不同模式版本对长三角区域大气污染物模拟结果对比评估

选取2015年1、4、7、10月(分别代表冬、春、夏、秋4季),应用CMAQv4.7.1和CMAQv5.1模式模拟长三角区域的空气质量,对比了NO2、SO2、O3、PM2.54个常规污染物的模拟结果,表明CMAQv5.1对NO2、SO2和PM2.5的模拟效果优于CMAQv4.7.1,而CMAQv4.7.1的O3模拟效果优于CMAQv5.1;CMAQv5.1的NO2模拟值更接近地面观测值,比起不同版本的化学机制对NO2模拟效果的影响,NO2的模拟偏差受排放高估的影响更大;2个版本SO2的模拟值差距较小,且都与地面观测值之间差异较小;CMAQv5.1 PM2.5的模拟值比CMAQv4.7.1更接近观测值,气溶胶模块机制的更新(例如新增细分的PM2.5模式物种和部分二次有机气溶胶生成机制的改进等)对PM2.5模拟效果的改善显著;CMAQv5.1的O3模拟值比CMAQv4.7.1高,CMAQv5.1的O3模拟值在O3观测值的高值时段更接近观测值,而CMAQv4.7.1的O3模拟值在低值时段更接近观测值,CMAQv5.1在日最大8小时平均(MDA8)O3观测浓度超标日的O3模拟效果相比CMAQv4.7.1有一定程度的改善,但在非超标日模拟效果变差,CMAQv5.1的O3模拟效果总体相比CMAQv4.7.1并未得到有效提升。提出,未来针对低值时段和低值区域的O3模拟机制的改进将进一步提升O3模拟效果。     

环境污染物计算毒理学分析及环境行为模拟研究进展

根据国内外研究报道,系统地总结了计算毒理学和化合物环境行为模拟在环境科学领域的研究进展,包括二者的概念、理论、研究方法以及在环境研究中的应用;分析了计算毒理学和化合物环境行为模拟在发展中所面临的挑战,并提出对策;展望了计算毒理学和化合物环境行为模拟在环境研究中的发展前景。     

无人机监测在城市环境大气污染物扩散数值模拟中的应用

通过数值模拟手段,确定城市区域污染源对周边环境的影响程度和影响范围,确定污染源周边环境复杂程度对烟气扩散的影响程度。结果表明,数值模拟结果与无人机监测结果具有相同的变化规律,验证了数值模拟的合理性,可为项目选址、排污口设置、大气污染防治措施及相关工程设计等提供科学依据或指导性意见。     

高效率颗粒物微物理模型简介与重污染过程应用分析

中国细颗粒物(PM2.5)导致的空气污染和雾霾天气问题越来越突出,在低层对流层中很多地方都有显著的二次颗粒物生成过程,因此对颗粒物物理化学转化过程的研究具有重要意义,其转化过程对空气质量模式模拟和预报的准确性有重要影响。高效率颗粒物微物理(APM)模型经过近20多年的研究和发展,在全球化学传输模型(GEOS-Chem)、区域性气象和化学预报模型(WRF-Chem)通用地球系统模型(CESM-CAM5)等气象及环境空气质量预报模型中取得了很好的应用验证,能够在全球/区域等不同尺度对粒子生成、长大、凝聚、消除等微物理过程以及气溶胶光学厚度(AOD)、直接/间接辐射强迫等进行模拟。应用GEOS-Chem-APM模式模拟了2014年2月京津冀区域的重污染过程。结果显示,湿度模拟的准确性对其他物理和污染物浓度等模拟结果有重要作用;2月20—26日的重污染过程模拟结果与实际观测较为吻合,主要污染特点是较高的湿度(90%以上),同时,二次颗粒物和包裹了二次物种的一次颗粒物(黑碳/有机碳)是低能见度的最大贡献者。     

