长江下游水源地突发性水污染事故预警应急系统研究

针对长江下游主要水源地特点及水污染事故特征,以长江江苏段为例,建立整体一维、分段二维的水量水质预测模型,构建适用于该地区的水源地风险预警模型,实现对于固定源、移动源等水污染事故风险过程的动态模拟及风险预警;将水质预测模型、风险预警模型、地理信息系统、远程控制及自动化等技术有机耦合,研发水源地突发性水污染事故预警应急系统,可准确直观地表现水污染事故的影响范围及发展趋势,为水源地水污染事故风险预警应急工作决策提供科学依据。     

上海市崇明主要城镇生态环境安全预警初探

在对崇明城桥镇、堡镇和陈家镇生态环境安全现状评价基础上,利用生态环境安全预警理论和方法,运用情景分析法分3种情景对崇明城桥镇、堡镇和陈家镇未来15年生态环境安全状况进行预测。并根据综合指数模型及不良状态预警模型、恶化趋势预警模型和恶化速度预警模型对主要城镇生态环境安全进行预警评判,结果表明:崇明3个主要城镇未来15年生态环境总体仍将处于安全状态。     

流域水体污染的生态学效应及监测预警

从流域生态系统的结构与功能出发,分述流域水体污染引起的生态学效应(结构与功能效应),并归纳目前国内外生物、生态监测预警的特点.生态监测经历了以敏感和耐污种类比例为主的传统简单指数、以群落结构变化为主的单一指数到以群落结构、营养结构为主要特征的复合多参数指数的发展过程.生物预警利用在线生物监测技术,主要形成了鱼类、无脊椎动物和微生物的三大类生物预警系统.目前,生物完整性指数能从群落水平较好地指示水体污染状况,生态预警则缺乏生态系统水平的研究.因此提出以群落结构为主的生态监测以及生态系统整体水平上的生态预警是未来研究方向的重点.     

沱江流域生态安全预警及其生态调控对策

从沱江流域生态安全预警入手,基于压力-状态-响应(pressure status response,PSR)模型构建生态安全评价指标体系,采用层次分析、时间序列预测、模糊综合评判、主成分分析方法对流域2010、2015、2020年的生态安全状态进行评价与预警研究.结果表明:(1)沱江流域各区段在2010、2015、2020年3个时段内,整体上呈现全流域生态安全跃升的趋势,生态安全状态逐步好转;(2)纵观2010-2020年期间流域内各区段的生态安全变化,上游区段的生态安全状态明显好于中下游区段,其次为中游区段,下游区段的生态安全状态最为令人担忧.因此,沱江下游是流域内生态安全建设的重点;(3)沱江流域2010-2020年生态安全预警分为3类:安全区域、持续危险区域和退化区域.安全区域包括沱江上、中、下游的21个市县区;持续危险区域涵盖了中、下游的8个县区;退化区域为中游的2个县;(4)沱江流域生态安全预警的主要预警因子可以归纳为植被覆盖与农业灾害因子、人口素质因子、土地承载力因子、景观格局因子、面源污染因子、水土流失因子6大类.针对沱江流域生态安全预警因子的分析结果,提出以下生态调控对策:(1)积极修复植被,改善生态环境;(2)增强农业的防灾减灾能力;(3)加强技能培训,提高人口素质;(4)合理利用土地资源,提高土地承载力;(5)优化土地利用结构,加大景观多样性;(6)提倡生物防治,控制面源污染;(7)大力进行水土保持建设.     

一种计量青鳉鱼胸鳍和尾鳍摆动频率和幅值的计算机视觉算法

青鳉鱼在饮用水安全领域具有很高的应用价值,其鱼鳍的活动状态可以反映水质的污染状况。但由于技术条件的限制,传统的方法无法实时而有效地提取到这些特征。针对这个问题,提出了一种可以高效识别并测量青鳉鱼胸、尾鳍摆动频率和幅值的计算机视觉算法。其中,为了快速地提取到这2个细节,自动阈值分割、帧差法、背景差分法、重心法、图像卷积和骨架细化等耗时极短的图像处理方法被应用到这项研究当中。初步试验显示这种算法在应用过程中是高效而可行的。它可以被广泛地应用到水环境监测领域,如研究有毒物质对青鳉鱼行为特性的影响和评估水环境的危险程度。     

应用底栖动物为指示生物的松花江干流水生态预警研究

指示生物监测及水生态预警是利用水环境中指示物种的数量、群落结构指标和个体生理指标等描述水生态系统的健康状态,其相比于常规理化监测和预警更直接地反映水体的生态质量。本研究在松花江干流2012—2015年大型底栖无脊椎动物监测结果的基础上,结合各监测点生态质量管理目标,通过分析物种的种类、出现的频次、物种污染敏感性(耐污值),尝试提出了松花江干流监控断面以底栖动物为指示生物的水生态预警模式,研究思路和结果对流域水环境风险管理指标的拓展有积极作用。     

