快速城市化地区道路对两侧土地利用影响模式研究

基于多时段的卫星影像和土地利用变更调查数据,选取深圳市14条主要道路的代表性影响路段,用城市化影响指数(U)表征道路对土地利用的影响.以社会经济背景、地形条件、道路等级和道路运营年限为道路特征参数,基于相关性和非线性回归分析的方法研究道路对两侧土地利用影响的模式及其成因.研究发现,道路特征参数对两侧土地利用强度的影响表现出显著的差异性,其中,社会经济背景是道路对土地利用影响的主要影响因素,道路运营年限的影响主要表现在道路近距离区域,道路等级在中距离区域,而地形条件影响主要在远距离区域.道路对土地利用的影响模式分为3类,即山峰型、递减型和山谷型,而不同道路特征参数被认为是导致道路影响模式差别的主要原因.根据U值变化的曲线拟合分析得到各道路的影响范围,结果表明,快速路和主干路的影响范围较大,城市化进程起步较早、社会经济发展水平较好的西部地区道路影响范围大于东部.     

“京津冀”地区煤炭相关产业链的体现能核算与政策分析

目前,我国面临的大气污染问题愈发严重,尤其在"京津冀"地区更为突出。而煤炭相关产业链的能源消耗结构及其污染物排放是导致此问题的重要原因之一。本研究基于2012年"京津冀"地区各省、市的能源平衡表,通过区域间能源调配模型,绘制了煤流和能流桑基图,厘清了"京津冀"地区2012年煤炭相关产业链的物质与能量走向,并运用了投入产出法系统核算了"京津冀"地区煤炭相关产业链的体现能与24种污染物排放量。研究结果表明:(1)"京津冀"地区的原煤主要依赖调运,属于净煤炭进口地区。(2)原煤的直接使用在"京津冀"地区的煤炭相关产业链中占有非常大比重。将体现能角度分析的结果与能量角度分析的结果对比,可以发现煤化工产业在煤炭相关产业链中的潜在能量消耗仍然具有较大的贡献。(3)焦炭是终端消费能量的主要来源,也是体现能的主要贡献源。(4)在煤炭转化能源利用效率上,"京津冀"地区2012年煤炭相关产业链洗选煤、煤制品加工、炼焦三个环节的效率分别为87.77%、92.46%、90.97%,稍低于中国2012年96.16%的利用效率。(5)原煤、焦炭的直接消费和炼焦过程对"京津冀"地区2012年煤炭相关产业链七种主要污染物的贡献率最大。为了有效减少"京津冀"地区煤炭相关产业链的污染物排放,需要对原煤、焦炭的直接消费和炼焦过程采取相应的减排政策和措施。本研究可以为"京津冀"地区煤炭相关产业链提高能源利用效率、减少体现能和污染物排放、采取改进措施提供一定的理论支持和政策建议。     

城市蔓延、私人交通与雾霾污染

本文选取中国280个地级市2009—2018年的面板数据为研究样本,探究城市蔓延与雾霾污染之间的作用机制。以私人交通为门槛变量,考察城市蔓延对雾霾污染的门槛效应。研究结果表明：(1)城市蔓延对雾霾污染的影响呈现出先降后升的U形曲线特点;(2)私人交通对雾霾污染的影响表现为倒U形的曲线特征,即随着私人交通发展水平的提高,雾霾污染呈现先增后减的趋势;(3)城市蔓延对雾霾污染的影响存在双重门槛效应,当私人交通的门槛值小于第一个门槛值(e^11.6130=110 525辆)时,城市蔓延会加剧雾霾污染;当私人交通的门槛值介于第一个门槛值和第二个门槛值(e^12.2473=208 417辆)之间时,城市蔓延对雾霾污染的影响系数为正,但未通过显著性检验;当私人交通跨过第二个门槛值时,城市蔓延水平的提高有助于抑制雾霾污染。研究城市蔓延、私人交通与雾霾污染这三者之间的关系对于促进城市的健康可持续发展具有重要的意义。     

镇江城市径流颗粒粒径分布及其与污染物的关系

为了解城市中不同粒径颗粒物对于径流中污染物的影响,2006年3月在镇江城市不同功能区地表采集了沉积物样品和径流样品,分析了颗粒物的粒径分布和污染物浓度.结果表明,晴天条件下道路沉积物主要由粒径＜250μm的颗粒组成;降雨初期主要为＜5μm的颗粒物随径流迁移,随降雨历时的延长较大颗粒开始随径流迁移,降雨期间随地表径流迁移主要为小于150μm的颗粒物,特别是5～40μm粒径段的颗粒要特别予以关注;同时污染物浓度也由降雨初期的高浓度逐渐下降并趋于稳定.明确了径流中污染物的主要输出形态,并通过分析不同降雨历时污染物与固体悬浮物和颗粒粒径的相关性探明了径流污染物形态输出的原因,从而为城市非点源污染的管理以及控制方法的选择提供科学依据.     

镇江城市降雨径流营养盐污染特征研究

城市降雨径流污染是城市水体水质恶化的主要原因之一,为了分析降雨径流的污染特征,从2006-05开始,选择镇江具有代表性的土地使用功能对其降雨径流水质进行监测,分析了径流中固体悬浮物和营养盐的变化特征.结果表明,镇江不同功能区中5～40 μm粒径的固体悬浮物体积分数最大;商业区径流污染物浓度很高,其中SS浓度高达978 mg/L,是城市面源污染的主要来源;降雨初期的30 min径流污染物浓度很高,随降雨历时的延长污染物浓度逐渐下降并趋于稳定;溶解态氮、颗粒态磷和固体悬浮物是径流中污染物输出的主要形态;通过分析固体悬浮物与其他污染物的相关性,发现固体悬浮物是径流中营养盐吸附的载体,去除固体悬浮物是治理镇江降雨径流污染的有效途径.     

