复杂水环境模拟研究与发展趋势

从水质变化过程、水体空间维度和边界条件三个方面简要回顾了水环境模拟的研究与发展进程。介绍了目前国内外广泛应用的综合性水质模型软件：QUAL2E/2K、CE-QUAL-RIV1、MIKE11、CE-QUAL-W2、MIKE21、Delft3D、WASP、EFDC、BASINS、WARMF、SMS的特点和适用范围,重点讨论了EFDC和WASP集成应用于复杂水环境模拟的优势。对复杂水环境模拟的发展趋势进行了展望。     

SWMM模型在城市不透水区地表径流模拟中的参数识别与验证

为了研究城市不透水下垫面的降雨径流过程和污染负荷,以屋面为例,选择径流管理模型SWMM,采用独立场次实测数据,应用基于不确定性分析的HSY算法和Monte Carlo采样方法对模型中的水文水力和水质参数进行识别和验证.结果表明,地表不透水区径流模型中主要包含6个关键参数,分别为不透水区初损填洼深度(S-imperv)、不透水区曼宁系数(N-imperv),指数累积方程中的最大可能累积值(max buildup)、累积常数(rate constant),指数冲刷方程中的冲刷系数(coefficient)和冲刷指数 (exponent).水文水力参数的识别可以最小二乘法偏差作为目标函数,水质参数的识别可以场次污染负荷和污染物峰值浓度作为目标函数.参数识别结果为N-imperv0.012～0.025, S-imperv 0～0.7, max buildup 15～30, rate constant0.2～0.8, coefficient0.01～ 0.05, exponent1.0～1.2.参数的区域灵敏度由大到小排序为 coefficient、S-imperv、N-imperv、max buildup、exponent、rate constant.识别后的参数可以通过模型验证,但是在模拟一些雨型特殊的降雨径流污染物浓度曲线时,仍然存在一定的困难.     

回归模型法推导油菜田土壤Cd限值的不确定性

为研究土壤-作物迁移模型推导农田土壤环境基准的不确定性,以油菜为例,通过贵州省4种典型微酸性土壤——红壤、黄壤、石灰土和黄棕壤进行Cd盐添加的盆栽试验,除全量Cd外,选择5种有效态提取剂,分别与油菜籽w(Cd)建立土壤-作物迁移模型. 参照GB 13078—2001《饲料卫生标准》w(Cd)限值(0.5 mg/kg),采用模型预测中位值和95%预测上限进行土壤Cd限值推导并分析模型的不确定性. 结果表明:全量和各提取态Cd质量分数与油菜籽w(Cd)均能建立极显著的一元(R2为0.907~0.946)或多元(考虑pH)回归模型(R2为0.875~0.962). 5.550(以多元模型中位值推导的农田安全种植油菜的Cd限值)随pH的升高从0.93 mg/kg增至1.45 mg/kg,HNO₃提取态、HCl提取态、DTPA提取态的Cd的质量分数也分别从0.81、0.97、0.73 mg/kg升至1.39、1.79、1.66 mg/kg. 基于CaCl₂提取态Cd的一元模型对pH不敏感,SEQS₅₀不受其影响. 对所有模型而言,SEQS₅₀是SEQS₉₅(基于模型95%的预测上限推导的限值)的1.1倍左右. 其中,CaCl₂提取态Cd的SEQS₅₀和SEQS₉₅分别为0.052和0.049 mg/kg,小于福建省CaCl₂提取态Cd标准限值(0.15 mg/kg). 为降低不确定性,需要选择合适的提取剂,使用全量Cd,HNO₃、HCl或DTPA 3种提取态Cd建模时须兼顾pH的影响. 研究显示,SEQS₉₅能够降低土壤Cd限值达标而作物Cd含量超标的可能性.      

结构可靠性的概率设计法综述

摘 要：【目的】概率设计法是结构可靠性设计法的核心。【方法】结构可靠性设计法按其提出时基于的表述方式可以分为非概率设计法,概率设计法。【结果】概率设计法具备可靠高效地满足工程实际需求的能力,因而倍受研究人员青睐。【结论】综述了目前国际上结构可靠性设计法领域现有的概率设计法,讨论了具有代表性的概率设计法的形式、优缺点和适用范围,展望了概率设计法的发展趋势。     

气候变化不确定性语境下的国家立场与责任分配

联合国新一轮的气候变化会议刚刚在墨西哥坎昆闭幕。会议之前,中国国家发展和改革委员会于2010年11月23日发布了《中国应对气候变化的政策与行动2010年度报告》。《报告》概述了2009年以来中国减缓及适应气候变化的政策与行动,并阐述了中国参与气候变化国际谈判的立场和主张。可喜的是,     

环境风险评价研究进展

环境风险评价是环境管理决策过程的重要组成部分,更是社会经济可持续发展的需要,也是环境科学发展的必然结果。经过几十年的发展,环境风险评价的科学理论体系已基本形成。主要介绍了环境风险评价的相关概念和发展情况,包括环境风险评价的研究内容、一般程序和评价方法,讨论了环境风险评价中的不确定性问题,给出了处理不确定性问题的两种方法-概率论和模糊理论,最后,在此基础上提出加强应用研究,以及多学科交叉和不确定性研究是今后环境风险评价的重要发展方向。     