在线生物毒性监测技术预警水质有毒物质污染与因果关系分析的案例研究

有毒化学物质排放引起的水质污染可以用暴露后水生生物的生物学响应来监测预警。本文利用2013年7月份广东某水源流域发生的一次突发污染物事件作为案例分析,讨论在线生物预警技术在实际应用中的效果及存在的问题。研究结果表明,采用发光菌抑制和鱼类行为改变的生物预警技术均能够有效判别突发性污染事件。结合预警后的采样和化学分析,18种金属元素和114种有机污染物监测指标中,所有指标的浓度均低于国家地面水水质II类标准(GB3838-2002)。在能够检出的金属元素和有机污染物中,超出检出限最大的金属元素是钡,达到检出限的870倍;超出检出限最大的有机物是二氯甲烷,是检出限的145倍。根据文献发表的毒性数据和毒理学证据,推测本次案例研究中的二氯甲烷是潜在的污染因子;二氯甲烷通过其神经毒性和较强烈的嗅味影响到青鳉鱼的运动行为、导致报警。另外,文章分析了生物监测技术的优点和缺陷,以期为进一步开发水源污染生物预警系统提供基础数据。     

区域生态安全格局规划研究进展及规划技术流程探讨

区域生态安全格局规划是化解生态保护与经济发展之间矛盾冲突的有效途径,进行区域生态安全格局规划研究具有重要理论和现实意义。但是,目前尚缺少对区域生态安全格局规划概念内涵、支撑理论、技术方法等相关文献的系统梳理和归纳总结。鉴于此,通过查阅大量文献资料、总结分析国内外相关研究成果,厘清了生态安全格局相关概念之间的逻辑关系,给出了区域生态安全格局规划的确切定义,对景观生态分类与适宜性评价、景观格局演变分析与动态模拟、生态安全预测预警、空间规划决策技术方法等区域生态安全格局规划相关支撑理论和技术方法,研究成果总结发现：景观生态分类指标构建理论和分类结果可靠性验证研究较为薄弱;应用较多的景观生态适宜性评价方法有“千层饼”法、层次分析法等传统方法和人工神经网络、遗传算法、元胞自动机等现代人工智能方法;景观格局变化驱动因子定量识别相对缺乏,各驱动因子间相互作用关系探讨不深入,常忽视景观格局本身对驱动因子的自适应和反馈作用;在众多景观格局动态演变模拟模型中, CA-Markov模型综合了CA和Markov模型的优点,可实现研究对象时空演变信息的精确挖掘;生态安全预警可弥补传统生态安全评价不能揭示生态环境质量长期动态变化状况的不足,能反映区域生态安全状况动态变化过程,是生态安全格局规划的重要基础;常见的空间规划决策技术方法主要有多准则数量优化法、空间分析技术方法、情景分析法、人工智能优化法和综合优化法,在综合优化法中 CLUE-S 模型能综合土地利用变化各驱动因子对不同时空尺度下的土地利用变化进行预测模拟,集成模型能集成多个模型优点来解决一些复杂空间格局优化问题,两者对进行区域生态安全格局规划方法探讨皆具有重要参考价值和借鉴意义。在此基础上,依据现阶段比较成熟的景观生态学理论、景观生态规划原理,综合集成现行空间规划决策技术方法,将区域生态安全格局规划技术流程概括为景观生态分类、景观格局演变分析、景观生态适宜性评价、景观格局演变动态模拟、生态安全预测预警、生态安全需求预测、多情景模式构建和总体规划目标确定、生态安全格局规划、多种规划方案比选、方案试点效果监测与评价、规划实施与执行监管等14个步骤。今后加强区域生态安全格局规划基础理论、技术方法、实践应用这3方面研究是未来该领域研究的重要方向。     

"3S"在森林病虫害预警中的应用与展望

对“3S”技术在森林病虫害预警中的应用现状、作用进行了分析．运用3S技术,结合森林病虫害发生的特点,对可能引发的各种森林病虫害可以进行预警,指出了实现森林病虫害预警应解决的问题及应用前景。     

