）低影响开发改造削减效果最好的为积水深度低于0.2 m的区域,其次为积水深度高于0.5 m的区域,对积水深度处于0.2~0.5 m的区域削减效果并不明显。研究表明低影响开发措施可有效控制城市的内涝灾害。     

阜山金矿成矿构造物理化学参量因子分析与成矿环境综合研究

采用因子分析方法 ,对影响阜山金矿成矿作用的各构造物理化学参量进行了相关分析 ,其目的是试图在传统定性研究的基础上 ,通过定量研究来探讨阜山金矿最佳成矿构造物理化学条件 ,进而建立一个初步的成矿构造物理化学模式。该模式指出 ,阜山金矿各构造物理化学参量的分布在矿区内是不均匀的 ,构造作用是控制成矿流体分布与状态的重要因素。在构造力松弛部位和构造力集中部位各参量分布场表现出不同的变化规律 ,两者之间存在一个构造物理化学界面 ,矿化主要发生在该界面附近构造力松弛部位。     

城市污水处理可持续发展工艺选型和技改方法初探

通过广泛的调研和资料分析,从技术和经济这两个角度对我国城市污水处理工艺现状进行了分析和总结,提出了可持续发展城市污水处理技术的选择原则,同时,通过从定性到定量这一过程,构建了我国城市污水处理的可持续发展工艺选型的技术改造的理论基础和模型框架。