基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价研究

中国现行的监测与管理模式多将流域管理机构按照地方部门条块分割,特别是从行政上将一个完整的流域人为分开,从而造成责权交叉多,难以统一规划和协调管理.为了提高每一个生态区域及系统特点得到相应保护,合理开发和利用水生态资源,进而可持续地发展经济和规划生态资源.基于水生态功能分区要求、国省控水质手动、自动监测系统和评价指标体系的特点和经验,开展了基于水生态功能分区的流域水监测与评价研究,编制了《基于水生态功能分区的流域水环境监测与评价》指南.构建重点流域内水环境质量评价指标和评价方法,形成以水污染防治和水质改善为目标、基于水生态功能分区的水环境质量评价模型,为中国其它流域水环境评价提供借鉴及参考.     

基于WebGIS的浙江近海水环境质量评价系统的研制

以浙江近海为例,采用ArcIMS作为电子地图网络发布平台,集成ASP和Report Service技术,同时采用遥感水质反演的方法获取水环境信息,建立了基于WebGIS的近海水环境质量评价系统.本文讨论了系统的设计思路、数据组织和开发流程,初步实现了水质和水产品质量信息的统计分析、评价咨询、网络发布等功能.     

长江生态环境保护修复智慧决策平台构建与初步设计

长江流域生态环境管理存在多部门“九龙治水”的现象,导致各类数据信息分散、科研成果碎片化,缺乏综合性信息查询与管理平台支持.针对长江生态环境保护工作对数据资源共享与精准决策的需求,提出构建长江生态环境保护修复智慧决策平台（简称“长江平台”）,按照基础层、数据汇集层、数据治理层、大脑层、应用层构建平台系统框架,设计数据采集处理、数据挖掘分析、基于WebGIS的数据展示、数据分级共享、调度会商、长江舆情发布、水环境模型工具、空间制图工具等主要功能,提出平台部署方案与分期建设方案,分析了平台建设面临的多元数据汇集与标准化处理、水质目标模型筛选、水环境预测预警功能开发等难点与关键技术,同时提出平台建设与运行保障机制.通过平台建设,可实现长江流域数据采集多样化、生态环境要素可视化、环境问题诊断精准化、管理响应自动化和决策会商便利化,为长江大保护提供智慧决策支持.      

“两山论”理念下环境质量良好地区的水环境质量底线确定方法探索——以衢州市为例

"两山论"的核心是加强生态环境空间管控,维护环境质量底线,守好生态家底。文章基于近年来我国城市水环境管控分区的实践经验,提出了一套城市水环境质量底线体系与技术方法。首先,基于地形、水文、行政边界等基础地理信息划分汇水单元;其次依据水环境功能区划和地表水资源量确定水环境容量,结合水污染排放格局,评价水环境承载力;第三,基于水环境相关重要性、敏感性评价以及重要保护地,识别出高功能水体;最后,确定水环境管控分区、允许排放量及管控措施指引,提出水环境质量底线。     

基于熵权的模糊物元模型在水环境质量评价中的应用研究

水环境质量评价是水资源规划与管理及水质水量统一量化研究的重要部分.引入模糊物元方法,结合熵权和欧氏贴近度理论,建立基于熵权的水环境质量模糊物元评价模型.利用伊通河3个监测断面的水质分析资料,选取反映地表水环境质量状况的部分评价指标,应用模糊物元模型对伊通河水环境质量进行了综合评价.研究结果显示伊通河水环境质量年均值多为Ⅴ类和劣Ⅴ类,水质污染较重且有加重趋势.实例分析表明基于熵权的模糊物元模型应用于水环境质量评价是切实可行的,具有一定的应用价值.     

水环境DSS系统中数据集市的开发应用

水环境综合整治是一种投资巨大、影响深远的系统工程,需要进行科学决策.近来年水环境决策支持技术发展很快,而作为其中两大支柱之一,水环境数据库的开发日益受到重视.数据仓库、数据集市等技术是对数据库技术的重要发展.为此在水环境数据库之上开发水环境数据集市进行了探讨.将已有的水环境数据库,按照水环境综合整治的主题,采取星型模型进行重新组织,即生成水环境数据集市.介绍了ECTL工具的开发,即将数据库转换为数据集市的抽取(Extract)、清洗(Cleanse)、转换(Transform)、装载(Load)工具;然后介绍了OLAP(OnLine Analytical Processing)工具的开发,即为实现对数据集市的应用而开发相应的联机分析处理工具,相应的联机分析功能包括查询、分类、可视化等.通过应用实例展示了水环境数据集市提供决策支持信息的能力.     

