中国生命周期参考数据库的建立方法与基础模型

缺乏完善的本地化LCA(Life Cycle Assessment)数据库是国内广泛开展LCA研究与应用的主要障碍.本文总结提出了建立中国生命周期参考数据库(Chinese Reference Life Cycle Database,CLCD)的基本方法,包括环境影响类型与物质名录的选择、单元过程清单数据的收集与审核、生命周期清单数据的建模与计算、CLCD数据库的建立等4个方面.按照上述方法,以电力、煤炭、燃油、运输等基础性产品为核心,初步建立了可扩展的中国基础工业系统的生命周期模型,收集了单元过程的全国平均清单数据,通过模型计算获得了这些基础性产品的生命周期清单数据,从而得到了CLCD基础数据库,为下一步扩展为更完善的CLCD数据库提供了方法与模型基础.     

生命周期评价数据库分析与建模

基于关系数据库和面向对象程序设计理论建立了生命周期评价数据库系统。通过综合分析生命周期评价数据，根据生命周期评价数据的数据类型，将数据分为产品评价数据、产品档案数据、基础材料数据和影响评价基础数据，相应的设计了4个数据库。运用关系数据库理论分别对4个数据库建立了物理结构模型。     

基于RDBMS的海洋溢油生物资源损害评估空间数据库研究

为满足海洋溢油生物资源损害评估数据管理和共享的应用需求,提出构建基于关系数据库(RDBMS)的空间数据库.通过分析电子海图和评估模型数据中的矢量、栅格、时空等空间数据类型及其特征,探讨了RDBMS支持下的空间数据组织、压缩存储、维护管理的实现方法,并建立了基于空间数据库引擎的空间数据访问模式.应用实例表明,基于RDBM...     

导弹用材料环境适应性数据库设计

目的 针对材料工艺师需要系统整合导弹环境适应性信息的手段、分析数据变化规律的工具、网络共享的平台,设计并开发导弹用材料环境适应性数据库。方法 数据库软件采用J2ee体系架构搭建,设计虚拟导弹数字化模型,通过建立大量的数据关联,将导弹基本结构信息、导弹整机失效信息、弹用材料基本性能信息、环境适应性信息和环境信息五大类信息整合为一体,供导弹模型调用。设计曲线绘制算法,采用ActionScript脚本语言编程,实现数据规律动态绘制,采用跨库关联建立数据关联查询和数据对比分析。结果 用户可通过鼠标操作,拆分和组装导弹模型,全方位观察导弹的构成。利用导弹模型整合的五大类环境适应性信息,直观反映导弹的构成和材料应用情况。软件能够查询导弹的故障模式、弹用材料环境适应性信息等,跨库关联则增强了的数据对比性。结论 该数据库已经通过软件测评并上线运行,为导弹多个型号的选材和防护设计工作提供帮助,用户反映良好。     

基于GIS的唐山市综合防灾与生态规划

中国北方东部城市正处于高速发展时期，大部分城市由于处于环太平洋地震带和北纬中度灾害带的交叉部位，灾害问题严重，造成的经济损失巨大。因此，为了城市的可持续发展，必须把城市的生态建设和综合防灾工作结合起来，进行整体规划。通过自然灾害数据库的建立，灾害源、工程地质、建筑和城市生命线等数据的ACCESS数据库分别建立起来了。基于数理统计分析模型的GIS技术，以MAPINFO为平台，采用MAPBASIC开发工具，创建了唐山市综合防灾和生态规划信息管理系统，为唐山市的综合防灾的可持续发展规划提供了建议和依据。     

SWAT模型数据库的构建——以赵王河流域为例

近年来,SWAT模型被广泛应用于水文、水利、面源污染等方面的研究,但是由于SWAT模型是美国农业部研究中心研制开发的,其基础数据也是以美国本土的数据为标准的,因此,为了提高模拟的准确性,需要建立研究区域的数据库。SWAT模型数据库非常庞大且对数据格式的要求也很严格,因此,其构建过程就成了很多研究人员的难题,针对这个问题,结合已有的数据库构建研究和赵王河流域SWAT模型的构建过程,提出了比较全面的SWAT模型数据库的构建方法。     

