小尺度城市边缘区景观格局指数与小气候环境因子的相关性研究

选择位于北京中关村生命科技园区的休闲广场为研究区来探讨小尺度城市边缘区景观格局与小气候环境因子相关性,基于SPOT卫星数据和实地小气候观测数据进行计算和分析,结果表明:各种绿地类型要比相同观测期内的非绿地覆盖的土地利用类型温度低,湿度大;景观多样性指数与各小气候因子相关系数R2基本接近于1,表明二者有极显著的相关性;而边界密度指数、斑块密度指数和形状指数与各小气候环境因子的相关程度的显著性差异比较大:14:00地温与形状指数相关系数R2大于0.8的占77.78%;气温与边界密度指数和斑块密度指数的相关系数R2大于0.8都占66.67%;相对湿度与形状指数的相关程度8:00要比14:00显著(8:00相关系数R2大于0.8的占55.56%),该研究结果证实了景观格局与环境因子确实存在着复杂的非线型关系。     

天津津南区大气污染物小尺度精细化源清单

以天津市津南区空气站周边3 km为研究对象,基于拉网式实地调查,获得了该地区2016年各类典型行业污染源详细的活动水平数据,以大气污染物排放清单编制指南为参考,建立了2016年天津市津南区空气站周边3 km大气污染源排放清单,并构建了PM_(2.5)、PM_(10)、SO_2、NO_x、CO和VOCs等6项污染物的100 m×100 m空间网格分布图。结果表明,2016年天津市津南区空气站周边3 km大气污染源的排放总量为:PM_(2.5)(212.72 t)、PM_(10)(529.79 t)、SO_2(101.97 t)、NO_X(1 181.93 t)、CO(3 272.10 t)、VOCs(423.62 t);PM_(2.5)、NO_X、CO、VOCs的最大排放源都是道路机动车,贡献率分别为22.10%、92.84%、71.15%、74.52%;SO_2的最大排放源是散煤(43.25%);PM_(10)的最大排放源是裸地(29.33%)。天津市津南区改善空气质量应从道路交通优化、控制散煤、锅炉改燃3方面入手。     

不同尺度下蒸散量测算方法的应用及展望

在水资源日益稀缺的背景下,蒸散作为陆地水循环的重要组成部分,对水资源管理和农业灌溉方案的制定都起着决定性作用。在全球尺度上,蒸散量整体呈现出了明显的随时间增加趋势,但区域尺度及流域尺度的蒸散变化则呈现出较大的不确定性,并且在一些下垫面比较复杂的地区,如喀斯特小流域,蒸散作为流域水循环的重要组成部分往往难以准确测定,所以更需要因地制宜地选择蒸散量测算方法。基于此,本文以各种方法的研究尺度为切入点,将当前被广泛接受的蒸散研究方法分为小尺度方法,即针对单体植株和适用于田块尺度的蒸散研究方法,包括树干液流法、零通量面法、风调室法、蒸渗仪法以及土壤-植被-大气连续体(SPAC)水分传输综合模拟法;百米尺度方法,包括波文比法和涡动相关法;公里尺度方法,主要包括闪烁仪法;流域及区域尺度方法,包括水量平衡法和空间遥感法。概述了各个方法的应用范围、特点以及局限性,列举了前人工作中各种方法之间的对比验证,着重分析了闪烁仪方法在复杂下垫面的应用前景,以便在不同研究条件和研究尺度下能选择最佳的蒸散量测算方法,并对未来蒸散研究进行了展望。     

小尺度农田土壤中重金属的统计分析与空间分布研究

对北京市东南郊大兴区某生态农场的4个地块进行了采样分析,测定了表层土壤中Cu、Zn、Cr、Pb和Cd的含量.统计结果表明,3块大田的土壤性质之间没有显著差异,而大田与菜地间的差异较大.大田的重金属含量低于国家一级土壤质量标准,而菜地个别采样点的Cu高于一级标准,Cd高于二级标准.进一步通过相关性分析和主成分分析,研究区域土壤中的重金属可以由3个主成分反映,Cu、Zn和Cd为第一主成分,Pb和Cr为第二和第三主成分.对3个主成分因子进行空间分析,用高斯模型来拟和主成分因子的半方差函数效果最佳.第一主成分有较好的空间相关性,而第二和第三主成分的空间相关性较弱.在GIS平台上,应用克里格插值法作图分析了主成分因子的空间分布特性.第一主成分在菜地的值高于大田,第二和第三主成分从东向西逐渐降低.这一分布结果表明,土壤中Cd、Cu和Zn积累来源于蔬菜生产中的农业投入,Pb和Cr受外界影响较小.     

