厦门酸雨的区域分布及降雨过程分析

测定了厦门市几个代表点1993年3月至7月间雨样的pH值,并用ICP－AES方法测定了S、Ca、Mg等元素的浓度,实验结果表明,各区域雨样的pH值不仅与致酸污染物的排放(主要表现在S元素浓度上)有关,而且受到该区域的地理条件的影响,体现出酸雨的形成是致酸因素与致碱因素互相平衡制约的结果的一般规律。根据单场雨的分段分析数据,总结出pH值随降雨过程变化的几种模式,并分析了其成因。      

特殊污染的土壤环境背景值研究——以吉林省某地含砷日遗化武污染土壤为例

为了获得吉林省某地含砷日遗化武造成的污染区域土壤的准确环境背景值,本文将土壤调查的数据进行对数转换,绘制概率累计分布曲线图,并根据曲线的拐点,解析出未明显受到污染的部分,然后根据砷元素含量的分布规律,剔除异常值,计算出该地区土壤砷元素的环境背景值为1.46~11.60mg/kg,并通过对比分析印证了该方法的合理性和正确性。研究得到的土壤砷元素环境背景值可以作为评价和修复该地区砷污染土壤的基础数据,也可为复杂污染源造成污染土壤的环境背景值的研究提供方法。     

江苏省酸性降水的时空分布特征

为进一步掌握江苏省酸性降水的时空分布特点,文章应用经验正交函数法(EOF)对江苏省2008-2011年24个酸雨监测站的数据进行分解,分别得出月降水pH值、月大气降水电导率、月酸雨量场的特征向量分布和时间系数序列。结果表明,应用EOF方法可以很好地揭示酸性降水场的空间分布特征,江苏省降水pH值的第一典型分布场以东部沿海高于西部地区为主,月降水pH值逐年呈波动上升趋势;大气电导率的第一典型分布场呈同位相变化,西部高于中东部地区,季节变化特征明显;酸雨量的第一典型分布场为淮河以南高于淮北地区,具有夏春季高、秋冬季节低的季节变化特点。     

几种典型模型在物种敏感度分布中的应用和差异分析

模型的选择是物种敏感度分布拟合的关键。研究系统地介绍了物种敏感度分布法中常用的5种分布模型,即正态分布、对数正态分布、逻辑斯谛分布、对数逻辑斯谛分布和伯尔三参数分布的内涵、特点与适用性。分析了模型之间的差异性。研究不仅提出了物种敏感度分布拟合中模型筛选与拟合优度检验的方法,并且使用5种模型分别拟合出镉的物种敏感分布曲线,进一步讨论了模型之间的差异与选择依据。最后,提出了物种敏感度分布拟合中模型选择的一些建议。研究结果可为物种敏感度分布法的应用与水质基准的推导提供理论参考。     

PM_(2.5)传输模型的初始场优化

根据PM_(2.5)的传输特征,利用伴随同化技术建立了PM_(2.5)伴随同化模型。将此模型应用于中国大陆地区,对PM_(2.5)初始场进行优化研究。根据中国各大城市在PM_(2.5)污染情况,设置了华北、华东地区呈开口向下的椭圆抛物曲面和西部地区呈开口向上的椭圆抛物曲面这2种模型的初始分布,并利用PM_(2.5)伴随同化模型对其进行优化。实验结果表明,代价函数、观测点处绝均差、优化结果与给定分布的绝均差均有明显下降,优化结果也非常接近给定分布,说明该模型能够合理有效地对初始场进行优化。同时,对2种给定分布的优化情形对比分析猜测,有效观测点个数不足可能是导致优化结果不够理想的原因。为此设计了减少非有效观测点个数和增加有效观测点比例2组敏感性实验,发现有效观测点所占比例越大,优化效果越好。该研究为以后PM_(2.5)的准确模拟打下了基础。     