基于EAM的水环境数据平台的设计与实现

通过研究水环境管理中的数据库或数据平台的规范建设模式,提出了基于EAM的水环境数据平台建设方法,采取EAM方法设计了分层数据库,引入了数据集市对业务模板分类管理,构建了多数据库兼容技术和算法生成模块,综合建设出一套适合大数据管理要求的水环境数据平台。实践表明,这种方法构建的数据平台,能有效解决目前多系统、多数据、应用需求动态变化、以及数据安全的问题,有利于提升水环境大数据建设的基础。     

基于水生态功能分区的流域水环境监测网络体系构建

我国现行的流域水环境监测模式多将一个完整的流域人为分开,从流域管理机构到行政区域上责权交叉多,难以统一规划和协调。近些年,随着水专项的实施,流域水环境监测与评价模式以基于水生态功能分区的重点流域水环境网络体系建设综合研究为主线。为此,研究基于水生态功能分区的水环境监测网点位布设,建立流域水环境监测指标体系、评价体系,提出水环境监测网络运行管理和动态调整机制,从而建立与水生态功能分区有效衔接的流域水环境监测网络体系,可整体促进我国流域水质目标管理向水生态健康管理的重大转变。     

水环境监测质量控制相关措施的探讨

水环境监测的核心目标是提供水环境质量现状及变化趋势的数据,判断水环境质量,评价当前主要水环境问题,为水环境管理服务。本文主要对我国目前对水环境的监测所存在的问题和加强水环境监测质量控制的相关措施进行了阐述,以供参考。     

松花江哈尔滨段城市水环境质量评价

为了科学地对松花江哈尔滨段水环境质量进行评价,基于水环境功能区划,采用灰色关联度法将其分为4个区域,运用主、客观相结合的方法分区域建立相应的评价指标体系,使用模糊综合评价法进行水质评价,同时,验证指标体系构建的合理性.结果表明:构建的指标体系能够反映研究对象水环境质量;除阿什河口内水质评价结果为V类,达不到水环境功能区划要求外,其他区域水质均能达标.研究结果将有利于促进水资源的科学管理和有效利用,研究方法可为水环境质量评价提供新的思路.     

以晶体硅太阳能电池产业为例的产业生命周期评价初探

面对日益复杂的环境问题和精细化环境管理需求,为了将生命周期评价在产业结构调整、发展方式转变中更好地发挥作用,对在产业层面开展生命周期评价的方法进行了探索研究.产业生命周期评价是在产品生命周期评价的基础上增加了:①基于“可拆解可组合”生态设计理念的功能单位和系统边界确定;②质量评估和数据整合的数据收集过程;③以不确定性分析来验证数据的合理性.选择晶体硅太阳能电池产业进行了产业生命周期评价的案例应用.结果表明:晶体硅太阳能电池产业可分为4个产品单元和11个工艺单元.基于上述产品单元和工艺单元的资源能源投入和污染物排放数据进行收集,在数据质量评估之后通过数据整合形成了产业生命周期数据清单.产业生命周期环境影响主要集中在呼吸系统影响（41.94%）、化石燃料（25.20%）、致癌（14.89%）和气候变化（8.80%）4个环境影响类别;减少环境影响的精准化途径是减少高纯多晶硅、硅片、电池片产品的电耗,组件产品中焊带消耗,硅片产品中的砂浆消耗和组件产品的铝合金边框消耗.蒙特卡洛分析结果显示,高纯多晶硅生命周期评价结果不确定性较高,与数据质量评估的结果较为一致.案例应用结果说明,产品生命周期评价可将生命周期评价从产品层面提升到产业层面,可为国家产业发展提供科学支撑.      

基于ArcObjects的区域环境污染源分析评价系统

ComGIS在当今组件式软件技术潮流中应运而生,应用模型以及模型实现技术的研究是当前GIS领域深入研究的热点,基于COM和ArcObjects的区域环境污染源分析评价系统体现了GIS建模技术在地学领域的具体应用.文章探讨了COM和ComGIS 的基本原理以及基于ArcObjects组件库的二次开发技术方法,在分析环境污...     