天津市环城某区小尺度VOCs排放清单及特征

在天津市环城某区VOCs污染源活动水平数据基础上,选取相应排放因子,构建该区2017年0.5 km×0.5 km小尺度VOCs排放清单。结果表明:2017年天津市环城某区VOCs排放3563.35 t。小型客车、轻型货车和重型货车为主的道路移动源贡献了32.14%,工业溶剂为主的溶剂使用源贡献了31.05%,钢铁和非金属矿物制品为主的工艺过程源贡献了21.57%。空间分布结果显示,排放源主要分布在主干道路、涂料制造、钢铁和非金属矿物制品密集的区域,排放前3的街镇为葛沽镇、咸水沽镇和北闸口镇,分担率依次为21.47%、19.17%和13.82%。该清单可为区域污染防治策略的制定提供参考,但仍存在一定不确定性因素,道路车流量等活动水平数据需进一步翔实,排放因子本地化研究应进一步开展。     

基于实验与仿真的三维水下气体泄漏预测与安全评估研究

水下气体羽流特性是海底气体泄漏风险评估的重要基础。为准确预测水下气体羽流行为，基于计算流体动力学(CFD)方法，建立1种考虑气体卷吸湍流特性的三维水下气体羽流数值预测模型；采用欧拉-欧拉流体体积模型捕捉气液作用界面，以大涡模拟(LES)方式预测羽流上浮及卷吸过程中的湍流特性，从而实现对水下气体羽流行为的预测；搭建小尺度实验平台，对比仿真与实验条件下的气体羽流形态，验证数值模型的可行性及预测精度；应用建立的数值模型对工程条件下的水下气体泄漏事故进行预测和评估，以某浅层气井喷事故为例，评估水下气体羽流上浮时间、海面影响范围和涌流高度。结果表明:基于欧拉多相流与大涡模拟的数值模型对水下气体羽流预测结果与实验具有较好的吻合度，该模型能够较好捕捉羽流的湍流特性，可为水下气体泄漏羽流行为评估提供参考。     

天津市北辰区大气污染物小尺度精细化源排放清单

以天津市北辰区空气站周边3 km为研究对象,基于拉网式实地调查,获得该地区2016年各类典型行业污染源详细的活动水平数据,以环境保护部发布的"清单编制技术指南"为参考,建立了2016年天津市北辰区空气站周边3 km大气污染源排放清单。结果表明:2016年天津市北辰区空气站周边3 km大气污染源的排放总量PM_(10)为431.28 t、PM_(2.5)为147.94 t、SO_2为48.67 t、CO为1 395.39 t、NO_x为469.52 t、VOCs为305.66 t;PM_(10)和PM_(2.5)的最大排放源是工地,贡献率分别为25.49%、15.16%;SO_2的最大排放源是散煤,贡献率为49.36%;CO和NO_x的最大排放源是道路机动车,贡献率分别为45.85%、53.89%;VOCs的最大排放源是制造业企业,贡献率为48.80%。天津市北辰区改善空气质量应从控煤、控尘、控车3个方面入手。     

无人机通信信道模型研究

研究合适的无人机通信信道模型对无人机数据链的设计和性能分析具有重要意义。目前,根据无人机不同的飞行状态和不同的飞行环境,通信信道模型可以分为大尺度衰落模型和小尺度衰落模型。在分析这两种模型相关参数和概率分布函数的基础上,结合大尺度衰落和小尺度衰落的特性,利用自由空间路径损耗和粗糙地面路径损耗理论,建立了适合不同环境下无人机特性的统一信道模型。