基于GIS的关中地区仰韶至商周时期聚落时空分布及驱动力分析

关中地区是中国重要的史前聚落分布地之一,该区域内丰富的聚落文化遗存为研究史前人地关系提供了坚实的基础。本文以整个关中地区作为研究区域,从较大的时空尺度探讨遗址分布与自然环境之间的关系。系统收集了关中地区从仰韶至商周时期的考古遗址数据,利用ArcGIS技术提取了各时期遗址点高程、距河流远近、遗址面积等定量化数据,并且进行了最近邻分析以及核密度分析,从而系统研究了这一时期的聚落分布特征。研究结果表明：龙山时期的聚落遗址较仰韶时期海拔位置更高、距河流更远且分散化程度增加,商周时期关中东部聚落遗址点数量大幅减少,西部和中部遗址点分布更加集中。但不论是仰韶还是龙山时期,聚落遗址总体上都是西多东少,中部最为稀疏分散,至商周时期关中中部遗址才逐渐增多。基于此,本文试图从气候变化、洪水、农业发展以及早期政权发展等角度探究影响仰韶至商周时期的聚落分布变化的可能因素,从而揭示出史前人类聚落变迁对区域自然环境的响应与适应过程,同时超大型聚落中心以及早期国家的形成也影响了遗址分布格局。就本研究而言,气候变化是影响关中地区龙山时期的聚落遗址数量大幅减少、聚落位置分布格局发生变化的主要原因之一,而商周时期聚落遗址的分布变迁似乎更倾向于生产力发展的结果,或是出于政治、军事的目的。关中地区仰韶至商周时期聚落的分布变迁与自然环境变化以及聚落中心、早期政权发展密切相关,体现了人类与自然环境之间的博弈,也揭示出该地区史前社会的复杂化进程。今后的研究中,需要结合详细的现场调查数据,进一步加强区域自然变量的定量化研究和对人类社会系统的认识,从而更准确地把握人与自然的耦合关系。     

基于ASM-MBF的阵列互耦补偿方法

目的解决传统矩量法在分析阵列互耦时存在未知数过多、计算慢的问题。方法研究一种结合宏基函数思想和无限阵列近似的,可用于大型阵列的互耦分析方法——ASM-MBF,通过构建MBF高阶宏基函数,来缩减矩量法计算时产生的矩阵规模。为减小大型阵列的单一激励电流分布的求解难度,利用无限阵列的单一激励电流分布进行近似分析,并且通过阵列扫描法(ASM)进行求解。将其结果和已经得到广泛使用的RWG-MOM计算结果进行对比,随后在ASM-MBF方法的基础上,求解得到阵列的互阻抗矩阵,并用互阻抗矩阵对传统的不考虑单元间互耦的阵列综合问题进行补偿修正。结果随着单元上MBF的个数的增加,RWG-MOM方法与ASM-MBF方法的计算结果的误差逐渐降低,在单元上MBF数目为4的时候,两种方法的误差仅为-140 dB,而此时ASM-MBF法未知数数量仅为RWG-MOM法的5%。在阵元间距不同的情况下,所使用的互耦补偿方法均取得优良的补偿效果,尤其在间距较小,互耦的影响较大时,补偿后的方向图已十分接近理想情况。结论ASM-MBF方法可以在考虑精度的同时实现矩阵降阶,使用该方法计算得到互阻抗矩阵,可对传统的不考虑单元间互耦的阵列综合问题进行有效补偿。     

MEIC排放清单在空气质量模式中的应用研究

本文主要研究了清华大学MEIC 2012基准年0.25°×0.25°排放清单应用于WRF-CHEM模式所需的主要处理技术,包括:单位面积污染物排放质量(或物质的量)浓度的计算,经纬度格点浓度到中尺度格点浓度的转换,使用模式地表类型数据对排放清单进行细化处理,各部门小时排放数据的确定以及PM_(2.5)组成成分比例的区域分配等.通过重污染个例的预报和模拟试验分析了清单处理技术的应用效果,结果表明:模式能较好地反映出污染物局地累积和水平输送的变化趋势,但高污染中心的浓度预报值要低于实际观测值,这与气象场的预报偏差有较大关系.清单细化处理技术可以改变模式格点上污染物的模拟浓度,但在不同气象条件下,改变量有所不同,静稳天气下,城市及其周边地区的改变量较大.     

