变尺度混沌-遗传算法在复杂河流水质模型参数优化中的应用

将变尺度混沌-遗传算法(MSCGA)应用于复杂河流水质模型参数优化.采用湘江衡阳段水质监测资料,以二维河流水质数学模型反演结果的均方误差为适应度函数,估计横向扩散系数Dx、纵向弥散系数Dy和污染物衰减系数κ.数值实验结果表明,MSCGA寻优过程具有明显的分级特征,级级收敛;在同样的条件下,MSCGA的收敛速度较快,为遗传算法(GA)的1.36倍;同时,MSCGA克服了GA早熟收敛的问题,其最优适应度函数值为7.6×10-4,而GA的最优适应度函数值9.6×10-4.将MSCGA应用于研究河段,求得Dx、Dy分别为0.1335、0.0011,BOD5、As、Cr的衰减系数κ分别为0.0229、0.0100、0.0107.     

农药污染对土壤动物群落影响的实验研究

通过敌敌畏农药污染的模拟实验,研究了农药污染对土壤动物的影响。结果表明:随着敌敌畏农药处理浓度的提高,土壤动物种类数从低浓度(0.04mL/L)的53属(科)减少至高浓度(10mL/L)的26属(科);个体数则从低浓度占全捕量的14.1%减少到高浓度仅占全捕量的2%;而随处理时间的延长,对土壤动物的影响不太明显;大型土壤动物蚯蚓的染毒实验表明:蚯蚓可作为农药污染的重要指示动物。      

唐山夏秋季大气质量观测与分析

为了研究唐山市大气污染状况和其在奥运期间对北京及周边地区的影响,于2007年、2008年夏秋季节,使用全自动在线观测仪器对唐山市大气质量进行连续观测研究.结果表明,唐山大气细粒子PM2.5夏季平均浓度为105.1μg.m-3±46.5μg.m-3,秋季为108.1μg.m-3±61.8μg.m-3;O3小时浓度最大值夏季平均为153.9μg.m-3±50.9μg.m-3,秋季为114.6μg.m-3±56.5μg.m-3;NO2的夏、秋季节平均浓度分别为39.2μg.m-3±10.0μg.m-3与42.7μg.m-3±11.6μg.m-3;SO2夏、秋季节平均浓度分别为44.8μg.m-3±31.1μg.m-3、52.2μg.m-3±25.2μg.m-3;大气氧化性Ox(O3+NO2)夏季平均为111.9μg.m-3±27.0μg.m-3,秋季为87.2μg.m-3±27.8μg.m-3.唐山市大气细粒子污染严重,是京津冀地区细粒子的主要源之一;SO2、NO2浓度比周边地区高,但并未超过国家二级标准,NO2主要源于汽车尾气排放,长期变化小;O3浓度相对周边地区较低,但当地O3前体物(NOx)相对高排放对区域内臭氧生成的影响尚不清楚.北京奥运期间,受减排措施影响唐山大气污染物浓度均有不同程度的下降,其中SO2、PM2.5下降最为显著.奥运减排措施可以作为改善唐山大气质量的有效手段.     

南四湖入湖、入干线河流与输水干线的水质动态分析

根据南四湖流域主要入湖、入干线河流和输水干线23个监控断面2000—2010年的水质监测数据,从年际、年内和不同年份,对流域内的水环境质量变化趋势进行了综合分析,并筛选出2010年与2000年水质最差与最好的河流进行了对比分析。结果表明:2000—2010年间,各监控断面CODCr和NH3-N浓度的年平均值总体呈下降趋势,它们的5年平移平均值也呈下降趋势;受水文情势、面源与点源污染的影响,流域内所有监控断面在年内水质呈现一定的变化规律;2010年与2000年相比,流域内CODCr值和NH3-N浓度总体下降率分别达到74.4%和93.1%,2010年与2005年相比,73.9%的监控断面污染物浓度下降,总体上水质有了大幅度的改善,但所有监控断面的CODCr年平均值仍未达到Ⅲ类水质标准;流域内水质最差河流主要分布在工业、城镇集中的地区。     

