京津冀地区细颗粒物污染来源实时预报系统的构建和初步应用

基于区域空气质量数值模型和源示踪技术,构建污染来源预报系统,实现了京津冀地区污染来源的实时预报。针对预报中最迫切的时效限制,在系统的源排放预处理、污染物来源贡献计算方案、业务化运行等方面进行特别的设计,主要包括：开发出快速源排放前处理技术;通过试算确定了分区域和行业的污染来源追踪方案;采用目前2种主流的并行计算方式混合编译区域空气质量模型并运行;设计了业务化运行中多任务的分布式计算方案,以充分利用计算资源。这些优化措施有效地缩短了预报时间。目前系统已处于业务化运行阶段,每天08：00之前,预报出未来3 d的区域空气质量,同时给出关注区域主要污染物分区域和行业的来源贡献状况;系统已应用在庆祝抗战胜利70周年阅兵期间空气质量保障后评估,以及2015年11月底—12月初京津冀重污染预警等应急工作中。     

基于G1-VPRS-MIE多层次灰色理论的引水明渠运行风险评价

引水明渠的安全运行风险评价对减少和预防其在输水运行过程中的灾害发生、提高其在运营期间的社会经济效益具有重要的意义。为了对引水明渠在运行期间的风险进行合理赋权和评价,通过科学合理的方法构建了多指标参数的明渠运行风险影响因素指标体系,包括主体结构风险、自然风险、水污染风险、组织管理风险和运行调度风险5个风险因子子系统及20个二级指标在内的评价指标体系;运用G1和VPRS法分别确定各指标的主观权重和客观权重,结合MIE理论优化指标权重;根据明渠工程的运行特点,选取多层次灰色理论计算引水明渠运行风险值,并根据相关规范和安全风险评价实践确定风险评价等级。将该模型应用于引大入秦工程中,结果表明:采用序关系分析法(G1法)和变精度粗糙集理论(VPRS)并结合最小信息熵原理(MIE)的权重确定方法(G1-VPRS-MIE),不但避免了层次分析法过度依赖专家的主观经验、克服了粗糙集理论在边界刻画的局限性,而且弥补了主观和客观方法相结合的不足;对于指标权重的确定更加客观合理,既能满足所得权重的客观性,也能保证评估结果具有一定的解释性,同时能够减少单一权重计算的偏差;多层次灰色评价模型对于引水明渠安全运行风险等级的确定较为有效,并得出其风险等级为中等偏高,与实际情况一致。研究成果为引水明渠工程安全运行提供了一定的参考,同时可为类似气候环境的引水明渠区域规划、设计、施工提供有效的借鉴。     

强夯引起地面振动的衰减特征

对强夯施工的现场进行了近距离的测量 ,得到了最大地动位移值随距离的变化特征 ,其衰减规律较好地符合负幂函数衰减规律 ,水平径向与垂直向的衰减指数分别为 1 495 3,0 4714。     

基于遥感数据的区域洪涝风险评估改进模型

灾害风险评估是最简单有效的防灾减灾措施之一。以松花江流域为研究区域,提出了一种基于遥感实时监测数据和历史洪涝灾害数据的洪涝风险评估改进模型。选取中国气象科学数据共享服务网的降雨数据、NASA的SRTM90mDEM地形数据、河网数据以及对2007年全国统计年鉴进行空间化所得的人口和GDP数据作为因子,应用层次分析法计算了各因子的权重,基于洪涝灾害形成机制计算了初始的松花江洪涝风险指数。在此基础上,获取历史洪涝灾情频次数据和HJ-1实时遥感影像提取的水体淹没范围数据,利用地图代数法来对初始的风险指数进行改进。考虑历史洪涝风险的规律性和风险评测时的具体水体范围信息,使得所得结果能够反映松花江流域洪涝灾害的综合风险,具有一定的现势性,为防灾减灾提供了依据。     

