不同水分管理方式下水稻生长季N2O排放量估算：模型验证和输入参数检验

利用2005～2007年我国稻田N₂O排放通量的田间原位测定资料和国际上其它地区稻田N₂O报道结果,对作者建立的不同水分管理方式下水稻生长季N₂O排放估算模型进行了验证. 结果表明,持续淹水稻田N₂O排放的拟合结果与其他地区淹水稻田N₂O通量值相一致. 淹水-烤田-淹水的水分管理方式下,稻田N₂O排放的拟合值接近于国际上同类研究结果. 淹水-烤田-淹水-湿润灌溉的水分管理方式下,稻田N₂O排放的估算模型对田间原位测定资料有很好的适切性. 为了检验模型输入参数的可信度,将本研究建立的有关我国水稻生产的相关资料数据库与以往研究报道结果进行了比较,结果表明,两者具有高度的一致性. 数据库资料表明,在20世纪50～70年代间,持续淹水稻田占20%～25%,大约75%～80%的稻田采用淹水-烤田-淹水的水分管理方式. 在20世纪80～90年代间,采用持续淹水,淹水-烤田-淹水和淹水-烤田-淹水-湿润灌溉水分管理方式的稻田分别约占12%～16%、 77%和7%～12%. 20世纪50年代水稻生长季平均每季总施氮量为87.49 kg·hm^-2,而90年代平均为224.64 kg·hm^-2. 其中,化学氮肥的施用量从20世纪50年代的37.4 kg·hm^-2增加到了90年代的198.8 kg·hm^-2,分别占水稻生长季氮输入总量的43%和88%. 在20世纪50～70年代间有机氮的输入量相对比较稳定,平均变幅在45.2～48.2 kg·hm^-2之间,随后逐步降低,有机肥料氮占氮输入总量的比例从20世纪50年代的52%降低到了90年代的9%. 作物残体N输入量从20世纪50年代的4.9 kg·hm^-2增加到了80年代的6.3 kg·hm^-2. 20世纪50～70年代水稻生长季氮肥施用量具明显的空间变异性,而80～90年代间其空间变异较小. 模型验证和输入参数检验的结果表明,该模型能较好地模拟我国不同水分管理方式下的稻田N₂O直接排放量.     

城区地表径流面源污染和河道水环境治理的研究

河流为人类提供了多样的生态服务功能,然而城市化对河流生态系统健康状况造成严重的影响。随着点源污染的有效管理控制,非点源污染降雨径流己成为造成城市地表水环境污染的主要原因。为了改善河道水质,引调清水激活城市内河水体,提高河道的水环境自净能力,有效改善城市水环境。文章以南京河西水系为例,利用Saint-Venant方程组对水系建立一维水动力模型,并通过汇流结点水位法对方程组进行数值求解;对WASP5水质模型进行二次开发用于水质模拟;建立水质模型和一维河网水动力模型的耦合模型,将水动力模型计算所得到的水动力参数耦合到WSAP5水质模型中,模拟降雨过程以及引调清水过程的河网各河段的水质变量浓度,得出降雨径流对河流的污染程度以及引清冲污措施对河流水质改善的效果并优化调水过程。     

内蒙古经济发展与环境污染之间关系的检验

利用内蒙古1986-2009年间的6类环境污染指标和人均GDP数据,基于VAR计量技术,通过变量平稳性和协整检验,Granger因果检验和脉冲响应分析对经济增长与环境污染的关系及其动态性进行了实证研究。结果显示:①当内蒙古粉尘排放量增长率、 工业固体废弃物产生量增长率、 工业二氧化硫排放量增长率和工业烟尘排放量增长率各增加1%时,人均GDP分别降低0.068%、 0.411%、 0.380%以及0.418%;当工业废气排放量增长率和工业废水排放量增长率分别增加1%时,人均GDP分别上升1.305%和1.601%。②人均GDP变化是工业固体废弃物产生量和工业废气排放量变化的Granger原因,但各污染物排放并不是人均GDP变化的Granger原因,这与研究期间内蒙古处于工业化尤其是工业中的采矿业发达的事实吻合。③人均GDP增长率对来自环境变量增长率的冲击影响其响应表现为在第1期均为0,从长期响应来看,给粉尘和废水排放增长率一个正的冲击,人均GDP增长率的响应为持续的降低;对来自废气排放增长率冲击响应函数图在前4期表现出"增长-降低-增长"的趋势,而在后6期表现为缓缓下降;对来自固体废弃物产生量增长率和二氧化硫排放量增长率冲击响应不明显;对来自烟尘排放量增长率的冲击其响应在第2期达到最大值,随后也呈递减趋势。④从方差分析的结果看,不考虑GDP自身的贡献率,内蒙古环境污染指标排放增长率对人均GDP增长率贡献率较小,而在不考虑内蒙古各个环境污染指标排放增长率自身的贡献率的情况下,内蒙古人均GDP增长率对环境污染指标排放的增长率的贡献较高。这进一步说明了内蒙古环境各污染因子排放量的增多并没有大幅度促进人均GDP的增长,但是人均GDP增长却带动了工业污染物排放的增长。     