北碚区气溶胶光学厚度特征及其与颗粒物浓度的相关性

为了解重庆市北碚区大气质量状况,利用其2014年气溶胶光学厚度和颗粒物质量浓度的同步观测结果进行分析.结果表明,北碚区AOD_{500 nm}的年均值为1.46±0.69,其随月份变化明显,其中11月最高为2.90±1.85, 9月最低为0.54±0.05.北碚区存在颗粒物污染的现象,PM_2.5和PM₁₀的年均值分别为(62±40)μg·m^-3和(94±51)μg·m^-3,均超出GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准限值,PM_2.5与PM₁₀的日均值超标率分别为26%和15%.细粒子PM_2.5与可吸入颗粒物PM₁₀浓度之间呈现显著性相关,全年决定系数R²能够达到0.95(P<0.01),AOD与PM_2.5、 PM₁₀之间全年均呈正相关特性,全年决定系数R²分别为0.48和0.46,且不同季节...     

下蜀黄土参数化粒度端元分析及其物源示踪

下蜀黄土的物源问题对于理解亚热带东亚季风区干旱化过程至关重要.目前采用的物源示踪方法存在一定的局限性,对下蜀黄土物源的认识也存在争议.粒度端元分析可定量分解出沉积物中不同动力过程和来源的粒度组分,具有解析风尘沉积物源的较好潜力.本文应用参数化粒度端元分析方法,对镇江大港和九江马垱两个下蜀黄土剖面的物源组分进行了研究.结...     

强降雨对沙河水库的水质及其藻类群落结构的影响

汛期强降雨往往对河流水质产生重要影响,而关于不同类型强降雨对河流水质及藻类群落的影响值得深入探讨.以北运河上游沙河水库及其支流为研究对象,对比分析2019年和2020年汛期不同类型强降雨对沙河水库水质的影响.通过对2019年强降雨(累计降雨量达51.6 mm·d-1和降雨强度12.9 mm·h-1,历时4 h)和202...     

氮肥-垃圾渗滤液复合影响区非饱和-饱和带全剖面氮素分布特征及微生物响应

农田氮肥和垃圾填埋场渗滤液是我国地下水氮素污染的两大来源,从氮肥-垃圾渗滤液复合影响区域内采集6份土壤剖面-地下水样品,分析非饱和-饱和带全剖面中氮素的分布特征,来清晰判识该类典型区域的氮素跨介质污染特征和途径,同时通过高通量测序进行氮循环功能微生物分析,来解析氮循环功能微生物对氮素分布的响应.结果发现,在高施肥量采样...     

Patterns and drivers of CH4 concentration and diffusive flux from a temperate river–reservoir system in North China

Freshwater reservoirs are regarded as an important anthropogenic source of methane (CH₄) emissions. The temporal and spatial variability of CH₄ emissions from different reservoirs results in uncertainty in the estimation of the global CH₄ budget. In this study, surface water CH₄ concentrations were measured and diffusive CH₄ fluxes were estimated via a thin boundary layer model in a temperate river–reservoir system in North China, using spatial (33 sites) and temporal (four seasons) monitoring; the system has experienced intensive aquaculture disturbance. Our results indicated that the dissolved CH₄ concentration in the reservoir ranged from 0.07 to 0.58 µmol/L, with an annual average of 0.13 ± 0.10 µmol/L, and the diffusive CH₄ flux across the water–air interface ranged from 0.66 to 3.61 μmol/(m²•hr), with an annual average of 1.67 ± 0.75 μmol/(m²•hr). During the study period, the dissolved CH₄ concentration was supersaturated and was a net source of atmospheric CH₄. Notably, CH₄ concentration and diffusive flux portrayed large temporal and spatial heterogeneity. The river inflow zone was determined to be a hotspot for CH₄ emissions, and its flux was significantly higher than that of the tributary and main basin; the CH₄ flux in autumn was greater than that in other seasons. We also deduced that the CH₄ concentration/diffusive flux was co-regulated mainly by water temperature, water depth, and water productivity (Chla, trophic status). Our results highlight the importance of considering the spatiotemporal variability of diffusive CH₄ flux from temperate reservoirs to estimate the CH₄ budget at regional and global scales.