饶河入鄱阳湖口处沉积物中重金属的含量及空间变化

饶河是鄱阳湖流域的五大水系之一,是鄱阳湖流域重金属污染最严重的区域之一.本文对鄱阳湖饶河入湖段设置了3个采样点,对采样点中的底泥样品进行了重金属元素Cu,Pb,Zn的分析与测定,用原子吸收法测定了柱状样沉积物中重金属的含量,分析了各元素在各采样点的空间分布特征.分析结果表明:各重金属含量的垂直分布特征由于受沿岸不同污染源的影响,重金属污染物难以形成一定规律的分布状态,总体上呈波折型分布;该区域底泥中重金属的分布受水流的影响较大;各元素之间呈现出一定的相关性,即Cu,Zn 2种元素之间呈极显著正相关,这表明在鄱阳湖饶河入湖段呈现出重金属复合污染的趋势.     

黑河下游地区土壤水盐及有机质空间分布与植被分布及长势分析

黑河下游地区生态环境脆弱，植被长势和分布与土壤水盐及有机质的含量和分布存在相关性，本文对研究区各采样点各土壤层水分、盐分和有机质含量和分布进行了测定和分析，并统计了各点植被种类、分布及长势情况，然后分析了二者之间的相关性，为该地区生态治理和恢复提供了依据。     

多径流出口水稻田非点源污染试验研究及验证

为验证一种水稻田非点源污染原位观测方法的准确性和适应性,以北京市上庄镇某试验水稻田为例,应用原位观测方法分别在水稻田进水口附近（4#观测点）和出水口附近（2#观测点）安装水位计观测稻田水深,利用同步观测的降雨数据以及田内5个采样点定期采集的水质数据,进行非点源污染试验研究,探究基于同一块水稻田不同位置的水深观测数据是否对该方法的应用产生影响.结果表明:①晒田期间,由于4#观测点处于相对低洼的位置,其水深数据显示4 d的无水期,与实际晒田时间相符,而2#观测点水深数据显示10 d无水.②基于2#、4#观测点水深数据得到总蒸散发和渗漏损失、总径流量以及灌溉量的相对偏差分别为1.3%、1.0%、1.8%;应用原位观测方法估算出该水稻田的灌溉量在2 620~2 710 m3之间.③基于2#、4#观测点水深得到的TN、NH₄+-N、NO₃--N、TP、COD_Cr输出系数的相对偏差在0.8%~8.0%之间.研究显示:水位计安装位置对原位观测方法应用的影响不大,且主要体现在晒田期的水深观测,建议将水位计安装在稻田相对低洼处,以确保能够完整地监测水稻生长季的水深变化;应用该方法能准确识别水稻田的径流量和灌溉量,对具有多个径流出口的水稻田非点源污染试验具有较好的准确性和适应性.      

化学质量平衡法在水体污染物源解析中的应用

化学质量平衡法（ＣＭＢ）是大气污染物源解析的主要方法之一。本实验模拟静肪水全点源恒流排放的条件,各污染物在水中的扩散行为,建立扩散经验模型来验证化学质量平衡法是否适用于水全污染物的源解析。做污染物浓度－距离曲线可预测各污染物的扩散行为;由同一污染源中污染物扩散方程的比较来确定污染源“成分谱”随扩散过程的变化,再由受体的污染物浓度便可求出每一污染源对该受体的贡献度,除极个别点外,污染物浓度实验值与预     

