含氯胺水管网输配过程中红水现象的产生机理

以北方某城市区域管网为研究对象,考察了该区域管网管材分布情况及氯胺消毒水的水质变化特征.结果显示,该区域管网水质稳定,二次消毒剂氯胺衰减动力学符合氯胺自身降解的二级动力学过程,说明该区域干管输送过程对水质指标影响不大,红水现象主要来自于户线管网.通过旧管道输水模拟实验,对该市因变更水源导致红水现象的过程和机理进行了分析,结果表明,氯胺对铁管材的腐蚀性比氯更强,更能导致金属的溶出;原水中硫酸盐升高能加剧水质对管道的腐蚀性.XRD分析表明,发生过红水的管道α-FeOOH的含量较少,β,γ-FeOOH的含量大于α-FeOOH;而没有发生过红水的管道α-FeOOH含量明显大于β,γ-FeOOH,α-FeOOH可能是铁质管道内壁形成致密保护层从而保持水质稳定的主要成分.     

贵州草海湿地农田渠系水质空间分异特征及影响分析

为了解草海湿地农田渠系水质现状、空间分异特征及影响因素,于2011年秋季对草海湿地进行大空间尺度的采样,分析了氮磷等理化指标,采用单因子污染指数法和营养状态指数法分别对农田渠系水质和湖泊营养状态进行评价.结果表明,草海湿地农田渠系水质污染严重,多数水质为V类或劣V类,总氮和溶解氧是水体中的主要污染因子;上游水质劣于下游,尤其是上游靠近县城区域的水质最差;多等级排水渠系对氮磷具有一定的截留作用,干渠V级水质好于低级渠系水质;不同的土地利用方式对水质的影响不同,城镇用地>集中式村落>农田;草海湿地水体上、中、下游营养水平分别为中度富营养、轻度富营养和中营养,外源污染物的累积和湖泊营养水平的提高导致其沼泽化,而流域不合理的土地利用结构加剧了沼泽化的进程.     

基于实测高光谱数据的太湖悬浮物浓度与透明度分区

通过实地测量太湖水体的反射光谱和表层水质,利用实测数据以及水-气界面辐射传输模型计算其遥感反射率,并根据太湖的实际水质状况将其划分为3个区域,分别分析太湖总体和分区的反射光谱曲线,建立太湖不同区域水体悬浮物浓度和透明度的反演模型。结果表明,就悬浮物浓度和透明度而言,太湖3个区域中以东太湖水质最佳,贡湖、梅梁湖和竺山湖次之,南部和西部最差;对太湖进行分区研究能够更好地反应太湖水质的差异性,拟合各区域的水质状况,分区模型精度较全湖区模型高,误差也普遍较小,能够提高研究结果的可信度和可行性。     

城市化对北京霾日数影响统计分析

近年来,随着超大城市/城市群大气灰霾等复合污染加剧,引起人们对区域生态环境与及公共健康问题越来越多的关注。应用北京地区1980—2012年气候资料及同期城市发展统计指标,统计分析了城、郊区间霾日数的变化特征,并在此基础上探讨了北京城市化及局地气候差异对霾日数的影响。分析表明：北京城区霾日数要明显多于郊区,在2007年以前城、郊区站点均有相似的波动增长趋势,但城区站霾日数增加速率（约21 d/10 a）要远大于郊区站（约7.2 d/10 a）;北京各地霾日数与主要城市发展指数之间的相关系数均超过0.001显著性水平,随着城市化而迅速增加的能源消耗和机动车尾气排放是导致北京地区灰霾天气逐渐增多的主要污染源,污染源的不均匀分布是导致城、郊霾日数差异的主要因素。分析还发现,城市化导致的区域气候差异对局地灰霾亦有较明显的影响。伴随着城市化的快速发展,城、郊区气候差异逐渐变大,城市下垫面粗糙度增加导致近地面层风速减小。大城市热岛效应背景下,更容易出现较厚的逆温层,这将阻碍空气垂直方向的对流输送。此外,城区气温持续上升,相对湿度下降,平均风速减小,小风频率增加,也会阻碍空气的水平流通,使得城市排放颗粒污染物的扩散难以扩散,有利于霾日增加。这表明北京地区城市气候效应对区域生态环境具有不可忽视的影响。     

