Effects of calibration on L-THIA GIS runoff and pollutant estimation

Urbanization can result in alteration of a watershed's hydrologic response and water quality. To simulate hydrologic and water quality impacts of land use changes, the Long-Term Hydrologic Impact Assessment (L-THIA) system has been used. The L-THIA system estimates pollutant loading based on direct runoff quantity and land use based pollutant coefficients. The accurate estimation of direct runoff is important in assessing water quality impacts of land use changes. An automated program was developed to calibrate the L-THIA model using the millions of curve number (CN) combinations associated with land uses and hydrologic soil groups. L-THIA calibration for the Little Eagle Creek (LEC) watershed near Indianapolis, Indiana was performed using land use data for 1991 and daily rainfall data for six months of 1991 (January 1-June 30) to minimize errors associated with use of different temporal land use data and rainfall data. For the calibration period, the Nash-Sutcliffe coefficient was 0.60 for estimated and observed direct runoff. The calibrated CN values were used for validation of the model for the same year (July 1-December 31), and the Nash-Sutcliffe coefficient was 0.60 for estimated and observed direct runoff. The Nash-Sutcliffe coefficient was 0.52 for January 1, 1991 to December 31, 1991 using uncalibrated CN values. As shown in this study, the use of better input parameters for the L-THIA model can improve accuracy. The effects on direct runoff and pollutant estimation of the calibrated CN values in the L-THIA model were investigated for the LEC. Following calibration, the estimated average annual direct runoff for the LEC watershed increased by 34%, total nitrogen by 24%, total phosphorus by 22%, and total lead by 43%. This study demonstrates that the L-THIA model should be calibrated and validated prior to application in a particular watershed to more accurately assess the effects of land use changes on hydrology and water quality.     

压力板仪法测土-水特征曲线试验研究

非饱和土土-水特征曲线(SWCC)表示了土中含水量与吸力之间的关系。针对非饱和土干-湿循环过程中的吸力变化特征,开展试验研究。采用体积压力板仪实现非饱和土的脱湿和吸湿过程。试验成果显示:(1)土-水特征曲线是不稳定的,它与土体含水率的变化路径有关;(2)在干湿循环过程中,相同的基质吸力具有不同的含水量。     

红外法测定石油类项目中标准曲线的简化绘制

目前GB/T164 88-1996以红外分光光度法这测定石油类的有一种方法。该法用四氯代碳作莘取剂 ,四氯化碳用量大。四氯化碳是一种有毒、挥发性较强的有机溶剂。在监测该项目时 ,绘制标准曲线所用的标准储备液的配制相当复杂且形成的系统误差比较大 ,为减少误差并准确地绘制标准曲线 ,本文采取了简化配制步骤的方法来绘制曲线 ,并达到了与JDS -10 0型红外分光测油仪使用说明书中提供的方法一致的效果。     

西部地区经济发展与水环境质量的相关分析

认识经济发展与水环境污染的关系,以求西部地区经济与环境的协调发展。文章运用环境库兹涅茨理论和自回归分析模型,对1995～2004年我国西部地区人均GDP与废水排放量的分析,可知西部地区的人均GDP增加1%,则污水排放量增加0.582%,经济发展伴随着水环境质量的持续恶化,说明西部地区目前处于环境库兹涅茨曲线的左半部分。因此有必要加强对水环境的规制和治理,改善经济发展和水环境质量之间的这种两难关系。还表明自回归模型对于西部地区水环境质量的预测也是有效的。     

利用GPS-RTK技术进行既有线曲线整正测量研究

既有线曲线整正测量是铁路既有线提速改造和工务部门大修设计的主要任务之一。需要改造的既有铁路一般均为繁忙干线,并行车密度较高。传统的测量方法是将测量仪器安置在线路上,这样不仅在作业过程中受行车干扰,作业效率也不够高,而曲线地段通视条件差,作业难度是相当大的。同时,作业人员的安全问题也变得十分突出。笔者提出采用先进的GPS-RTK技术,对既有线曲线整正进行测量。采用该技术不仅能克服气候条件的限制,而且能以较高的频率,较高的精度测定互不通视的各被测点的坐标,克服了传统的作业方法要求置镜点与被测点之间必须通视、作业受天气影响、存在误差累积、内业计算工作量大等缺陷。该法在保证作业人员安全的前提下大大提高作业效率。     