城市生态系统复合下垫面碳通量特征——以上海市奉贤大学城为例

随着城市化进程的加速和城市人口规模的增加,城市已成为最大的碳源,研究城市生态系统对大气二氧化碳的贡献成为碳循环研究的焦点问题之一。基于研究区域内土地利用现状和一年的涡动观测系统观测数据,结合地理信息技术(Arc GIS)和通量计算工具(Eddypro及ART Footprint Tool)以及碳通量足迹模型分析了上海奉贤大学城碳通量足迹特征,基于此探讨不同下垫面类型,包括以草本和木本等透水层为主的下垫面(称为自然系统),以建筑物、道路等不透水层为主的下垫面(称为社会系统)碳通量的变化特征。研究结果表明:1)在不同风向上,碳通量贡献区范围随着大气稳定度的增加而扩大。大气处于稳定条件下,非主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围1 100 m)比主风向上的碳通量贡献区范围(最大范围780m)要大;当大气处于不稳定条件下时主风向和非主风向下的碳通量贡献区范围相差不大(最大范围分别为321和351m)。2)不同下垫面其源汇特征不同,以绿色植物为主的自然系统年碳通量均值为–4.1μmol/m~2/s,表现为碳汇;社会系统的年碳通量均值为8.6μmol/m~2/s,表现为碳源。3)自然系统的碳通量日变化具有较明显的季节分异,变化特征大致呈"U"型;社会系统的碳通量日变化没有明显的季节分异,变化特征大致呈"M"型。绿色植物对城市生态系统的大气二氧化碳有降低作用,结合自然和社会系统的碳通量变化特征可以为以后合理规划城市布局,建立低碳城市提供服务。     

聚合氯化铝铁(PAFC)絮凝剂污水除磷的研究

用聚合氯化铝铁(PAFC)絮凝剂对城镇生活污水除磷处理效果进行研究,研究内容包括:PAFC用量对模拟污水和实际生活污水除磷效果的影响,污水经PAFC处理后pH值的变化情况,污水酸度对除磷效果的影响,PAFC用量对模拟污水和实际生活污水除浊效果的影响.结果表明:铝铁复合絮凝剂有良好的除磷效果,除磷处理后磷含量可低于0.5mg·l-1,能达到生活污水国家一级排放标准;污水处理后pH值较稳定;除浊效果好,除浊率可达到95%以上.     

赤泥在沼液除磷中的应用

采用工业废物赤泥去除沼液中磷酸盐,利用XRF、XRD、PSD和SEM等手段对赤泥基本物理化学性质进行了综合表征,研究了沼液初始pH(pH_i)、赤泥投加量、反应时间和初始磷浓度等因素对沼液中磷酸盐去除率和沼液最终pH(pH_f)的影响。结果表明:沼液中磷酸盐去除率随着pH_i的增加呈先降低后增加趋势;磷酸盐去除率最大值和最小值分别出现在pH_i为2.1和6.9处,分别为89.6%和47.2%;赤泥投加量越大、反应时间越长,磷酸盐去除率越高,pH_f越大;而初始磷浓度越低,磷酸盐去除率越高,pH_f越大。采用3 ⁴水平正交试验设计考察了各因素间的交互作用及对赤泥除磷的影响,得到赤泥除磷的最佳条件:pH_i为10.0,赤泥投加量为5.0 g/L,初始磷浓度为1.7 mg/L,反应时间为40 min。     

天津污灌区土壤中多环芳烃的提取、净化和测定

研究了天津污灌区严重污染土壤中 1 6种多环芳烃的提取和测定方法 .考察了加速溶剂提取的提取条件、样品净化方法和GC MS测定条件 .结果表明 ,在 1 4 0℃用1∶1二氯甲烷和丙酮提取 5min ,硅胶柱净化后用GC MS测定可以得到很好的效果 .方法回收率在 5 7%— 1 4 0 %之间 ,检测限为 3 5× 1 0 - 4— 1 1× 1 0 - 3 mg·l- 1,且重现性较好 .天津代表性污灌水稻土中 1 6种PAHs的实测浓度为 0 0 7— 1 2 7mg·kg- 1.     

临安区不同功能区道路降雨径流重金属污染特征及源解析

于2017—2018年对临安区不同功能区的道路进行道路降雨径流采样,分析降雨量、季节变化和街尘对临安区道路降雨径流重金属污染特征的影响,并运用主成分分析法进行重金属源解析。结果表明,临安区道路降雨径流污染较严重;降雨强度越大,重金属浓度下降更快且末期浓度更低;道路降雨径流中Cu呈现春夏季大于秋冬季,Zn、Cr呈现秋冬季大于春夏季,Pb、Ni呈现冬春季大于夏秋季的季节变化趋势;临安区街尘与道路降雨径流重金属污染存在一定的相关性;主成分分析表明重金属污染源主要为以电线电缆为主的工业活动和汽车损耗。     

反渗透海水淡化水的消毒

反渗透海水淡化是解决水资源危机的一项重要技术。反渗透海水淡化水在饮用水生产过程中需进行消毒以解决微生物污染问题。采用次氯酸钙、二氧化氯和紫外线3种消毒方法,考察了反渗透海水淡化水和自来水的消毒效果,比较了对主要水质指标如pH、硬度和碱度的影响及余氯和余ClO2的衰减性。结果表明,二氧化氯消毒速率最快,次氯酸钙消毒对水质的影响最大,而紫外线的消毒效果最为稳定。可为反渗透海水淡化水的进一步利用提供依据。