北京市区域城市化程度与颗粒物污染的相关性分析

城市化程度的提升带来严重的资源环境问题,尤其是空气污染问题,严重影响了人类的健康。大气中的PM2.5等颗粒物已经成为影响我国城市空气质量的主要污染物。现有研究多数是对于多年来多地区的宏观研究,缺乏对于典型地区的具体数据报道。通过分析北京市PM2.5和PM10的质量浓度与不同城市化程度地区的相关关系,探索城市化程度对PM2.5等颗粒物浓度的影响。选取北京市7处具有代表性空气质量监测点,于2013年7月至10月对PM2.5和PM10的质量浓度进行连续4个月的实时监测,结合《北京市区域统计年鉴》中的城市化指标数据,包括常住人口密度、地区生产总值和林木覆盖率,对数据进行变化趋势分析、Pearson相关分析和回归分析。研究结论表明：由于北京市不同区域城市化程度不同导致颗粒物污染状况不同,每个区域的PM2.5与PM10的质量浓度虽有差异但均显著相关,PM2.5的质量浓度约占PM10的质量浓度的60%,PM2.5是PM10的主要组成成分。城市化程度与PM2.5等颗粒物浓度有明显的关系,PM2.5等颗粒物浓度与地区生产总值和林木覆盖率显著相关,与地区生产总值呈正相关,与林木覆盖率呈负相关;与常住人口密度呈正相关趋势但并不显著相关。其中,PM2.5的质量浓度与地区生产总值的相关系数为0.875,与林木覆盖率的相关系数为-0.838;PM10的质量浓度与地区生产总值相关系数为0.947,与林木覆盖率相关系数为-0.775。总体来看,PM2.5等颗粒物浓度随城市化程度的提高而增加,北京市区域城市化程度与颗粒物污染情况关系明显。我国在快速发展城市化的同时,应关注环境与经济相协调。调整产业结构,增加植被绿化,控制污染源将有助于减少北京市大气中颗粒物的污染程度,为我国的城市化进程提供相应的支持和保障。     

平原河网地区地下水脆弱性评价体系构建及应用

地下水污染形势严峻,脆弱性评价是区域地下水资源保护和污染防治的重要前提。平原河网地区地表水系复杂,城市化程度高,常规DRASTIC模型难以准确评价其地下水脆弱性。文章根据平原河网地区特点,建立了一套包括地下水埋深、净补给量、含水层介质、土壤带介质等7个本质脆弱性指标和地表水系、地下工程2个特殊脆弱性指标在内的方法体系,并以上海市金山区为例进行了地下水脆弱性评价。结果表明,地下水埋深、地下水净补给量和含水层厚度是影响评价区域本质脆弱性的主要指标,3者评价得分均在3~9之间,其中地下水埋深和净补给量得分为6的区域面积最大,分别为219.35 km~2和187.74 km~2,含水层厚度以得分为8的区域面积最大,达到286.01 km~2。金山区地表水系分布广泛,加上水质较差,其河流水质、河网密度、河流等级的脆弱性评价得分大多为6~10,相比地下工程,这3个指标对该区域的特殊脆弱性影响更大。金山区地下水综合脆弱性评价中,三级和四级面积较大,分别为274.49 km~2和157.82 km~2,两者面积之和占整个评价区的67.93%;三级区域广泛分布于整个评价区范围之内,五级脆弱性零星分布于南部和中部区域。评价结果与实际调研情况相符,能够真实地反映评价区浅层地下水脆弱性程度。该方法体系可为区域地下水环境管理及污染防治工作提供技术支撑和科学依据。     

2016—2022年太湖胥口湾水质变化及对水温、水位的响应

明确太湖胥口湾水质特征及对环境变化的响应有利于维系区域水资源安全。研究追踪2016—2022年胥口湾水质变化趋势,分析了水质指标对水温和水位的响应。结果显示,胥口湾水质环境总体稳定,且总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)浓度和COD_Mn均呈下降趋势。但胥口湾水温年均值呈现快速上升趋势,上升幅度大于0.086℃·a^-1,对该区域生态稳定性形成威胁。冗余分析显示,虽然水温和水位对胥口湾水质环境波动的贡献率低于5%,但水温变化显著影响了水质环境(P<0.01),而水位波动不能有效解释水质变化过程。尽管如此,TN、NH₃-N浓度及COD_Mn、pH值对高水温(>30℃)较为敏感,而高水位(>3.8 m)显著影响了NH₃-N、TN、TP和叶绿素a浓度。总体而言,胥口湾水环境总体稳定趋好,但受水位尤其是水温影响较大。研究结果可为极端天气下水质管理提供借鉴。     