中国环境质量拐点:基于EKC的实证判断

促进环境质量改善是"十三五"时期实现绿色发展和最终全面建成小康社会的重要目标和任务。随着经济进入新常态和环境治理政策的强势推进,中国环境质量是否已经跨越峰值和进入持续改善的通道?本文基于环境库兹涅茨曲线这一理论工具,依据环境统计数据和国际经验事实判断中国是否到达环境库兹涅茨曲线的拐点和具备促使环境质量持续改善的经济特征。首先,应用中国各省份1998—2013年的面板数据,对人均收入水平与主要大气污染物排放的关系进行回归拟合发现,人均烟粉尘排放自1998年以来持续下降,人均二氧化硫、氮氧化物排放均在"十二五"中前期到达峰值。大部分东部省份已经越过环境库兹涅茨曲线的拐点,但环境质量改善仍然缓慢。多数中部省份处于峰值阶段,而西部省份大都处于经济增长与环境质量恶化的矛盾阶段。其次,基于污染物排放的驱动因素框架,将中国当前的经济特征与美、日、韩三国跨越环境库兹涅茨曲线拐点的经验进行比较,结论表明中国目前已基本具备了跨越环境库兹涅茨曲线拐点的经济驱动条件,但是相对滞后的城镇化进程将会导致污染物排放峰值的扁平化和波动性。以主要污染物排放在2014年的基础上削减30%—40%作为环境质量全面改善的转折点判断,中国环境质量将在2025年左右趋于全面改善。最后,为了促进环境质量全面改善,认为应该根据各地区经济发展与环境污染形势的不同,实施差别化环境治理政策。同时积极防范新一轮城镇化过程中的环境风险,进一步强化区域环境污染的协同治理。     

上海市能源利用碳排放足迹研究

能源利用是人类生存的基础和前提,对其碳足迹及生态压力进行研究具有重要意义.本文运用碳排放足迹的相关含义及研究方法,计算得出1995-2006年上海市能源利用的总碳足迹、各能源类型和产业类型的碳足迹、碳足迹的产值和生态压力值.并以此为基础,利用岭回归函数进行STIRPAT模型拟合,进一步研究经济发展与碳排放足迹之间的关系,最后提出适应性的管理策略.研究结果表明:①总碳足迹从1995年的1.05 hm~2/人上升到2006年的1.36 hm~2/人,呈现波动上升的趋势;②1995-2006年各能源利用的碳足迹及其分配率均以煤炭最大,石油次之,天然气最小,且煤炭利用的碳足迹分配率逐年下降,石油与天然气与之相反;③2001-2006年第一、二产业的碳足迹变化不明显,而第三产业与产业总碳足迹呈明显上升趋势;④能源利用的碳足迹产值从1995年的1.79万元/hm~2增加至2006年的3.79万元/hm~2,碳足迹的生态压力也从1995年的129.6上升至2006年的231.8;⑤能源利用碳足迹与经济增长关系的模型拟合研究结果中没有出现环境库兹涅茨曲线,进一步证实能源利用对环境所造成的压力增大.     

协调中国环境污染与经济增长冲突的路径研究——基于环境退化成本的分析

选取我国1990-2009年相关数据,首先对环境遥化成本进行估计,发现我国环境退化成本呈现不断上升的趋势,而水污染、空气污染是导致环境退化成本产生的主要原因.其次,以环境退化成本作为污染指标,结合环境库兹涅茨曲线的特征,并以能否有效地将污染指标降低到相对较低的水平,作为政策路径选择的标准,分析协调我国环境污染与经济增长冲突的路径.实证研究结果表明:在不考虑政策因素的影响下,我国目前国内生产总值水平仍处在环境库兹涅茨曲线拐点的左端,经济持续增长有可能导致环境状况进一步恶化;多项环境治理政策的同步实施,致使个别政策出现低效率甚至是无效率;在当前产出水平条件下,既要保证经济平稳增长,又要降低环境退化成本,政策路径的选择首先应注重产业结构的调整,适当保持第二产业比重,但在发展第三产业的过程中,应加大对污染企业的监管与治理,其次是调整国际贸易进出口比例,积极扩大出口,而采用吸引外商直接投资与加大污染治理投资等政策在我国现阶段均不能有效降低环境退化成本.     

哈尔滨市环境空气质量评价与经济增长关系研究

以PM10、SO2和NO2作为空气质量的评价对象,采用空气综合污染指数法研究了哈尔滨市2001年到2015年的环境空气质量变化趋势.以空气综合污染指数作为因变量,哈尔滨市人均GDP作为自变量,来探讨哈尔滨环境空气质量与经济增长之间的关系.得出2001年到2015年期间,哈尔滨环境空气质量呈现先变好又变差再变好的趋势,哈尔滨环境空气质量与经济增长之间呈现近似三次方函数关系,且部分呈现到"U"型曲线关系.     

喀什地区环境库兹涅茨曲线特征分析

用1991～2005年间喀什地区的环境经济数据,通过对人均GDP数据与大气污染物、水污染和固体废弃物等数据进行回归拟合,构建了喀什地区环境库兹涅茨曲线,分析了环境指数与人均GDP之间的关系。结果表明:喀什地区降尘和总悬浮颗粒物与人均GDP之间的相关性较高,而二氧化硫和氮氧化物排放量与人均GDP的相关系数较低。从库兹涅茨曲线的变化趋势来看,大气中的污染物与人均GDP之间的EKC曲线的变化类型可分为3种;随着人均GDP的增加,人均GDP与水污染指数的拟合曲线呈现出先下降后上升的趋势,其转折点出现在2001年;从相关系数来看,工业固体废弃物产生量与人均GDP呈弱的正相关关系;从近似函数关系曲线的变化趋势来看,工业固体废弃物产生量与人均GDP之间呈现出典型的"U"型曲线。