城市土地利用类型与PM2.5浓度相关性研究——以武汉市为例

随着我国工业化的不断发展,在我国的主要经济发展地区的雾霾天气不断爆发,使我国的大气环境日益恶化,严重影响了人们的日常生活和身体健康。PM2.5作为雾霾的重要组成成分,也日渐成为环境领域的研究热点问题。随着全球性变化研究领域逐渐加强了对土地利用与生态环境的相关研究,因此无论从法律和社会经济发展的角度,还是从生态资源保护与环境可持续发展的角度,土地利用与PM2.5的相关研究都显得相当重要。研究目的:分析武汉市各类用地类型与PM2.5浓度的相关性程度。研究方法:使用ENVI与ArcGIS对武汉市2013年MODIS气溶胶产品进行空间分析与插值处理,再应用SPSS将其与武汉市2013年10个观测点的PM2.5浓度数据作相关性分析,以证实MODIS气溶胶厚度与PM2.5浓度的相关性,并建立两者的线性回归方程,然后利用计算后的武汉市整体PM2.5浓度分布与各土地利用类型进行相关性研究。研究结果:武汉市PM2.5浓度有明显的空间分布特征,绿化面积比例与PM2.5浓度呈显著负相关,建设用地面积比例与PM2.5浓度呈显著正相关,未利用地面积比例虽然与PM2.5浓度呈正相关,但相关性较低,而耕地与水体对PM2.5浓度没有显著影响。研究结论:土地利用类型对武汉市PM2.5浓度的分布有显著的影响,其与搭载MODIS传感器的遥感卫星监测方式的结合能成为研究大范围特定区域PM2.5浓度空间格局的新方法,并且增加城市绿化面积,控制建设用地规模能有效减少PM2.5浓度。     

基于井口涌水量变化类型判断岩溶含水层厚度

针对含水相对均匀的溶洞-裂隙水含水岩组,为判断岩溶含水层厚度,通过对空气潜孔锤钻进工艺施工钻孔井口涌水量变化进行分析,结果发现:利用该工艺施工的钻孔井口涌水量一般会出现稳定型、降低型和增长型三种变化类型;井口涌水量变化类型反映了岩溶含水层是空间尺度上发育的垂向地下水系统,具有分层特征,其厚度与碳酸盐岩岩溶化程度的不均一性耦合,体现了碳酸盐岩岩体内不同空隙的发育规模、密度及其相互间的联系程度;明确了地下水埋深状况以及含水层的构成条件。故采用空气潜孔锤钻进工艺施工的钻孔,在非干孔情形下,可以利用井口涌水量的变化类型判断岩溶含水层厚度。     

有机化学品不同温度下(过冷)液体蒸气压预测模型的建立与评价

(过冷)液体蒸气压(PL)是评价化学品在环境中分配、迁移和归趋行为的重要参数。PL具有较强的温度依附性。发展一种能够精确预测不同环境温度下化学品PL的方法,有助于填补化学品生态风险评估的大量数据缺失。本研究收集整理了661种有机化合物在不同温度下(200~830 K)共计10 478个log PL值。在此基础上,采用偏最小二乘(PLS)回归和支持向量机(SVM)方法,构建了PL的线性和非线性预测模型。结果表明:2种模型均具有良好的拟合度、稳健性及预测能力,SVM模型的预测性能略高于PLS模型(PLS:R2adj.tra=0.912,RMSEtra=0.477,Q2ext=0.910;SVM:R2adj.tra=0.997,RMSEtra=0.092,Q2ext=0.967)。机理分析表明,温度是影响PL的主要因素,温度越高,蒸气压越大;其次,X1sol也影响PL大小,X1sol用来描述分子间的色散作用,分子间色散力越小,蒸气压越大;此外,化合物的氢键个数、极性和分子构型等因素也影响PL大小。采用Wiliams plot方法表征了PLS模型应用域。所建立的模型可用来预测烷烃、烯烃、醇、酮、羧酸、苯、酚、联苯、卤代芳香烃、含N化合物及含S化合物在不同温度下的PL数据。     

黄河三角洲自然保护区秋冬季水鸟群落组成与生境关系分析

于2014年10月至2015年1月采用样线调查法对黄河三角洲自然保护区秋季迁徙期和越冬期水鸟群落结构进行调查研究,调查共包括8条样线40个观测点.结果表明:(1)秋季迁徙期共记录水鸟6目14科54种,国家Ⅰ级保护鸟类5种,国家Ⅱ级保护鸟类8种;越冬期共记录水鸟5目7科31种,国家Ⅰ级保护鸟类1种,国家Ⅱ级保护鸟类4种.(2)2个时期雁形目水鸟种类和数量均占优势,豆雁(Anser fabalis)、斑嘴鸭(Anas poecilorhycha)、赤膀鸭(Anas strepera)和绿头鸭(Anas platyrhynchos)为优势物种,丹顶鹤(Grus japonensis)、东方白鹳(Ciconia boyciana)和大大鹅(Cygnus cygnus)等珍稀水鸟也有一定的种群数量.(3)秋季迁徙期水鸟种数、数量和ShannonWiener多样性指数多于或高于越冬期.(4)5种典型生境之间水鸟种类和数量存在差异,天然水域是水鸟群落的主要分布区.(5)自然生境内的水鸟种数、数量和Shannon-Wiener多样性指数一般多于或高于人工生境.相似性分析结果表明,自然生境之间水鸟群落结构相似程度高于人工生境.     