基于污染评价的地下水中优控污染物筛选

优控污染物的筛选是环境管理和环境质量保护的有效技术手段,快速高效地筛选识别出地下水中需要优先控制的污染物,对地下水污染防控具有重要的指导意义.为了探究一套适用于基础资料薄弱地区的优控污染物筛选体系,本文在地下水检测分析数据的基础上,运用指标分类污染评价方法,结合污染程度频率评分叠加,建立了基于污染评价的优控污染物筛选体系.将该体系应用于格尔木地区地下水中优控污染物的筛选,运用基于风险评价的优控污染物筛选体系对结果进行验证,并探讨两种体系的差异性.结果表明:格尔木地区地下水中优控污染物为TDS、总硬度、氯离子、硫酸根、钠、氟、总铁、芘、菲、铝共3类10种,与基于风险评价的地下水中优控污染物筛选结果基本一致,筛选结果具有一定的可靠性.基于风险评价的体系过程复杂,对基础资料要求较多,但具有一定的前瞻性,适用于基础资料丰富的地区;基于污染评价的体系过程简便,对基础资料要求少,但易受背景值计算的影响,更适用于污染源基础资料薄弱的地区地下水中优控污染物的筛选.     

基于贝叶斯网络的社区配电网系统动态风险评估

社区配电网系统的安全分析和动态风险评估是配电网系统安全运行的关键环节。传统的可靠性指标无法反映社区配电网系统中物理元器件的状态和短路故障事件等本质安全问题对风险评估的影响。针对现有风险评估方法的局限性,提出一种基于贝叶斯网络的社区配电网系统安全分析与动态风险评估框架。首先,在标准可靠性指标的基础上,创新性地将社区配电网系统中物理元器件的故障率和短路故障事件引入到风险评估中,提出一种新的社区配电网停电风险评估指标体系,该评估指标体系综合考虑了社区配电网的可靠性指标和本质安全特性,能够全面反映社区配电网系统的动态风险;其次,提出一种基于故障树-贝叶斯网络的社区配电网系统动态风险评估方法;最后,以一个实际社区的配电网系统为案例,验证了该动态风险评估框架的可行性和有效性。案例分析结果表明:所提出的框架能够充分评估社区配电网系统的停电风险,并可以给出合理的安全措施,以有效降低社区配电网系统的动态风险。     

基于随机模糊理论的土壤重金属潜在生态风险评价及溯源分析

鉴于常用确定性土壤环境污染评价法难以真实、全面地表征实地污染信息,借助随机-模糊耦合理论及多元统计分析技术,建立了基于随机模糊的土壤潜在生态风险评价及溯源分析的决策支持体系.实例研究表明:实例地区土壤中Cd和Ni隶属于极强生态污染和强生态污染的概率分别为100%和26%,应作为优先控制污染因子;40000次模拟下随机模糊评价法得出的实例区域各重金属潜在生态危害系数值的绝对误差基本均小于对应单纯蒙特卡罗模拟方法评价结果的绝对误差,故随机模糊评价法更适用于常见的样本少、样本精度低等情况,可集成更多土壤环境信息;随机模糊评价法可直接通过实数间计算得到结果隶属于各生态风险等级的可信度,在计算效率(1.5 h)上超过单纯的模糊评价方法(3.5 h);基于对模型不确定性的考虑,提出了基于Monte Carlo抽样下的随机模糊模拟(MC-TFN)和Latin Hypercube抽样下的随机模糊模拟(LH-TFN)的联合模拟法,使评价过程更加稳健可靠.多元尺度分析技术下的溯源结论更有助于在评价结果基础上有的放矢地进行相关环境治理与修复决策.     