基于ZJU400土工离心机的CFD模拟方法

目的给出可靠的CFD模拟方法,用于土工离心机风阻功率估算,得到流场及温度场模拟结果。方法针对ZJU400中高速大型土工离心机,利用结构化网格划分使转臂及内壁面处的y+值<30,使其满足湍流模型边界层厚度要求。利用k-omega SST湍流模型和MRF多参考系方法对ZJU400土工离心机进行数值模拟,对模拟所得风阻功率、流场和温度场进行对比验证。结果模拟所得风阻功率与ZJU400实测数据偏差<10%,模拟所得流场与文献[8]中的结果吻合,温度场与实测数据吻合。结论针对ZJU400中高速大型土工离心机的CFD模拟方法取得了精度较高的模拟结果,通过仿真模拟弥补了大型土工离心机实验数据缺乏问题,减少了对实验数据的依赖,为制造设计和研究大型土工离心机提供了CFD模拟方法。     

几种网格数据处理方法的应用与评述

对于利用网格布点所测得数据的处理,可采用积分法、趋势面法、多项式法和平均值法,各种处理方法各有其特点。平均值法计算简单,各个网格权重相同,意义明了,但精度不高;积分法和趋势面法考虑到了位于中心的网格对整个区域的贡献率大,组成的三角形多,统计时利用次数就多,边缘的网格数据利用次数少,物理意义明确。积分法还可计算总量,趋势面法可以在图上表示区域分布及变化趋势;多项式法除了计算其平均值外,还可模拟测定值,可计算测得数值序列趋势值和偏差值,分析污染物分布及变化情况。使用时要根据分析对象的物理意义及研究目的不同,选择不同的数学模型和计算公式。     

光散射法与β射线衰减-光散射联用法颗粒物在线测量方法对比

为考察光散射法和β射线衰减-光散射联用法的适用性,以β射线衰减法颗粒物自动监测仪（BAM）为标准,于2016年2月4日-4月18日,在中国环境科学研究院利用β射线衰减-光散射联用法颗粒物自动监测仪（MP-CPM）与光散射法传感器对ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）测量结果进行了对比.结果表明:① MP-CPM与BAM测量ρ（PM₁₀）的结果具有较好的一致性,相关系数为0.92,平均相对偏差为0.04%;ρ（PM_2.5）结果一致性较差,相关系数为0.69,MP-CPM测量ρ（PM_2.5）整体较高于BAM,平均相对偏差为45.8%.② 光散射法传感器与BAM测量ρ（PM_2.5）结果一致性较好,相关系数为0.85,平均相对偏差为11.24%,但ρ（PM₁₀）远低于BAM,平均相对偏差为-44.64%.在特殊污染情景下,光散射法将因受到较大影响而严重错估颗粒物浓度.烟花燃放期间,MP-CPM和光散射法传感器严重低估颗粒物浓度,与BAM测量颗粒物浓度的平均相对偏差均低于-50%;沙尘污染过程中,MP-CPM严重高估ρ（PM_2.5）,与BAM测量ρ（PM_2.5）结果平均相对偏差为79.27%,光散射法传感器严重低估ρ（PM₁₀）,与BAM测量ρ（PM₁₀）结果平均相对偏差为-59.35%.研究显示,不同原理的仪器,在不同的使用场景下应该区别对待.      

着生藻类群落在黄浦江水质监测中的应用

在分析黄浦江不同断面水质理化指标的基础上，从着生藻类群落中的优势种、两类多样性指数等参数的变动状况，分析不同断面的水质对参照点着生藻类群落的影响。生物多样性指数、硅藻指数与水质级别关系分析表明，除部分次数的实验相关性不好外，基本能反映水质相对级别的差异，且季节性数值差异较小。研究指出：在了解参照点水质的情况下，可以通过对参照点藻类群落的室内测试来定性或者定量监测同一河流水质生态环境的综合状况，较之野外生态调查，可以节省大量的工作量。     

