常州市排水基础设施安全运行监测平台建设与研究

排水系统是城市重要的基础设施之一，监测其运行状态意义重大。为解决排水系统数据管理、在线监测、业务管理、内涝预警等方面的问题，以常州市为研究对象，深入分析了排水系统现状及问题，并给出了解决方案。基于GIS、物联网、人工智能、数字孪生等技术，提出了排水基础设施安全运行监测技术架构，研发并建成排水基础设施安全运行监测平台。系统上线后，管网养护成本平均降低12%,污水全年低水位运行时间提升10%,一体化调度效率提升50%,实现了设施全生命周期管理、管网全方位监测、内涝高效预警与处置、厂网一体化调度，并有效提高了常州市排水基础设施数字化、智能化监管水平，可为同类城市相关工作提供参考。     

论中国环境预警制度的法治化--以行政权力的规制为核心

环境预警制度蕴含了一项使行政权力合法扩张的"对应性架构",即预警级别与"强制型"或"限制型"措施之间的充分必要关系。在制度运行过程当中,环境行政权力却出现了"选择性失语"和"运动式肆意"的问题,具体表现为:一是预警级别发布时的"隐匿"与"从轻",从而对公民健康权益保护不足;二是预警状态下环境行政权力的扩张过度,使得对个人自由与企业经济自由侵害过度。由于环境治理领域"被害人-加害人"二元对立关系的模糊化、趋同化甚至同一化,传统公法学体系中的权力制约理论无法对预警状态下多样化和多层次性的行政权力进行有效地规制。那么,便有必要对现有的环境预警制度进行修正与纠偏。因此,可以从"对应性架构"的载体及其前后两端入手,对环境预警制度进行法治化建构。具体而言,对环境预警的载体"应急预案"进行形式改造,提高环境应急预案的规范层级,完善环境应急预案制定、修改等程序性规定;明确不同预警级别设定的规范层级,将作为被宪法所保护的客观利益——生态环境利益与经济利益的边界——通过"前端"预警标准予以划分;对预警状态下行政权力的"外部"制约程序予以完善。基于预警级别标准体系的划分,可以通过司法程序对"后端"环境应急预案进行"附带性审查",同时,赋予私主体直接针对预警状态下具有"外化"法效力的内部行政行为提起行政诉讼的诉权。     

宁波月湖的水质改善与生态修复

随着浙江"五水共治"工作的深化,宁波作为浙江"五水共治"的中坚力量,始终把"五水共治"作为全市工作的首要任务和突破重点。自1999年进行清淤后,月湖水质得到短期改善,然而治标不治本的治理措施,并没有让月湖水质得到根本改善。因此,对月湖进行科学有效的生态修复,针对性地处理水污染问题,使之重新焕发活力具有十分重要的意义。     

基于MIKE21模型的洋河水库水质模拟

近年来,由洋河水库富营养化引起的供水安全问题日益突出。为应对洋河水库富营养化问题,基于迁移扩散及对流扩散理论,利用MIKE 21二维水动力模型对其水质进行了模拟。考虑污染物随水流入库及出库过程,分析了在水动力作用下TN、TP、NH_3-N随时间迁移扩散的质量浓度变化及分布情况。结果表明:模拟初期污染物以扩散为主,高浓度区域主要集中在入流处,在入流高峰期污染物向整个库区扩散,垂直水库中心线以西出现高质量浓度水域;入流与出流稳定期污染物以降解为主,水库中心水域污染物质量浓度较高。最终模拟得到库区TN质量浓度约为4.5 mg/L,TP质量浓度为0.06~0.075 mg/L,NH_3-N质量浓度为0.20~0.25 mg/L;9月水库实测TN、TP、NH_3-N质量浓度分别为5.0 mg/L、0.008 mg/L、0.20 mg/L,与模拟结果基本一致。研究表明,8月中旬到9月中旬,洋河水库污染物浓度较高水域极易暴发富营养化,此结论可为洋河水库水质评价、供水安全及污染物治理提供参考。     

基于GF-1号遥感影像的武汉市及周边湖泊综合营养状态指数反演

湖泊水体富营养化的监测评价是湖泊水资源管理和水环境保护的基础性工作。基于GF-1号WFV遥感影像和综合营养状态指数法,通过82个站点实测数据建立多元线性回归和RBF神经网络模型,对武汉市及其周边地区主要湖泊综合营养状态指数进行了反演。反演的结果显示,武汉市及周边大部分湖泊水域处于轻度富营养和中营养状态,局部湖区为中度富营养状态。验证结果表明:GF-1号WFV多光谱数据用于监测大面积湖群水质变化是可行的;两种模型都可以建立实测数据与遥感信息的函数关系,根据函数可以反演湖泊水质综合营养状态指数,进而实现大面积湖泊水质动态监测;而RBF神经网络模型预测的R2为0.742 3,均方根误差为3.72,其反演精度更高,更适合于监测内陆湖泊水质变化。     

河流水质自动监测站选址适宜性评价

为建立和量化适于河流水质自动监测站选址的评价方法体系,提出了河流水质自动监测站选址一致性、可行性和适宜性评价问题,并建立了选址可行性和适宜性评价2套指标体系。以自动站选址与手工断面位置不一致为前提,利用累乘指数判断选址可行性,在可行的基础上利用模糊综合评价进一步分析选址的适宜性。应用案例显示,罗汉大桥断面水质自动站选址于手工断面下游150 m处是可行的,并且此选址高度适宜,在具有水质代表性的同时兼顾成本和运维管理需求。     

地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取；提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列；发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性；构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测；在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

气相色谱法测定水质中的内吸磷

优化了气相色谱法测定水质中的内吸磷,当取样量为100 m L时,内吸磷-O方法检出限为0. 30μg/L,测定下限为1. 20μg/L;内吸磷-S方法检出限为0. 80μg/L,测定下限为3. 20μg/L。内吸磷-O和内吸磷-S标准曲线线性良好,相关系数分别为0. 999 2和0. 999 8。不同水质中内吸磷-O的加标回收率为90. 3%～104%,相对标准偏差为3. 6%～9. 2%;内吸磷-S的加标回收率为92. 1%～94. 9%,相对标准偏差为4. 6%～8. 7%。该方法灵敏度高,能有效分离内吸磷-O和内吸磷-S,同时能将内吸磷-O、内吸磷-S与其他有机磷农药类干扰物分离。     

便携式GC-MS仪快速测定水中硝基苯及其在应急监测中的应用

采用便携式GC-MS仪快速测定水中硝基苯,通过优化水中离子强度和顶空加热时间,使方法在0μg/L^300μg/L范围内线性良好,方法检出限为2.5μg/L。标准溶液6次测定结果的RSD为7.8%~10.9%,实际水样的加标回收率为80.7%~103%。同步测定试验表明,硝基苯与7种苯系物分离良好。与国标方法对比,该方法单个样品测定时间由2 h缩短为15 min。将该方法用于应急监测工作中,及时有效的数据可为污水处理及事故调查提供分析和研判依据。