基于模型化学机理的VOCs化学物种谱建立与对比分析

本研究在珠江三角洲地区(以下简称珠三角)道路移动源、工业有机溶剂及非工业有机溶剂使用源VOCs化学成分谱实测研究的基础上,建立了基于大气模型化学机理CB05和SAPRC-07的本地化模型物种谱,并与基于美国环保署SPECIATE数据库建立的物种谱进行对比分析.结果表明,1基于SAPRC-07机制建立的本地物种谱与SPECIATE差异较CB05机制明显;2制鞋、家具制造、轻型汽油车和摩托车本地物种谱与SPECIATE物种化结果差异较小;3印制电路板、轻型柴油车、LPG出租车及非工业有机溶剂使用源的物种谱差异较为显著.从模型物种谱对模型模拟结果的影响考虑,模型物种谱应尽量基于本地源化学成分谱建立;此外,对于重要源排放成分谱数据缺失的区域,利用SPECIATE数据作为模型物种输入文件时,建议优先选取CB05机制,以期提高空气质量模型模拟的可靠性和准确性.     

长江武汉段沉积物再悬浮过程中PAHs释放的预测模型

为研究长江武汉段沉积物再悬浮过程中多环芳烃的释放,采用回归方法建立了剪应力与再悬浮颗粒物浓度、有机碳含量及PAHs浓度之间的定量关系模型,并结合PAHs在悬浮颗粒物-水体分配系数,建立了不同剪应力条件下再悬浮过程中上覆水体PAHs浓度预测模型,通过模型预测结果与实验结果的比较,表明模型具有良好的预测效果,可用来进行不同剪应力条件下沉积物再悬浮过程PAHs释放的预测.     

基于不确定度和敏感度分析的LCA数据质量评估与控制方法

通过提出定量评估并控制LCA数据质量的系统化方法(称为CLCD-Q方法),从LCA案例的原始数据和清单数据算法开始评估不确定度;然后通过两次蒙特卡罗模拟,先后得出单元过程清单数据及LCA结果的不确定度;最后结合敏感度分析,辨识出LCA模型中具有高不确定度和高敏感度的关键数据,从而指出控制和改进数据质量的关键点.结果发现,上述方法可在eBalance软件和CLCD数据库中实现.同时,对中国电网电力生命周期的示例研究表明,上述方法将传统的LCA数据质量评估延伸到了原始数据层面,从而为数据收集过程中的原始数据与算法选择提供了直接的支持,同时也可以针对数据质量不达标的LCA结果,指出最有效的改进方向.     

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.     

机动车比功率在高排污车辆鉴别中的应用

机动车尾气遥感监测是I/M制度的有益补充.以2004年广州市机动车尾气遥感监测实验为基础,对实验数据作了深入分析.结果表明,占全体车辆10%的高排污车辆所排放的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx)分别占当日该污染物总量的36.81%,41.80%和48.52%,证明了高排污车辆是造成机动车排放污染的最主要污染源.进一步引入机动车比功率概念研究了机动车比功率与污染物排放之间的关系,并对15次实验结果进行了对比研究.结果表明,在不同测量中,CO、HC和NOx的排放与机动车比功率区间分布具有较好的一致性.分布规律还表明,在遥感监测中,在机动车比功率区间高值部分,机动车的CO或者HC的高排放为瞬间高排放,此时,不能将其判别为高排污车辆.将此结论用于基于神经网络的高排污车辆鉴别模型中,使高排污车辆的正确判断率达到95%.     

Modeling and predicting low-speed vehicle emissions as a function of driving kinematics

An instantaneous emission model was developed to model and predict the real driving emissions of the low-speed vehicles. The emission database used in the model was measured by using portable emission measurement system (PEMS) under actual traffic conditions in the rural area, and the characteristics of the emission data were determined in relation to the driving kinematics (speed and acceleration) of the low-speed vehicle. The input of the emission model is driving cycle, and the model requires instantaneous vehicle speed and acceleration levels as input variables and uses them to interpolate the pollutant emission rate maps to calculate the transient pollutant emission rates, which will be accumulated to calculate the total emissions released during the whole driving cycle. And the vehicle fuel consumption was determined through the carbon balance method. The model predicted the emissions and fuel consumption of an in-use low-speed vehicle type model, which agreed well with the measured data.     

