某钼矿尾矿库地下水污染的随机模拟

为分析参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以某钼矿尾矿库地下水污染问题作为研究实例,选取钼离子作为模拟因子,建立该钼矿尾矿库地下水污染数值模拟模型,对输出结果进行不确定性分析.为降低替代模型的维数,运用灵敏度分析法筛选出对模拟模型输出结果影响较大的2个参数作为模型中的随机参数.为减少反复调用数值模拟模型产生的计算负荷,分别运用克里格方法和支持向量机法建立模拟模型的替代模型,并比较二者的精度,选择精度较高的替代模型完成蒙特卡罗随机模拟.最后,对随机模拟的输出结果进行统计分析与区间估计,对地下水污染超标的风险进行评价.结果表明：置信度为80%时,井1,2,3浓度值的置信区间分别为0.71~2.29,0.28~1.02,1.55~3.25mg/L.此外,结合《地下水质量标准》以及污染物浓度分布函数曲线,井1,2,3中水质达到地下水质量标准Ⅴ类的概率分别为99.7%,97.1%,99.6%.本研究可为地下水污染防治提供更科学、全面的参考依据.     

基于模拟-优化方法的地下水污染源溯源辨识

以抚顺市某煤矸石堆放场为研究区,根据研究区的实际条件建立地下水污染质运移模拟模型,预测地下水污染质未来时空变化特征.基于正演预报结果构建了假想例子,应用模拟-优化方法对地下水污染源源强及场地的渗透系数进行反演识别.为减小优化模型反复调用模拟模型所产生的计算负荷,分别采用Kriging方法和BP神经网络方法建立了模拟模型的替代模型.最后运用模拟退火法求解优化模型,得到反演识别结果.研究表明：应用Kriging方法建立的替代模型输出结果的平均相对误差为0.3%;应用BP神经网络方法建立替代模型的输出结果平均相对误差为1.5%,应用两种替代模型对污染源源强识别的相对误差均小于0.5%,对场地两个参数分区渗透系数识别的相对误差均不大于5%.综上,应用Kriging方法建立的替代模型精度高于BP神经网络方法,利用基于两种替代模型的模拟-优化方法对污染源源强和渗透系数进行同步识别精度可以满足实际需求,是有效可行的.     

夏季太湖草/藻型湖区N2O生成与迁移特征及其影响因素

多生态类型湖泊N_2O生成与排放的空间异质性给准确地估算湖泊N_2O通量及评估湖泊N_2O排放的重要性带来了很大的不确定性,有关多生态类型湖泊N_2O生成与排放特征及内在机制的研究相对较少.本研究对夏季太湖典型草/藻型湖区水-气界面N_2O通量、水体溶存浓度以及水-土界面N_2O通量进行了原位观测及室内分析,并针对影响N_2O生成与排放的主要环境因子进行了室内微环境实验.结果表明,夏季水-气界面N_2O通量、水体溶存N_2O浓度及水-土界面N_2O通量大致上呈现为挺水植物湖区藻型湖区沉水植物湖区,水-气界面通量分别为(115.807±7.583)、(79.768±1.842)和(3.685±0.295)μmol·(m2·h)-1;水体溶存N_2O浓度分别为:(0.051±0)、(0.029±0.001)和(0.018±0)μmol·L~(-1),水-土界面通量分别为:(178.275±3.666)、(160.685±0.642)和(75.665±1.016)μmol·(m2·h)-1;空间差异原因可归结为生长的植物以及水体中无机氮浓度的差异.水-土界面微环境实验结果表明,外加硝酸盐及有机碳源可以显著增加沉积物N_2O生成潜力,而上覆水中高浓度NH+4-N会抑制沉积物N_2O生成,随温度升高,沉积物N_2O生成速率显著增加,这表明夏季水-土界面N_2O的生成与排放主要受硝酸盐及有机碳的限制,同时也受温度的影响.     

春季北支脊变化特征及其对中国气候的影响

论文利用NCEP/NCAR再分析资料和中国160个站月降水量和气温资料,通过小波、相关分析等方法,讨论了春季北支脊的变化特征及其对中国同期降水和气温的影响。结果表明：春季北支脊缓慢增强,存在2~3 a和准6 a的周期;纬向位置略向东移,具有准3 a和12 a的周期。春季北支脊偏强（弱）,黄河流域到江南地区的降水量偏少（多）,东北、西南和华南地区的降水量偏多（少）;春季北支脊纬向位置偏东（西）,中国北方大部分地区的降水量偏多（少）,西南和江南大部分地区的降水量偏少（多）;中国大部分地区的升（降）温显著。当春季北支脊纬向位置显著偏东（西）时,且强度偏强（弱）,淮河流域降水偏少（多）,东北、西南和华南地区的降水偏多（少）,中国大部分地区气温明显偏高（低）。通过对相应的环流和物理量场的分析,能较合理地解释中国春季气候异常的原因,对中国短期气候预测有一定帮助。     