甘肃河西走廊城市化与水资源的协调发展

在分析城市化与水资源交互胁迫关系的基础上,借助于系统科学理论建立了城市化与水资源协调发展的动态耦合模型,对甘肃河西走廊城市化与水资源协调发展的动态耦合规律进行了初步探讨。结果表明：自1985年以来,河西走廊城市化水平在曲折发展中呈现出明显升高的变化趋势;水资源压力不断增大,并呈现出对城市化具有一定影响的特征。目前河西走廊正处于城市化与水资源的协调发展阶段,然而随着城市化的推进,水资源压力不断增长,二者的耦合状态有不断减弱的趋势。这也进一步说明,在干旱区,水资源压力随城市化的推进呈现出一定的变化规律,城市化的发展往往是需要一定的水资源压力为代价的,然而随着城市化的发展,城市化与水资源的关系不断得以磨合,最终将朝着协调共生的方向发展。     

基于脱钩理论的城市化水平与耕地安全水平的近程耦合关系研究

当前我国快速城市化推进对半城市化、农村等近程区域分布的耕地产生直接、强烈的影响,也对耕地安全造成强大的胁迫效应。为此,构建城市化-耕地安全综合评价指标体系,分别计算城市化指数和耕地安全胁迫指数,并基于脱钩理论方法对城市化水平与耕地安全水平的近程耦合关系进行量化分析。以江苏省连云港市为例,定量分析2000—2014年间其城市化水平与耕地安全的脱钩-耦合关系及耕地安全对城市化进程的响应程度。结果表明,2000—2014年间,连云港市城市化指数持续增高,耕地安全胁迫指数波动降低;2000—2007年为强脱钩、弱脱钩、扩张负脱钩及扩张脱钩的波动状态;2008—2014年呈更加强烈的波动状态,包括2008—2012年的强脱钩和2013年的扩张负脱钩状态,这反映出区域发展规划、土地利用规划和城市总体规划的实施对这一典型近程耦合系统产生了较大影响。研究期内连云港市城市化水平大幅提高,耕地安全所受胁迫程度不断降低,两者虽总体呈强脱钩关系,但仍需注意近程耦合结果波动性较大所揭示的不确定性问题,需要谨慎权衡城市化相关政策对耕地安全的影响。与过去的宏观、单一指标模型相比,基于近程耦合关系提出的多指标脱钩-耦合模型更具综合性,能更加全面、精细化分析快速城市化进程与耕地安全保护之间的复杂关系,为半城市化地区景观安全格局评估提供支撑,为城市化与耕地保护之间的协调发展提供决策支持。     

半城市化区域能源-经济-环境关系分析

高效、经济、洁净的能源保障是半城市化地区向城市化推进的重要物质基础,能源、经济、环境三者的协调作用与健康有序发展是保障半城市化区域可持续发展的重要条件.基于厦门市集美区半城市化的特点,分析了该区域能源-经济-环境(3E)之间的关系,揭示3E关系瓶颈产生的原因,旨在为构建半城市化区域可持续发展的3E系统提供帮助.分析结果表明,粗放型的能源利用方式、产业结构调整过程中忽视能源的集约利用以及环保意识薄弱是制约集美区3E系统协调发展的重要因素,因此合理利用能源,提高能源利用效率、优化能源和经济结构体系以及加强环境保护意识都将是构建集美区和谐3E系统的有效途径.     