城市汽车年检碳排放数据挖掘及其应用研究

基于城市汽车年检中CO₂的过程动态检测数据,对小型汽油客车CO₂的排放因子和排放水平信息进行了挖掘,并与文献研究结果进行了对比.结果表明,从城市汽车年检数据中挖掘的CO₂排放结果可以作为研究城市机动车碳排放的重要参考依据;合理有效地利用汽车年检数据可以为城市车辆尾气排放的精准分级管控、城市交通运输碳排放达峰的量化分析,以及城市交通源的污染物和CO₂协同减排提供重要的数据支撑;从国Ⅰ到国Ⅴ不同排放阶段汽油车的常规污染物CO、NO_x和HC的排放水平下降非常明显,而对应的CO₂排放水平差异不大;CO₂排放因子随累计行驶里程、车龄、基准质量和排量的变化关系反映出,如果需要削减城市汽车碳排放水平,应鼓励使用基准质量小或者排量小的车辆,淘汰高油耗高排放的老旧车辆,鼓励公共绿色出行而降低单车活动水平,增加纯电动车辆优化车队能源结构.     

基于精细化年均行驶里程建立机动车排放清单

基于环保检测数据，提出“里程-车龄”曲线用以获取满足“车辆类型-燃料种类-排放标准”三级分类的精细化年均行驶里程.使用《道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南（试行）》推荐值、车辆类型均值、“里程-车龄”曲线3种方式获取年均行驶里程并分别建立排放清单，发现年均行驶里程的本地化与精细化可以极大降低行驶里程不确定性对排放清单准确性的影响.采用精细化年均行驶里程，计算得到青岛市2017年机动车CO、VOCs、NO_x、PM₁₀、NH₃和SO₂的排放量分别为7.07，1.14，2.84，0.10，0.08和0.08万t.分析排放构成可知，老旧车淘汰在当前仍可作为青岛市机动车排放治理的有效举措.结合路网信息与交通数据，得到0.01°×0.01°高时空分辨率网格化排放清单.结果表明，青岛市机动车排放分布在不同时段变化明显.以NO_x为例，排放的早晚高峰分别出现在8：00与17：00，占到了全天总排放的8.17%和7.53%.同时，排放分布存在着空间异质性，排放从城市中心至边缘呈逐渐降低趋势，沿高速路呈明显带状分布.     

北京市轻型汽油车蒸发排放总量评估

通过实际测试得到轻型汽油车蒸发排放热浸和昼间排放因子,结合北京市轻型汽油车保有量和车辆使用情况,基于MOVES模型评估北京市轻型汽油车蒸发排放总量.结果表明,国五和国六标准车辆的平均蒸发排放因子分为1.03,0.37g/test;轻型汽油车蒸发排放随行驶里程增加未出现明显劣化趋势;北京市轻型汽油车蒸发排放总量为8299...     

区县尺度机动车高分辨率排放清单建立方法及应用

提出了一种基于现场调查和卫片解译建立区县尺度机动车行驶里程(VKT)数据库和尾气排放高分辨率排放清单的方法,以北京市通州区为例进行了应用和排放特征分析.分别使用登记注册车辆信息(保有量方法)和实际车流量信息(车流量方法)计算出VKT和对应的各污染物排放量.结果表明,基于保有量方法计算得到的行驶里程比基于车流量方法的结果低约37%,应用实际车流量的计算方法与实际状况更接近.基于保有量的方法低估了小型载客汽车、大型载客汽车和中型载货汽车的行驶里程,高估了轻型载货汽车、重型载货汽车、低速载货汽车和摩托车的行驶里程.基于保有量的计算方法低估了小客车的尾气污染物排放量,低估比例约为51%.对于大客车、轻型载货汽车和中型载货汽车,2种方法计算的排放量差别较小.基于保有量的计算方法高估了重型载货汽车、低速载货汽车和摩托车的排放量的尾气排放量,高估比例分别约为41%、30%、30%.     