地下水DNAPLs污染多相流的随机模拟及其不确定性分析

水文地质参数本身存在不确定性,为分析水文地质参数不确定性对地下水DNAPLs污染多相流数值模拟模型输出结果的影响,本文针对假想算例展开研究,首先建立了研究区地下水DNAPLs污染多相流数值模拟模型;然后,运用灵敏度分析法筛选对模型输出结果影响较大的参数作为随机变量;为减少反复调用多相流模拟模型产生的计算负荷,运用克里格方法建立多相流模拟模型的替代模型,利用替代模型完成蒙特卡洛随机模拟;最后,对随机模拟的结果进行统计分析并完成地下水污染风险评价.结果表明,利用污染物浓度分布函数可以估算单井遭受污染的风险;利用地下水污染风险图可以对全区地下水遭受不同程度污染的风险大小进行分区,为地下水污染防治提供更加科学、丰富的参考依据.     

基于对应分析法的吉林西部地下水化学特征时空演化研究

运用对应分析方法,分析了吉林西部地下水化学特征随时间、空间的变化.对研究区进行了分区,分别确定了各区的主要影响因子,并分析了各区的主要因子随时间的变化趋势.最后,结合吉林西部的水文地质条件与人类活动,分析了地下水化学成分的来源及成因.结果显示,吉林西部地下水按照其水质特征可分为3个区:Ⅰ区,位于山前平原的通榆北部、长岭南部等地及盐碱区,阴离子主要为HCO-3,总碱度大,动态变化平稳;Ⅱ区,位于西部山前平原与中部低平原区间过渡带的洮南中部、通榆东北部等地,Ca2+、Mg2+含量高,硬度大,NO-3-N含量较高,且有增大趋势;Ⅲ区,位于低平原区的乾安、前郭、大安地区,主要为高矿化度水,阴离子主要为SO2-4、Cl-,阳离子为Na+,矿化度有增大趋势.上述分析结果符合当地实际.研究表明,地下水化学特征时空演化研究可为地下水污染的防治、生态环境的改善提供重要依据.     

盐城北部潮间带表层沉积物重金属分布特征及污染评价

对采自盐城北部潮间带的241个表层沉积物样进行测试分析,探讨了沉积物中重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As、Hg)空间分布特征及各元素相关关系,并采用Hakanson潜在生态风险指数法进行了污染评估。结果表明:1)研究区重金属Zn、Pb、Hg含量均符合国家规定的一类沉积物标准,Cr、Cd、Cu、As含量在大部分站位也都低于一类沉积物标准,其中Cr仅在个别站位处达到二类沉积物标准,Cd、Cu、As在少数站位达到二类沉积物标准。2)研究区Cu、Pb、Zn、As四种元素在物源或迁移累积特征上具有相似性,Cd元素不受元素粒度控制律控制。3)研究区重金属总体污染和潜在生态危害处于低风险级别,重金属潜在生态危害系数由大到小依次为:CdAsCuPbCrZnHg。     

边坡安全监测技术新发展——中国安科院边坡雷达“S-SAR”诞生记

<正>矿山边坡包括露天矿边坡、尾矿库坝体边坡和排土场边坡。我国有露天矿山约7万座,随着露天矿采剥及采场不断延深,会形成高陡边坡,滑体规模逐渐变大,滑坡风险越来越高。我国有尾矿库约1.2万座,且多数下游人口密集,随着尾矿库坝体不断增高,库容日益扩大,事故风险不断升高,一旦溃坝后果严重。我国有排土场约10万余座,大多靠近居民区和耕地,当受大气降雨或地表水浸润,易发生滑坡、泥石流等灾害,危及矿山和周围群众安全。     

不同初始氮浓度对小球藻生长及氮吸收的影响

将小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始NO3--N浓度的培养基中进行培养,通过分析测定藻密度、细胞内氮、叶绿素-a和硝酸还原酶活性(NRA)等参数,探讨不同初始氮浓度对小球藻生长代谢的影响。结果显示:添加氮源可以明显促进小球藻的生长,且随着氮源浓度的提高促生长作用增强,但高浓度的氮在生长后期抑制了藻的生长。Monod方程揭示了藻的生长与水中氮浓度之间的关系,9.2 mg/L组的最大比生长率(μmax)在3个处理组中最大,然后依次是27.7 mg/L和4.6 mg/L组。半饱和常数(Ks)呈现4.6 mg/L27.7 mg/L9.2 mg/L组的趋势。小球藻细胞内氮与叶绿素-a的增长曲线基本吻合,细胞内份额氮与叶绿素-a的增长不同步。小球藻生长过程中NRA呈现先升高之后逐渐降低的趋势,9.2 mg/L和27.7 mg/L组NRA相近,表明NRA可能存在一定阈值。