城镇化与绿地退化对城市热环境影响研究

城市的发展和城市化进程的加速,导致建设用地的迅速膨胀和生态景观绿地的急剧减少,最终改变了城市热环境。以广州南部快速发展区为例,基于Landsat6遥感影像数据定量分析城市化及绿地系统的变化情况及其城市地表热场和热岛效应空间分布情况,探讨城市热场及热岛效应受城市化和绿地退化（以NDVI为表征）影响的定量关系。研究表明,广州南部地区的热环境状况与其地形特征之间有较密切的联系,城市热环境的分布变化与城镇建设用地和NDVI的分布变化有一定的相关性,特别是与NDVI呈现线性负相关,即地表温度随着归一化植被指数的增大而降低。结果表明,城镇化与绿地退化是导致城市热岛分布变化的影响因素之一。最后从生态角度出发,提出通过构建城市点状绿岛和带状生态廊道来改善城市热环境的可能性。     

深圳市快速城市化对城市生态系统碳动态的影响研究

城市化已成为全球土地覆被变化的主要驱动因素之一。城市化及其引起的土地覆被变化对城市生态系统碳动态具有重要的影响。以快速城市化的典型区域——深圳市为例,采用遥感影像解译与实地生态调查相结合的方法,研究了1986—2015年间城市化引起的土地覆被变化对城市生态系统碳密度和碳储量的影响,旨在加深对城市生态系统碳循环的认知,为城市生态系统碳管理提供科学依据。研究结果显示,(1)研究区城市化过程中土地覆被变化的主要特征是建设用地的急剧扩张。林地、耕地、园地等在面积减少的同时,景观趋于破碎化。(2)研究区植被和土壤的碳密度呈现出明显的空间异质性。研究时段内,植被和土壤的平均碳密度分别减少了约5.1 t?hm~(-2)、11.8 t?hm~(-2)。(3)研究区城市生态系统碳储量的变化大致经历了3个阶段:城市化"初始期"以自然植被和农业用地为主的高碳储量期;城市化"加速期"建设用地快速扩张带来的城市生态系统碳储量急剧下降;城市化"稳定期"城市生态系统碳储量逐渐恢复。(4)研究时段内土地覆被变化造成研究区城市生态系统约16.8 t?hm~(-2)的碳损失,占城市生态系统碳储量的37.7%。虽然城市化总体上导致了城市生态系统碳密度和碳储量的减少,但通过适当的城市植被与土壤的碳管理措施可以使城市生态系统碳库逐渐得到恢复。     

人为活动对城市湖泊沉积物重金属污染的影响——以武汉墨水湖为例

人类活动使得大量的重金属向水环境中排放,导致了城市湖泊严重的重金属污染.为了研究中国的工业化、城市化发展对城市水体重金属污染的影响,以武汉墨水湖为例,测定了沉积物中几种常见痕量重金属Zn、Pb、Ni、Cu、Cr的含量和富集系数,并运用主成分分析对重金属的污染来源进行了初步探讨.结果表明,墨水湖表层沉积物重金属污染程度较重,主要受人为输入的影响;5种重金属在全湖区域上具有比较高的富集系数,尤以排污口为甚,排污口是重金属富集的主要区域.主成分分析表明,Pb可能主要来自于暴雨径流面源,而Cr可能主要来自于工矿企业的点源排放,其他3种金属则有着大小相当的点、面源输入贡献。以上结果表明,城市化和工业化进程已经给城市湖泊带来了很高的重金属污染负荷.     

天津滨海新区城市化进程中的环境风险分析

从天津滨海新区城市化趋势入手,系统分析了滨海新区城市化进程中产生的非突发性环境风险、突发性环境风险,并在此基础上进行了滨海新区区域生态环境安全和突发性环境污染事故的环境风险评估,结果表明:水环境安全系统是影响滨海新区区域生态环境安全的关键因素,滨海化工区是环境风险事故重点控制区、滨海新区中心商务区是环境风险影响重点防范区。结合滨海新区区域发展战略,提出了天津滨海新区环境风险防范管理对策与建议。     

珠江水质和含氮消毒副产物的时空变化

研究区域是珠江广东省段的3条干流(西江、北江、东江)及交汇处(广州),目标是研究分析2年内29个采样点的常规水质指标的时空变化及溶解性有机氮(dissolved organic nitrogen,DON)对于消毒副产物生成势(specific disinfection byproduct formation potential,SDBPFP)的影响.结果表明,对于常规水质指标浓度而言,在时间上,西江、北江、东江三者基本无变化,但交汇处有稍微的变化,一般在7、10月份浓度偏高;在空间上,各干流及交汇处沿径流方向浓度呈逐渐增大趋势,且交汇处水质指标的浓度普遍高于干流.水体的PO34-浓度、总氮(total nitrogen,TN)浓度最高分别超出《国家地表水环境质量》Ⅴ类水质标准10倍、4倍.溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)浓度与UV254呈良好的线性关系,R2=0.901;但DON与卤乙腈(halogenacetonitrile,HANs)浓度的线性关系较差,R2为0.440.卤乙腈生成势(specific halogen acetonitrile formationpotential,SHANFP)与DOC/DON比值基本无线性关系.     