兰-白城市群主要大气污染物网格化排放清单及来源贡献

甘肃兰-白城市群为我国西北地区重要的重工业基地,大气污染物排放总量较大.研究高空间分辨率的污染物排放清单对于区域空气质量预报预警、减排方案模拟研究及大气污染防治等具有重要的科学意义.本文以兰州和白银为主要研究区域,基于研究区域污染源排放及统计年鉴等数据资料,建立了兰（2015年）-白（2016年）城市群7种（类）主要大气污染物网格化排放清单,并对其空间排放特征以及排放源贡献进行了详尽地讨论分析.结果表明,兰-白城市群7种主要污染物年排放量分别为：NO_x 2.22×10⁵ t、NH₃ 4.53×10⁴ t、VOCs 7.74×10⁴ t、CO 5.62×10⁵ t、PM₁₀ 4.95×10⁵ t、PM_2.5 1.91×10⁵ t和SO₂ 1.37×10⁵ t.其中CO的排放量最大,NH₃的排放量最小.本清单与北大和清华MEIC清单对比结果表明,交通源排放3个清单一致性较高,CO排放总量和其工业源排放与北大和清华MEIC清单排放源相差30%~40%,推测原因主要为清单计算过程中排放因子、分辨率和数据年份的差异.本清单网格化空间分布显示除NH₃外的其他6种（类）污染物,排放主要集中在市区,排放源中工业非燃烧过程源均为最大贡献占比,NH₃的主要贡献源是氮肥的施用及禽畜排放,其污染分布受耕地分布等因素影响较大.因此,减少工业非燃烧过程源、整合优质高效电力供应、使用清洁能源、严格控制工地扬尘、工业粉尘和做好城区绿化等,能有效地降低兰-白城市群NO_x、VOCs、CO、PM₁₀、PM_2.5和SO₂这6种（类）主要污染物的排放.NH₃的减排则主要可从控制氮肥的使用及减少禽畜排放两方面考虑.本研究还利用蒙特卡洛法分析了排放清单的不确定性,NH₃的不确定性最大为-31%~30%,CO的不确定性最小为-18%~16%,清单整体可信度较高.     

可控震源振动器系统不确定性分析

为了解决可控震源施工过程中振动器系统的安全性问题,采用故障树法建立仿真 模型。通过失效分析得出各故障单元的失效模式及单元间分布规律,计算出振动器系统 的可靠度。开展对该系统敏感性的不确定性分析,得出影响振动器系统可靠性的关键因 素为重锤上部密封失效。采用有限元法对其应力场进行模拟仿真。结果表明:随着工作 频率的升高,O形圈应力波动越大,密封越容易失效。Von Mises应力随压缩率的增大先 减小后增大,随槽口半径的增大而增大;接触应力在一定范围内随压缩率及槽口半径的 增大而增大。为振动器的结构优化与可靠性设计提供理论依据,并为油气资源勘探开发 的安全作业提供工程应用指导。     

基于加权证据理论的受电弓事故树分析

受电弓一旦发生故障,就很可能造成严重交通事故。在传统事故树的基础上采用加权证据理论算法优化事故树定量分析,融合不同专家意见,处理了概率评估中的不确定信息,结合机务段的技术人员和专家的意见,对受电弓进行风险评估。基于定性定量分析的结果总结出受电弓安全运行的薄弱环节,提出了具体的安全控制措施。     

Comparative study on the efficiency and environmental impact of two methods of utilizing polyvinyl chloride waste based on life cycle assessments

Two processes of utilizing polyvinyl chloride （PVC） waste, an incineration process and a vacuum pyrolysis process, for energy conversion were compared to determine their efficiency and environmental perfor- mance. We carried out a life cycle assessment with each of the two processes to evaluate their environmental impact and defined the goals and limits of our remit. As well, we established an inventory of PVC waste from incineration and vacuum pyrolysis based on process analysis, data collection and calculations. The results show that electrical power output per unit mass of PVC waste in the incineration process was twice as high as that of the vacuum pyrolysis process. Incineration had a larger total environmental impact potential than vacuum pyrolysis. The total environmental impact potential of PVC waste from incineration was three times higher than that from vacuum pyrolysis. Incineration of PVC disposed 300 ng. 100 kgI of dioxins and vacuum pyrolysis 98.19 ng- 100 kgI of dioxins. As well, we analyzed the data for their uncertainty with results quantified in terms of three uncertainties： basic uncertainty, additional uncertainty, and computational uncertainty. The coefficients of variation of the data were less than 25% and the quality of the inventory data was acceptable with low uncertainty. Both PVC waste disposal processes were of similar quality and their results comparable. The results of our life cycle impact assessment （LCIA） showed considerable reliability of our methodology. Overall, the vacuum pyrolysis process has a number advantages and greater potential for development of PVC disposal than the incineration process.