基于Matlab分析的台阶式场地平整方案优化设计

在某市餐厨垃圾处理厂场地平整设计中,利用Matlab软件对台阶式场地平整方案进行优化设计,即在Auto CAD环境下用等高线法计算各级台阶的土方量,用Matlab软件拟合出台阶设计高程和土方量的函数关系式,在约束条件下求解,得到了最优设计高程和基于土方挖填平衡条件下场地平整的最小土方工程量,为工程总平面布置提供优化方案。其分析设计方法可为工业企业台阶式场地的总平面布置设计提供借鉴。     

火电厂烟道的优化分析

以某电厂2×1 000 MW机组的引增段烟道为例,基于CFD模拟软件开展了烟道系统的优化分析,优化后降低了系统压损122 Pa,年节约运行费用约35万元,投资回收期为0.57 a。优化后的方案较原方案大大降低了系统的磨损及振动,有利于电厂的安全可靠运行。     

热浮力及室外风压耦合驱动下高层建筑疏散走廊烟气运动网络模拟分析

火灾发生后,火灾烟气主要通过疏散走廊向建筑的其他部位蔓延.有效控制疏散走廊中的烟气,可以阻止其进一步蔓延到楼梯间.了解火灾烟气在疏散走廊中的运动规律,是控制其蔓延扩散的前提.热浮力和室外风压是烟气在走廊中运动的主要驱动力,研究二者耦合作用对走廊中烟气运动的影响,对进一步弄清火灾烟气的流动规律具有较大的意义.采用网络模拟软件CONTAM 3.0模拟疏散走廊中火灾烟气在上述两种驱动力作用下的运动情况.结果表明,随室外风速增大,疏散走廊中火灾烟气的运动速度增大,远大于单纯热浮力作用时烟气的运动速度;当热浮力和室外风压耦合驱动时,室外风压对烟气运动的影响起主要作用.     

本煤层瓦斯抽采渗流模型及数值模拟

在研究煤层瓦斯抽采时,假定煤岩为具有孔隙裂隙的双重介质,在运动方程、连续性方程和辅助方程基础上,以煤岩体应变为耦合媒介建立了考虑裂隙瓦斯渗流、微孔隙吸附瓦斯解吸扩散和煤岩变形的渗流模型.借助多物理场分析软件COMSOL Multiphysics,将模型转化为偏微分方程组,结合沙曲矿24305工作面瓦斯赋存条件进行分析求解.结果表明,进行煤层瓦斯预抽时,抽采初期瓦斯压力下降较快,抽采孔间距对抽采效果影响比较显著,距离抽采孔越远瓦斯压力下降越慢,抽采时瓦斯渗流速度变化可分3个阶段.参考模拟结果现场布置孔距为6m的顺层钻孔,抽采稳定时瓦斯纯量达5～7 m3/min,抽采效果比较理想.     

黄河三角洲海岸带生态承载力综合评价

为全面、深入认识黄河三角洲海岸带的海洋资源和生态环境特征、海洋产业结构及海洋经济发展的优势、劣势条件,选取工业废水排放量、固体废渣排放量、万元GDP能耗、岸线利用率、人均可开发海域面积、人均海岸线长度、海洋初级生产力、污染海域占海域总面积的比例、生物多样性指数、人口密度、人均海洋经济产值、GDP年均增速、科研与开发投入和环境保护支出等压力、状态、响应3类14个指标,采用压力-状态-响应模型对黄河三角洲海岸带生态承载力进行了综合量化评价.结果表明,2006-2010年黄河三角洲海岸带的承载指数和压力指数呈下降趋势,承压比则总体上呈上升趋势.根据评价结果,提出了构建高效生态产业体系、优化黄河三角洲产业空间布局、对传统产业进行生态化改造、发展新兴生态产业、保护黄河三角洲海岸带生态环境、对黄河三角洲海岸带海洋资源进行高效集约利用等提高黄河三角洲海岸带生态承载力的对策.     

管道内瓦斯爆炸温度与压力峰值试验研究

为分析瓦斯爆炸的火焰温度及压力峰值在管道中的传播规律,采用瓦斯管网爆炸测试系统进行试验,通过爆炸压力和爆炸火焰温度采集系统采集数据。在相同点火能量和点火位置的条件下,分析了体积分数对瓦斯爆炸的温度峰值和压力峰值的影响,及温度峰值和压力峰值随管道距离的变化规律。结果表明:当瓦斯体积分数低于9.5%时,温度峰值和压力峰值随瓦斯体积分数增大而增大;同一体积分数下,温度峰值最大值出现在最接近爆源的位置,并呈逐渐下降的趋势,接近爆源的温度峰值下降较明显,随管道延长,温度峰值的下降减慢且趋于平缓;温度峰值与传播距离近似呈三次函数关系;冲击波压力峰值随管道传播呈先上升后下降再上升的波动性变化。