秦岭火地塘森林水质的季节性变化特征

在秦岭火地塘林区选择2个闭合小流域及2个支沟集水区,对流域出口径流及支沟集水区溪流水pH值及水化学成分进行了8 a的测试,采用机理分析方法,就森林水质的季节性变化特征进行了研究.结果表明,林区径流pH值在7.1～8.4之间,冬、春季较高,夏、秋季较低,总体上水呈弱碱性;NO-3浓度春季和初夏较高,NH 4冬季和初春较高,PO3-4冬季与夏季较高;K 浓度春、秋季较高,Na 浓度则9月最大,8月最小;Ca2 浓度以6月和10月较高,年内变化范围19.4～44.3 mg·L-1,Mg2 则3月较高,年内变化范围2.18～5.25 mg·L-1;Cd浓度随季节的变化以1～4月较高,Pb浓度12、1月较高,但Cd、Pb均以秋季较低,年内变化范围分别为0.019～0.326 5 μg稬-1和0.217～3.886 μh稬-1;Mn浓度5、12月较高,Fe浓度春季较高,Zn则以3、8月较高.林区径流水质属Ⅰ类,相对而言,水质随季节的变化以秋季较好,冬、春季较差.     

SWMM 模型在城市不透水区地表径流模拟中的参数识别与验证

为了研究城市不透水下垫面的降雨径流过程和污染负荷,以屋面为例,选择径流管理模型SWMM,采用独立场次实测数据,应用基于不确定性分析的HSY算法和Monte Carlo采样方法对模型中的水文水力和水质参数进行识别和验证.结果表明,地表不透水区径流模型中主要包含6个关键参数,分别为不透水区初损填洼深度(S-imperv)、不透水区曼宁系数(N-imperv),指数累积方程中的最大可能累积值(max buildup)、累积常数(rate constant),指数冲刷方程中的冲刷系数(coefficient)和冲刷指数 (exponent).水文水力参数的识别可以最小二乘法偏差作为目标函数,水质参数的识别可以场次污染负荷和污染物峰值浓度作为目标函数.参数识别结果为N-imperv0.012～0.025, S-imperv 0～0.7, max buildup 15～30, rate constant0.2～0.8, coefficient0.01～ 0.05, exponent1.0～1.2.参数的区域灵敏度由大到小排序为 coefficient、S-imperv、N-imperv、max buildup、exponent、rate constant.识别后的参数可以通过模型验证,但是在模拟一些雨型特殊的降雨径流污染物浓度曲线时,仍然存在一定的困难.     

合流制排水系统降雨径流污染物的特性及来源

在昆明市典型合流制排水小区对降雨径流进出水水量、水质进行了研究,旨在揭示城市区域合流制排水系统中降雨径漉不同来源的污染物特性及各个污染源的比倒.分别监测了合流制排水系统日常污水以及4场降雨期间小区出口断面、街道、屋顶、庭院降雨径流的水量、水质.结果表明,人为干扰是影响城市径流污染物输出强度的主要因素,城市下垫面降雨径流污染物输出浓度顺序为:道路>庭院>屋顶,道路是城市面源污染的关键源区;道路次降雨径流量约25%,却产出了40%～80%的污染物,而屋顶次降雨径流量约50%,却仅有4%～30%的污染物负荷.合流制排水系统中管道沉积物在降雨期间的迁移是重要的污染源,4场降雨中管道沉积物的TN、TP、SS、COD和BOD5的污染贡献率在30%以上.降雨强度是影响管道沉积物输出的重要因素,在高强度降雨下,管道沉积物污染贡献率高50%以上.在不同的降雨特性条件下,合流制排水系统主导污染源有所不同.     

北京及周边地区一次典型大气污染过程的模拟分析

利用区域中尺度大气数值预报模式(MM5)和美国国家海洋和大气局(NOAA) 后向轨迹模式(HYSPLIT-4),对2002年10月7 —13日发生在北京及周边地区的典型大气污染过程进行了模拟与分析,揭示了该污染过程的形成机理和生消过程.结果表明:该污染过程具有区域性特征,是由本地污染源和外来污染源在特殊的气象条件下共同造成的混合型污染.HYSPLIT气流来向轨迹分析表明,北京周边地区的污染对北京有显著影响,南部周边城市污染物外源的输入是造成北京地区重污染的主要原因.      

三峡库区水华优势藻类生长动力学的普适性研究

从蓝绿藻中选取绿藻门的普通小球藻(Chlorella vulgaris,CV藻)为研究对象,应用Monod方程考察氮、磷营养盐对CV藻生长的影响,分别计算出CV藻对TP、TN的半饱和常数KSP和KSN结果表明KSN>>KSP,说明TP对CV藻生长的影响明显大于TN.CV藻生长速率对磷质量浓度反应很灵敏:与空白值相比,在0.002 mg·L-1的低浓度下u就有提高,而浓度到0.2 mg.L-1时,u明显增大;但在0.000-0.050 mg·L-1氮浓度范围内u几乎没有变化.通过系统比较CV藻与优势蓝绿藻,甚至海水藻的生长动力学特征,探讨了CV藻与其它蓝绿藻的动力学普适性和共同性,证实这些藻类都具有非常类似的生长动力学和生态学特征.因此,推测CV藻生长动力学模型可以从整体上反映和代表库区优势蓝绿藻的生长行为.同时分析和归纳了蓝绿藻生长模型的相似性和规律性,得出三峡库区优势藻类生长行为存在普遍一致性的初步结论.