深圳市南山区环境管理信息系统研究

以深圳市南山区为例,分析研究环境管理与分析信息系统的设计、建立与应用,首先,根据结构化程序设计思想,从用户需求分析,数据库设计,基本业务管理,环境评价分析模型和系统定义５个方面论述了环境管理信息系统设计的概念模型,其次,在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下,以ＦｏｘＰｒｏｗ为主要支持工具,结合其它ＧＩＳ软件,建立了全中文界面的深圳市南山区环境管理与分析信息系统,其中有数据库、业务管理、环评模型、统计分析、空间分     

中国可再生能源GIS的设计与开发

可再生能源资源具有的可再生性和清洁性,使其逐渐成为世界性的能源建设发展方向。根据可再生能源的特殊自然属性,建立了包括:资源监测指标、设备指标、经济评价指标、环境评价指标的一套稳定、可操作的指标体系,并依照此体系开发了中国可再生能源地理信息系统。系统采用GeomediaProfessional平台,基于Client/Server模式,是第一个全国范围的可再生能源资源GIS,它实现了对中国可再生能源资源中的风能、太阳能、生物质能、地热能四种能源资源的空间、属性数据的统一管理和动态监测。同时,利用GIS特有的空间分析功能,结合资源开发评估模型,为中国可再生能源资源的开发和利用提供辅助决策支持。     

动态生命周期评价的研究与应用现状

生命周期评价（LCA）在理论和实际应用中存在一些局限性,包括清单和评价方法缺乏时间维度和空间维度,主要表现为缺乏对产品能源系统随时间变化的考虑,使用静态的过时的清单数据而非基于时间的动态生命周期清单数据,以及影响评价方面缺乏动态特征因子的选择和计算方法.动态生命周期评价（DLCA）是针对工业和环境系统的时间和空间变化的动态建模过程的评价方法,可大大提高传统生命周期评价的科学性和准确性.本文从3个方面对动态生命周期评价方法进行总结和评述,即将时间信息作为不确定因素的动态建模分析;生产过程或污染物排放的实时数据的获取;基于时间分化的动态特征因子的影响评价方法.通过目前的动态生命周期评价的研究现状来看,其方法框架并不统一,另外缺乏科学的时间分化的LCI计算的数学模型和软件以及生命周期影响评价的建模解决方案.因此,本文对DLCA未来的发展进行展望,以期为LCA方法的研究、应用、发展和完善提供更多的支持.     

黄河流域水资源可再生性评价指标体系与评价方法

基于定性分析结果初步建立了黄河流域水资源可再生性评价指标体系,该指标体系共有32个指标,分别反映水资源可再生性的天然、天然-人为复合及社会三大特性。对黄河流域9个行政分区、19个流域二级分区的所有32个指标值进行了获取工作,获取了其中大部分指标值。针对黄河流域的实际资料,利用灰色关联方法与主成分分析方法对定性分析所得的指标体系进行了筛选,最终确定19个指标作为评价指标。同时,探讨了水资源可再生性评价标准的建立问题,建立了以黄河流域资料为基准及以全国资料为基准的两个评价标准,认为在进行实际评价时,应利用以全国资料为基准的评价标准。利用主成分赋权法进行了19个评价指标权重的确定工作。最后利用灰关联分析方法与模糊综合评判法对黄河流域9个行政分区、19个流域二级分区的水资源可再生性进行了评价,总的结论为黄河流域水资源总体上可再生能力较弱,不同行政分区与流域二级分区的水资源可再生能力在弱-中等之间。     

Copper pollution decreases the resistance of soil microbial community to subsequent dry–rewetting disturbance

Dry–rewetting(DW) disturbance frequently occurs in soils due to rainfall and irrigation, and the frequency of DW cycles might exert significant influences on soil microbial communities and their mediated functions. However, how microorganisms respond to DW alternations in soils with a history of heavy metal pollution remains largely unknown.Here, soil laboratory microcosms were constructed to explore the impacts of ten DW cycles on the soil microbial communities in two contrasting soils(fluvo-aquic soil and red soil)under three copper concentrations(zero, medium and high). Results showed that the fluctuations of substrate induced respiration(SIR) decreased with repeated cycles of DW alternation. Furthermore, the resistance values of substrate induced respiration(RS-SIR)were highest in non-copper-stressed(zero) soils. Structural equation model(SEM) analysis ascertained that the shifts of bacterial communities determined the changes of RS-SIR in both soils. The rate of bacterial community variance was significantly lower in noncopper-stressed soil compared to the other two copper-stressed(medium and high) soils,which might lead to the higher RS-SIR in the fluvo-aquic soil. As for the red soil, the substantial increase of the dominant group WPS-2 after DW disturbance might result in the low RS-SIR in the high copper-stressed soil. Moreover, in both soils, the bacterial diversity was highest in non-copper-stressed soils. Our results revealed that initial copper stress could decrease the resistance of soil microbial community structure and function to subsequent DW disturbance.