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。     

江苏省空气质量预报与实测结果比对研究

选取2015年1—8月江苏地区NAQPMS、CMAQ、CAMx、WRF-Chem 4个模式预报结果与实测值进行比对分析,结果表明,标准化分数偏差(MFB)为-0.066 5~0.201 1,标准化分数误差(MFE)最大值为0.381 8,均在理想范围内,其中CAMx预报效果相对较好,WRF-Chem有一定误差。4个模式相比,NAQPMS对于PM_(10)的模拟性能较好,各模式对PM_(2.5)模拟性能相近,CMAQ和CAMx对O_3模拟较好,WRF-Chem对CO模拟较好,各模式对SO_2和NO_2的模拟都需进一步优化。     

广佛珠江河网区石油类污染数值模拟研究

基于EFDC模型，构建了广佛珠江感潮河网区三维水动力模型；同时，通过耦合石油类污染物水力输运与悬沙吸附一沉降过程，构建石油类水质数学模型，从而更全面客观地模拟水体石油类污染物的迁移转化过程。通过2001年1月实例模拟及验证，表明模型能较好地模拟再现珠江水体石油类浓度变化过程，为日后珠江水环境质量监控与水质改善、城市河涌整治成果评价及预测等提供技术支持。     

田湾核电温排水遥感监测与数模一致性分析

利用温度反演和数值模拟的方法,对田湾核电站航天遥感测量和数值模拟结果作对比分析。结果显示:遥感监测和数值模拟结果在田湾核电站附近海域的海面温度场羽迹展布方向、不同季节大小潮型、潮态规律上都是相似的,只是在规模和数量上存在着一定差异,两者可以相互验证。     

惠州市城区NO2污染水平的分析与模拟

分析了2004年惠州市城区各监测站点的NO2数据,结果表明,NO2对城区空气质量影响不大。采用了城市空气质量管理软件模拟了NO2空间分布及日变化情况,且与实测值的比较分析表明,模拟结果在城区内有可比性。但地处城市边缘地带的污染模拟受光化学和区域性污染的影响,有待于进一步研究。所得结论可为惠州市城区优化布点的研究提供一定的参考。     

垃圾填埋场室内模拟试验注水量确定方法及其应用

针对填埋场室内模拟试验往往忽略降雨径流和初损的问题,提出运用SCS模型确定室内模拟试验日注水量的方法,并将计算结果应用于成都长安填埋场室内模拟试验中.结果表明,采用SCS模型计算所得的日入渗量进行注水的模拟柱渗滤液产量和水质变化能够更准确的模拟填埋场实际情况.     

环境糖皮质激素受体干扰物的研究进展

综述了糖皮质激素受体干扰物的作用机制和生态效应,列举了多种活性筛选方法,并根据性质对干扰物进行了种类的划分。在当前环境糖皮质激素受体干扰物研究的基础上,指出了作用机制的研究不全面、个体生物筛选方法匮乏、缺少可信的活性模拟预测技术等问题,并提出了应借助模式生物完善作用机制研究,在此基础上建立稳定、高通量的个体生物活性筛选方法和动力学过程模拟替代技术用以活性预测等发展方向。     

外来沙尘输送对北京市空气质量影响的预报预警技术初步研究

利用多方位监测数据和气象资料,分析了2010—2011年春季外来沙尘输送对北京市空气质量指数的影响,提出外来沙尘对北京市空气质量级别影响的预报判据。此外,基于NAQPMS模型的沙尘模块,开展数值预报研究,并对北京市2010年3月一次沙尘天气污染过程进行数值模拟试验,结果表明,模拟的PM10浓度值与实测值有较好的一致性。通过判别预报和数值模拟两种预报技术的开展,可以预报沙尘输送影响的空气质量级别、沙尘分布和演变规律,为进一步开展空气质量预报预警和防控沙尘工作打下了很好的科学基础。     

基于QUAL2K模型的鹤壁卫河水质模拟预警研究

水质预报预警对于防范水污染、降低水污染风险及其带来的损失、保障用水安全及水环境质量等具有重大意义。提出了一种基于QUAL2K模型的水质模拟预警方法,包括水质模拟预测、预警指数计算和警情确定,以海河流域鹤壁市卫河为例进行实证研究。研究结果表明:基于QUAL2K模型模拟精度分别为COD 97.7%、NH_3-N 98.5%,水质模拟效果较好;所选河段预警时段内COD基本处于无警和轻警2个级别,氨氮大多是巨警,浓度严重超标,是导致监测断面预警指数高的主要原因。     

兰州市气象要素对大气质量影响力的模拟分析

为了弄清气象要素对大气质量的影响以及大气污染反弹的原因,通过对兰州市冬春之际气象要素对大气质量影响力的模拟分析,建立了气象要素与大气质量间的模拟模型,并应用该模型对兰州市大气污染指数进行预测分析。结果表明,该模型计算精度高,预测结果真实可信,方法可行性好,可用来模拟分析兰州市冬春之际空气污染的成因和动态变化。     

基于EFDC模型的神定河水质模拟

以十堰市神定河为研究对象,基于环境流体动力学(EFDC)模型构建了神定河水动力水质模型,分别采用2017年和2018年流量、氨氮、化学需氧量、总氮、总磷等监测数据对模型进行了率定和验证。结果显示,模拟值与实测值的相对误差、决定系数在适宜范围内,表明模型能够准确反映神定河的水动力和水质过程。在此基础上,设计了一个新建项目进行预测模拟,研究新建项目对下游水质的影响,为新建项目的水污染风险评估提供决策参考。神定河水动力水质模型的构建,同时考虑了点源和面源的影响,实现了参数本地化,可为面向神定河的水质预报预警业务化运行、突发水污染事故应急模拟等提供模型基础。