空天地一体化环境监测体系研究和应用进展

随着遥感技术及信息技术的发展,空天地一体化环境监测技术的应用越来越广泛。本文比较了“空”“天”“地”监测技术在监测范围、时空分辨率、作业条件、成本效率等方面的优缺点,介绍了空天地一体化监测管理系统的分层构架,指出了管理系统运行中关键技术主要包括多源数据融合方法、核心算法及分析建模等,并根据该技术在水环境、大气环境、水土保持、自然资源及自然灾害监测预警中的应用情况,对空天地一体化生态环境监测系统的未来发展和应用前景进行了展望。     

河北省太行山区土地资源生态安全预警与调控研究

采用模糊优选模型和情景分析模型,选取河北省太行山区为研究区域,对其进行土地资源生态安全预警分析,并定量测度了各敏感因子对生态安全警情的影响程度。结果表明,研究区土地资源生态安全警情包括中警、轻警、预警3个等级,以轻警为主,所占面积比例达50%以上。从时间尺度上,整体生态安全警情呈缓慢好转态势。从空间尺度上,生态安全预警格局中段警情有所好转,南北两端警情趋于严重,尤其以南部最差。15°坡耕地面积、人口密度、污染负荷指数、人均草地面积、人均林地面积、化肥农药负荷、景观破碎化指数、Shannon多样性指数、人均GDP和三废综合处理率10个敏感因子(权重0.03)是影响研究区生态安全的重要因子,对总系统生态安全的综合贡献必须引起足够重视;各子系统对总系统生态安全的贡献率大小依次为状态子系统压力子系统响应子系统,因此需有针对性地对各个子系统及总系统进行调控。     

高校债务风险预警模型构建及配套策略研究

高校银行贷款的风险防范，是一个关系到学校生存与发展的大问题，许多的防范策略都各有一定的实用价值．但传统的预警模型实用性不佳，主要是一些细节存在着理论缺陷，效果不显著．根据高校债务风险的基本状况，排出其风险预警体系的构成因素，对一般的风险预警模型，做出适度调整，引入债务负担率和债务依存度的概念，使预警模型更符合高校实际，能够很好地预警债务风险，以利防范．图2，参6．     

基于机器视觉的鱼类模式生物在线监测技术方法研究

水污染的防治问题是我国关注的重中之重,现有理化监测方法的实时性和综合性较差,特别是对于一些极端可变化的环境,更需要新的方法以辅助和解决。生物式水质监测方法被提出,通过利用生物对环境污染或变化所产生的反应来直接或间接体现水质的污染情况。然而,观测指标与量化标准是面临的一大难题。文章利用机器视觉的方法,以青鳉鱼为模式生物,并以青鳉鱼的生理特征以及运动特征(呼吸频率、胸鳍摆动频率、摆尾频率)为观测指标,两方面综合评定青鳉鱼应激状态,实时监测与分析。实验结果表明该方法能为生物式水质监测和预警的发展提供一定支持与参考。测得青鳉鱼呼吸频率为3.06 Hz,胸鳍摆动频率为4.83 Hz,尾鳍摆动频率为5.08 Hz,结果与实际指标一致。     

基于分形插值模型的平寨水库水质评价

平寨水库是黔中水利枢纽唯一源头水库,其水环境质量直接影响包括安顺和贵阳在内的整个黔中地区的农业灌溉和城市居民饮水安全.为了深入分析平寨水库的水环境质量状况,于2018年1月、5月、8月和11月对平寨水库7个监测断面水样进行采集,测定TP、TN、NH_3-N、COD和DO等5个监测指标,基于分形维数权重建立水质评价模型,对平寨水库水环境质量状况进行综合评价,并与模糊综合评价法和综合污染指数法进行对比分析.结果表明,平寨水库TP、NH_3-N和DO浓度均达到Ⅱ类水质标准,TN和COD浓度均超过Ⅱ类水质标准,主要为Ⅳ类和Ⅴ类,是主要污染因子;TP、NH_3-N和COD浓度在春季最高,TN浓度在秋季最高,DO浓度在冬季最低.平寨水库全年水质类别主要为Ⅲ类和Ⅳ类,在28个监测序列中,水质达到水功能区划标准的仅21.43%;平寨和跨桥断面水质最差,扈家河断面水质相对最好;春、秋季水质最差,冬、夏季次之.分形插值模型不仅能评价水质状况,而且能对同等级水质状况的优劣进行排序,具有较高的分类精度;其评价结果更客观、有效,在水质综合评价中具有良好的适用性.     