河流水质分析的状态方法

考虑弥散时Streeter-Phelps一维稳态河流水质模型解析解难以得到，在计算BOD和溶解氧浓度时，很多文献在计算表达式右端都含有未知的弥散系数D＝Os-O。作者通过对上述方法研究结果表明：这种处理方法在计算BOD和溶解氧浓度时有较大的误差，本文给出了考虑弥散时Streeter-Phelps一维稳态河流水质的状态空间模型，该状态方程可以用多种微分方程数值计算方法（如龙格一库塔）求解，仿真结果表明，该方法不仅可以进一步提高BOD的计算精度，也可以改善溶解氧浓度计算结果的准确性。     

事故出流时河流综合水质的计算机预测方法研究

河流上游的污水排放口或倒虹管等污水构筑因有可能发生事故出流而对下游的取水口存在着潜在的威胁，常规的单参数模型不能就事故出流对下游的影响作出公正评价。本文以QUAL－Ⅱ模型为骨架，以生动形象的动画形式演示出在整个排污过程中多个水质参数沿河道分布的变化全过程，并且，在模型中融入隶属度BP神经网络综合评价水质的模块，用它来对发生事故出流时下游取水口水域的水质变化进行综合评价，最后通过一个例子说明了该方法的优越性和合理性。     

生物法净化挥发性有机废气的吸附-生物膜理论模型与模拟研究

针对挥发性有机废气的生物法净化过程,进行了吸附-生物膜新型理论的相关动力学模型研究.经采用实验室数据和工业应用试验结果的对比验证表明,该模型对描述实际过程有很好的适用性.应用该模型对人口气体甲苯浓度、气体流量及生物膜填料层高度等主要因素的影响进行模拟研究,模拟计算值与实验值之间有较好的相关性,相关系数r为0.80～0.97.     

非点源污染模型研究

随着工业污染源的有效控制,非点源污染已经成为我国重要污染类型之一,如何科学地认识并有效控制非点源污染因而成为一个紧迫的研究课题.本文回顾了描述非点源的基础工具--非点源模型30多年来的发展历史,就非点源模型的主要类型、结构和特点进行了系统的总结,并对目前主要的非点源模型进行了比较分析,探讨了非点源模型发展的趋势,以期为我国非点源污染的控制提供可借鉴的经验.     

环境模型参数识别与不确定性分析

在对水文模型实例的参数不确定性分析基础上,分别采用传统灵敏度分析方法、HSY算法、线性回归等方法对模型参数特性进行了识别与比较研究.结果表明参数优化算法与传统灵敏度分析方法不能解释模型结构复杂性特征,采用不确定性分析方法对环境模型参数进行识别提供了深入分析与理解模型系统的有效途径.     

恶臭污染影响评价概述

对国内外恶臭污染评价的程序、方法和内容进行了概述 ,指出恶臭污染评价应以恶臭污染源表征 ,臭气浓度、臭气强度、恶臭物质的测定 ,暴露频率预测、居民投诉分析为基础。恶臭评价是控制恶臭扰民、评估恶臭削减效果的一个有力工具。     

用神经网络辨识化学强化一级处理系统

运用实验室得到的数据为样本 ,选取了CODCr和絮凝剂投加量为指标 ,采用三层结构的神经网络 ,利用Matlab的神经网络工具箱中的批处理梯度下降法对CEPT系统经行辨识。辨识结果表明 :模型的预测值与实测值的平均误差在 3 .7%左右 ,具有较高的精度。同时 ,该模型还具有适应性强 ,使用方便 ,高效的特点 ,为CEPT系统的在线实时控制提供了一条有效的途径。