荧光光谱结合多元统计分析太子河本溪段水体DOM组成及其与水质相关性

激发-发射矩阵荧光光谱法结合多元统计研究溶解性有机物(DOM)在太子河本溪城市段的组分和结构,并揭示其与水质的相关性.沿太子河本溪城市段共设置7个采样点.结果表明,太子河本溪城市段的水质已深受人类活动的影响;基于DOM荧光光谱性质,DOM的组分为类酪氨酸、类色氨酸,类溶解性微生物副产品、类黄腐酸和类腐殖酸物质,其中类蛋白物质在DOM中占主导地位;在工业废水集中排放区域,Fe3+、Mn2+等重金属对类腐殖质荧光产生了猝灭作用,并且该区域的DOM腐殖化程度高于其他区域;太子河本溪城市段水体中DOM组成与结构呈现城市河段及工业废水排放分布特征,DOM主要来源于城市段处理和未处理的工业废水.     

无锡市水环境变化及其引发的地质灾害问题与对策

随着经济的快速发展，无锡市水环境质量发生了很大的变化。由于在太湖、五里湖等湖泊周围大规模围湖造田，水域生态环境和原有水系格局被破坏，五里湖、梅梁湖水质恶化，每10年下降一个等级，太湖水质总体上呈现富营养化状态。水环境变化在一定程度上导致了地面沉降的发生，有的地区地下水位呈加速下降的趋势，有的地区已出现多个地下水位降落漏斗，后者面积达220km^2。应该加快区域供水建设步伐，调整工业结构，加强对水资源的管理和调控。     

泥沙沉降对长江水体富营养化相关因素的影响初探

针对三峡库区重庆段蓄水后,泥沙沉降对长江水体富营养化相关因素的影响进行了研究。三峡库区含沙量大,泥沙对水环境的影响不容忽视。为准确预测成库后三峡库区重庆段富营养化的发生,文章通过泥沙沉降对水质影响静态模拟试验,研究了长江原水的泥沙沉降对水体中叶绿素a、透明度、溶解性总磷、溶解性总氮、浊度等指标的影响。结果表明:三峡成库后泥沙更易沉降,引起水体浊度降低、透明度增大,这可能利于藻类的生长,导致叶绿素a的质量浓度增加,同时,泥沙沉降也使水体的溶解性氮磷比增大,对富营养化发生有抑制作用。     

安徽省滁州市耕地数量变化对工业化、城市化响应的差异

以1975-2005年安徽省滁州市统计数据为基础,通过建立向量自回归模型,运用脉冲响应函数和方差分解方法,分析了工业化、城市化对区域耕地数量变动率影响的差异.结果表明,耕地数量变动率、工业化水平和城市化水平呈非平稳变动,工业化对耕地数量变动率产生负效应,城市化产生正效应.同时,城市化对耕地资源数量变化的影响大于工业化,且影响时间更为持久.说明滁州市工业化和城市化快速增长时期,城市化是耕地资源数量变化的首要原因.在当前滁州市工业化与城市化非平衡发展的情况下,合理控制城市化进程,提高城市化综合质量,对于保护耕地具有积极意义.     

电磁线包磁场对慢波系统电子光学特性的影响

利用电磁场软件模拟了行波管电磁线包磁场,以及在电磁线包磁场作用下电子注在慢波系统中的运动特性.模拟发现:随着边缘电子注入射慢波系统角度的增大,维持电子注在慢波系统内作螺旋运动所需的磁感应强度也增大;磁感应强度的大小主要影响慢波系统中心区域的电流密度,对边缘区域的影响很小;电子注主要其中于中心区域运动,其电流密度随半径增大呈指数减小.图4,表2,参5.