农田重金属污染防控思路与技术对策研究

农田土壤重金属含量是否超标或者造成污染,直接关系到农产品质量安全、人类和动物的健康。有效地防控农田土壤重金属污染,无疑是耕地土壤质量的内容,也是一个重要的评价指标。文章综述了农田土壤重金属污染的特点,分析了建立预警预测体系的重要性和当前造成预警预测体系建设滞后的原因,提出重点从科学制定规划,实施优化布局;组建骨干队伍,实施项目带动;完善顶层设计,实施集成配套;依靠科技创新,实施集成推广;完成组网建库,实施资源共享等5个运营与管理环节抓好农田重金属污染预警预测系统的构建。同时从实际应用角度,研究并提出了农田重金属污染的防控思路与主要技术对策。具体包括5个方面:一是研究并完善农业产地重金属评价方法与技术体系;二是研究并完善农业产地重金属污染的物理防控技术;三是研究并完善农业产地重金属污染的化学防控技术;四是研究并完善土壤重金属含量阈值及安全利用技术;五是研究并完善农业产地重金属污染的生物防控技术。力求为构建与完善农田土壤重金属污染预警预测体系以及有效实施防控提供参考和借鉴。     

天津市环境监测中心大气监测部

正大气监测部是天津市环境监测中心骨干业务部门之一,业务范围涉及环境空气质量监测与评价;环境空气常规监测;环境空气自动监测系统运行维护管理;空气质量日报、预报与预警发布;计算机网络安全管理与维护;环境监测信息系统规划与管     

城市给水管网余氯的预测模型

选择余氯为研究对象,以南方某市给水管网水质监测的数据为基础,使用线性回归和非线性神经网络(ANN)方法建立模型,找到了一种利用在线监测数据和人工监测数据实时预测管网余氯的方法。通过建立给水管网水质模型,可以由监测系统动态回传的数据来实时的预测下一天人工点的水质。模拟的结果显示ANN模型比线性回归模型有更好的预测能力,预测的平均相对误差:ANN模型为14.9%,线性回归模型为25.8%。使用ANN模型可以实现实时预测。     

基于BP神经网络算法的密云水库水质参数反演研究

密云水库是北京市重要的地表饮用水源地,在保障首都水源安全方面起着重要作用,而密云水库水质参数的区域监测已成为当前亟待解决的问题。为了实现密云水库水质参数大范围、实时获取,该文基于遥感和GIS技术,采用BP神经网络算法,结合地面监测数据和Landsat 8遥感影像,分别建立了反演总磷、总氮、氨氮和COD(化学需氧量)4个水质参数的BP神经网络模型,并反演了密云水库2013-2018年非结冰期主要水质参数,分析了密云水库主要水质参数的年际变化特征、季节变化特征和空间分异特征。结果表明,(1)水质参数的Landsat 8敏感波段分别为:总氮为1、4波段,氨氮为1-7波段,总磷为1、3-7波段,COD为2-5波段。(2)密云水库主要水质参数在2013-2018年总体呈下降趋势,氨氮和COD为Ⅰ类水质,总磷为Ⅱ类水质,总氮为Ⅲ类水质。(3)4个水质参数指标春季最高、秋季次之、夏季最低,总氮、总磷、氨氮和COD的春季值分别是夏季值的1.08、1.36、1.6、1.45倍。(4)密云水库不同水质参数的空间差异性较大,总体来看,水库北部和东部的4个水质参数含量相对较高,这种分布与北部和东部村庄密集以及密云水库两大入库河流有关。综上所述,基于BP神经网络算法的密云水库水质反演研究是可行的,且得到了较为可信的研究结果,该研究可为密云水库水质管理与政策制定提供重要的科学依据。     

作为环境保护管理工具的信息技术：IBM公司案例

IBM公司同其它大型制造公司一样,努力达到它为自己制订的环境管理标准,挑战很多,而技术是迎接这些挑战的关键工具。 在制造和实验室现场,技术主要运用于化学品跟踪、废水监测和事故管理等领域。IBM自己的计算机网络在这一方面发挥着重要作用,但这些技术很多也适用于小得多的用户。 如同内部使用技术一样,IBM设备的应用也达到了更加广阔的阶段。IBM研究人员和来自欧洲各地的软件开发人员正在不断地为环境控制、规划和教育提供新的应用。个人计算机的更广泛可得性,以及为UNIX操作系统编写如此多解决办法这一事实,确保了它们在各大小机构中的广泛应用。     

非常规多水源双膜工艺处理后浓缩水的水质特性

利用常规和非常规多水源经RO处理后作为新水源,与非常规单一城市污水厂水源比较,多水源双膜处理工艺产生的浓水水质有所不同。浓水水质检测主要指标包括无机盐(Cl-、SO42-、TDS、全盐量)、有机物(BOD、COD)、氮营养物(NH4+-N、TN)、碱度、硬度等。通过实际工程运行水质动态监测,初步探讨了RO浓水的水质规律及其影响因素,为RO浓水处理处置技术深入研究奠定了基础。