IVE机动车排放模型应用研究

对IVE模型进行了系统分析和介绍,以北京市为研究对象给出了模型的主要输入参数的确定方法和思路,运用IVE模型对北京市不同车型车队的排放进行计算。结果显示：公交车和卡车的排放因子明显较高,特别是颗粒物排放因子,分别为普通轻型车的14和44倍。北京市机动车的CO、VOC、NOx和PM的平均日排放总量分别为2767.4、182.5、353.8和7.1t。对于CO和VOC,普通轻型车的分担率分别为42.0%和34.7%;对于NOx和PM而言,卡车的贡献率最高,分别达到66.3%和83.0%。此外,比较了IVE模型与MOBILE6模型的方法和计算结果,讨论了IVE模型在我国的主要应用优势。     

唐山市柴油车远程监控综合管控平台的开发及应用

柴油车排放是我国大气污染的重要来源之一,其排放量大且实际道路排放超标问题较严重,但缺少高效快捷的识别和定量技术.以柴油车精准管控以及重点行业运输需求调控为目的,该研究建立了以车辆车载诊断系统(OBD)、年检、路检路查、遥感等监控信息为主,车辆行驶轨迹和加油信息为辅的柴油车远程监控综合管控平台,实现高排放车辆识别溯源和重点企业运输监控.以唐山市柴油车秋冬季管控的应用示范为例,分析平台的应用效果.结果表明:①唐山市秋冬季及重污染应急响应期间46家重点企业运输管控平均执行力度均在65%以上.②OBD数据分析得出,监控车辆76%的行驶里程发生在唐山市内,且主要物流通道呈“两纵四横”的特征;高排放车辆在中高速和高扭矩工况下NO_x排放水平较高.③秋冬季对移动源的管控使46家重点企业秋冬季和重污染应急响应期间货车流量分别减少了15.9%和33.7%,交通流量减少显著.研究显示,柴油车远程监控综合管控平台可以有效监管企业秋冬季移动源政策实施,以及重型柴油货车运行和排放状况,为区域内重型柴油车动态化精准管控提供支持.      

行驶机动车尾气排放VOCs成分谱及苯系物排放特征

对宁波市10辆不同车型的机动车在实际道路行驶时的尾气排放进行了采样和分析,获得了不同车型机动车的VOCs排放成分谱.此外,分析了排放控制技术和行驶里程对苯系物排放的影响.结果表明,电喷技术车辆尾气中苯、甲苯和二甲苯等污染物明显低于化油器技术车辆;对于同一技术车辆,高行驶里程的出租车由于汽车的劣化使得苯、甲苯和二甲苯的排放量比低行驶里程私人车辆大大增加.检查维护制度(I/M)的实施将对减少有毒有害的汽车尾气排放有着重要意义.此外,对于使用了电喷和三元催化装置的车辆,冷启动将导致苯系物排放大大增加.     

唐山市机动车排放清单与减排经济效益研究

基于唐山市机动车定期环保检测数据获取不同类型车辆的本地年均行驶里程,建立城区内典型车辆的"里程-注册年"特征曲线.采用车载排放测试法获取唐山市典型国Ⅵ阶段轻重型汽车实际道路排放因子.利用COPERT模型进行机动车排放因子本地化修正,建立涵盖不同排放阶段和燃料动力类型的唐山市机动车排放清单,结合唐山市路网信息,建立基于ArcGIS的3km×3km高时空分辨率网格化排放清单,并分析了国三及以下中重型柴油车（简称高排放车）不同淘汰与DPF排放治理比例情景下机动车减排与投入成本效益.研究表明,2020年机动车CO,HC,NOx,PM_2.5,PM₁₀年排放量分别为92403.51,10034.53,70568.35,2036.51,2160.65t,其中：NO_x,PM_2.5和PM₁₀排放主要来源于柴油车,分担率分别为92%,89%和89%;CO和HC排放主要来自汽油车,分担率分别为71%和73%.唐山市实施二环内国Ⅳ及以下柴油货车限行区政策后,二环内CO和HC年排放量削减率分别为22.41%和21.68%;而NO_x,PM₁₀和PM_2.5污染物排放强度显著降低,年排放量削减率分别为78.60%,84.85%和84.79%.在高排放车淘汰与治理情景下,随着高排放车淘汰比例的增长,投入成本和NO_x年均减排量呈线性上升趋势,且NOx减排效果更加显著,而PM减排辆略呈下降趋势.高排放车淘汰率每增长10%,NO_x年均减排量增加892.41t,PM年均减排量减少7.56t,年投入成本增加1.13亿元.