基于实测光谱与MODIS数据的太湖悬浮物定量估测

以太湖为研究区域,对太湖水体的水面反射光谱进行实地测试,并取样在实验室进行水质分析;根据光谱分析得到的悬浮物特征波段,估测悬浮物浓度;最后,对比MODIS波段,用最敏感波段及主成分分析法建立悬浮物估测模型.结果表明,576nm附近的反射率峰值、841nm处反射率一阶微分值和808nm附近的反射峰高与悬浮物浓度都有较好的相关性,其中峰高法和一阶微分法对悬浮物浓度的估测精度相当;MODIS波段1与悬浮物浓度相关性最好,经过主成分变化后的第一主成分和第二主成分可以较好地估测悬浮物浓度.因此,可利用MODIS数据对太湖悬浮物进行长期动态监测.     

决策单元-多点增量采样(DUMIS)在镍污染地块基坑清挖效果评估中的应用

为评估现行采样方法在土壤清挖效果评估中的不确定性,以某Ni污染地块土壤清挖后遗留的基坑坑底为研究对象,用现行采样方法和决策单元-多点增量采样方法（Decision unit multi increment sampling,DUMIS）分别采集基坑坑底土壤,分析土壤中w（Ni）的变化情况,并评估DUMIS方法现场采样和室内制样的误差.结果表明:①现行采样方式下,7个坑底采样单元（每个采样单元9点混合）中土壤w（Ni）的变异系数为71.7%,属强变异;现场平行双样w（Ni）的相对偏差为42.6%,不符合平行双样最大允许误差要求;所有样品的w（Ni）均未超过土壤清理目标值（90.5 mg/kg）,但个别采样单元的土壤w（Ni）较接近清理目标值.②DUMIS方式下,将基坑底部划分为一个决策单元,均匀布设50个分样采样点位,并在现场采样和实验室制样过程均进行3次重复采样;实验室制样三重复w（Ni）的相对标准偏差（Relative standard deviation,RSD）分别为1.3%、1.5%和1.7%,现场采样三重复w（Ni）的RSD为4.0%,数据精度较高;基坑坑底土壤w（Ni）的平均值为36.6 mg/kg,远低于土壤清理目标值.研究显示,DUMIS方法样本代表性强,数据重现性好,决策可靠,适合用于基坑清挖效果评估.      

速度场系数在烟气流速测定中的应用与研究

烟气流速测定是气态污染源排放总量监测的重要内容,关键问题是如何将连续监测系统的固定点烟气流速转化为监测断面的平均烟气流速。通过用参比方法对连续监测系统流速测定值进行校准,求出该监测断面的速度场系数。通过对两套连续监测系统的校准全过程的研究,证明速度场系数为一基本稳定值,经一段时间复验后其变化仍在容许范围之内,可用其对连续监测系统进行流速校准。      

1999—2013年中国东北植被物候信息遥感监测

随着3S技术的迅猛发展,用于地表遥感监测的卫星影像数据浩如烟海,而影像上地表植被长势等隐含信息的提取通常工作量大、耗费时间。论文提出了一种计算机自动提取地表植被物候信息的方法,主要用于对地表植被生长季及其年内长势进行快速提取。方法的基本原理是基于NDVI序列数据集,构建时间点对的时长跨度与该点对半方差的函数关系。选择东北松嫩平原地区作为重点试验区,计算了该区域1999—2013年地表植被生长季长度和长势特点,并选择东北地区物候观测数据进行验证分析。结果表明：1）东北地区农耕作物的生长季持续期在107~126 d左右。计算得到的结果与实测数据的最大误差在5 d值域范围内,沼泽植被在160 d以上（误差10 d左右）,草地为120~139 d;2）研究区地表植被的生长盛期峰值出现在第150天前后。结果较为真实、合理地反映了研究区域地表植被的物候信息。