基于SHERPA的环境空气质量减排情景模拟评估

分析了SHERPA综合评价模型的基本原理和主要建模理念,重点介绍了其在环境空气质量减排情景模拟评估方面的作用,以及在排放源与受体关系(SRR)方面的处理方法,比较了其与欧盟常用的其他情景模拟模型的优缺点。SHERPA模型的特点是空间灵活性较好,对于任何给定地点,可以快速评估不同地区对该研究地点空气质量的影响。SHERPA模型的3个主要功能为污染物来源分析、决策支持和情景模拟。基于SHERPA模型对法国环境空气中PM_(2.5)、PM_(10)和NO_2年均浓度进行污染来源分析、决策支持分析和减排情景模拟评估,展示了模型在环境治理措施优先级筛选和政府间联合治理措施协调建议方面的功能和作用,以期为中国环境空气质量预测预报、环境质量管理措施的制定和成效评估等环境服务与管理工作提供借鉴。     

滇池湖泊网络富营养化水质预测模型的研究

本研究实质上是浅水型高原湖泊的水动力生态水质模拟模型，模型模拟了湖泊的水位、水温、悬浮物、可溶解磷、颗粒磷、总磷、浮游植物和透明度等参数的月平均值，模型得到了充分验证，模拟精度良好，最终对滇池１９８８年度的富营养程度进行了判别。     

基于MDSF的河流水质预警

介绍了流域水资源模拟与决策支持框架(MDSF)的框架结构、InfoWorks RS水质模拟方法及水质模型。利用MDSF,通过节点、断面、连接等建模工具构建长江南京段水质预警计算网络,并采用2005年实测资料说明了水动力、水质计算的上下游边界条件和模型参数率定等方法。     

珠江三角洲地区空气自动监控网络数据空间模拟适用方法

珠江三角洲地区已构建起区域性空气质量自动监测网络,由于初步建立的自动监控网络监测站点对整个区域而言极其有限,如以单离散数据形式发布则不能反映出区域空气污染的连续变化特征和全貌.对有限点位监测结果进行空间模拟研究才能满足反映区域性污染状况的需求.通过运用、比对、评价不同空间插值模型于自动监控网络离散站点的模拟应用,提出了珠江三角洲自动监控网络数据空间模拟适用方法.     

基于去耦合直接法的兰江流域地表水水质预测方法研究

针对影响因素众多、耦合机制复杂情况下的地表水污染物浓度预测问题，将河道污染物浓度的变化量表示为各种影响因子一阶偏导项和二阶偏导项的线性叠加。其中，一阶偏导项可描述影响因子变化与污染物浓度变化的直接关系，二阶偏导项可描述影响因子之间交互作用对污染物浓度变化的影响。在此基础上，提出了用以模拟地表水污染物浓度的去耦合直接法。采用2014—2016年兰江流域将军岩、低田、半潭、沈村、焦岩5个断面的水文和氨氮、高锰酸盐指数、总氮、总磷4项污染指标逐日实测数据，通过差分法求解了一阶和二阶偏导项，并采用2017—2019年实测数据对模型进行了验证和评价。结果表明：去耦合直接法能够有效预测地表水主要污染物浓度的变化方向和变化量，且模拟结果和实测结果的符合情况较好，4项污染指标模拟值的Nash-Sutcliffe系数为0.479～0.654,模拟值与实测值的偏差为0.070～0.352;汇流区面积增加后，影响因子不确性对污染物浓度的扰动减小，污染物浓度变化的规律性增强，去耦合直接法的模拟精度升高。与SWAT模型的对比分析结果显示，在污染成因不发生显著变化的情况下，去耦合直接法的模拟精度优于SWAT模型。     

考虑水温变化的变降解系数在北京市北运河水质模拟中的应用

综合降解系数是水质模拟预测、水环境容量计算中的关键参数之一,并且受温度影响较大。首先基于北京市北运河代表站2010年逐日水温资料,根据描述氨氮降解系数与温度之间数量关系的经验公式,得到随水温变化的动态降解系数以及年均水温对应的恒定降解系数,并采用模型试错法进行修正。然后基于MIKE11模型,模拟了采用变降解系数和恒定降解系数2种情景下北运河榆林庄断面氨氮浓度的变化。结果表明:2种情景均能较好地模拟氨氮浓度的年变化趋势,但采用变降解系数下大多月份模拟得到的月均质量浓度相对实测值误差较小,尤其是4—12月各月平均质量浓度模拟误差控制在15%以内,全年日均质量浓度模拟误差不足4%,模型表现更为稳定。