应用VSD动态酸化模型确定区域酸沉降控制目标研究

为了控制区域酸沉降污染,需要制定科学的区域大气酸沉降控制目标.本研究建立了应用VSD动态模型的多点位模拟和累积频率分布曲线统计方法,通过模拟各酸沉降情景下某一目标年区域内土壤理化特性的变化确定其酸沉降控制目标.将此方法应用于广州-东莞-惠州地区,在现场测量区域内25点位土壤特征的基础上,应用VSD模型模拟各点位土壤特征对酸沉降的响应,再将模拟结果绘制成累积频率分布曲线,据此确定该区域酸沉降控制目标.结果表明,单独控制S沉降时,若使得该区域生态保护率达到80%,则短期和长期S沉降的控制目标分别为7.68~12g/(m2×a)和10.24~16g/(m2×a);若生态保护率为95%,短期和长期S沉降控制目标分别为5.12~8g/(m2×a)和7.68~12g/(m2×a).同时控制S和BC沉降时,若生态保护率为80%,当BC沉降为6.4~12.8g/(m2×a)时,短期和长期S的控制目标分别为2.56~4g/(m2×a)和5.12~8g/(m2×a);当BC沉降为4.8~9.6g/(m2×a)时,S的控制目标为2.56~4g/(m2×a).若生态保护率为95%,当BC沉降为6.4~12.8g/(m2×a)时,短期和长期S的控制目标分别为0.64~1g/(m2×a)和5.12~8g/(m2×a);当BC沉降为4.8~9.6g/(m2×a)时,短期和长期S的控制目标分别为0.64~1g/(m2×a)和2.56~4g/(m2×a);当BC沉降量降至2~4g/(m2×a),则80%和95%生态保护率下的S控制目标均为0.64~1g/(m2×a).     

基于动态网络流的区域疏散分析模型与仿真

区域疏散分析是应急管理工作的重要内容。基于CBRN事故区域疏散的特点,引入疏散亚区域的概念,并运用运筹学中图论与离散时间动态网络流的理论和方法,建立CBRN事故区域疏散优化模型。采用RELAX算法求解该模型,并结合CBRN事故时期人员疏散过程详细介绍区域疏散分析的流程。最后将所建模型应用于具体实例,程序运算结果表明群众对紧急疏散通知的反应速度越快,被疏散人数越少以及尽早通知群众疏散时,人员疏散效率明显提高。CBRN事故区域疏散优化模型可为优化和改进CBRN事故区域疏散的方法提供依据。     

近35年广东省区域灰霾天气过程的变化特征及突变分析

利用广东省86个地面观测站1980～2014年逐日能见度、相对湿度资料,在对“区域灰霾过程”与“单站灰霾过程”进行定义的基础上,分区域诊断典型灰霾天气过程（即连续三站3d及以上出现灰霾日的天气过程）,并对其长期变化趋势及特征进行分析.结果表明：广东省的灰霾过程主要出现在珠江三角洲、粤北及粤东个别地区,并以珠江口以西的珠江三角西侧最为严重.“区域灰霾过程”以日平均能见度在5～10km之间的过程为主,没有出现过日平均能见度低于2km的重度灰霾过程.各“区域灰霾过程”的特征有所差异：首先是各“区域灰霾过程”出现峰值的时间略有差异.尽管灰霾过程均主要出现在10月～翌年4月,但粤北和粤东、西两翼最多出现在冬季（12月～翌年1月）、春季次之,而珠江三角洲地区则最多出现在春季（3～4月）、冬季次之.其次是各“区域灰霾过程”变化趋势的差异.珠江三角洲地区和粤北地区灰霾过程变化趋势比较相似,在2008年以前总体呈增多趋势,珠江三角洲地区增势最为显著的时段是2000～2008年,而粤北地区则是1991～2011年;粤西地区灰霾过程在2000年以前变化都比较平稳,2004年开始快速增多;粤东地区的灰霾过程近35年来虽有小的波动,但总体变化不大,呈稳中略减的趋势.利用M-K法和滑动t检验的突变分析表明,珠江三角洲地区灰霾过程的增多是一种不连续的突变现象,发生突变的时间点是1986年;粤北地区灰霾过程则在1992～1994年出现了突发性增多的现象;粤西地区灰霾过程也在2001年发生了突变.     

集对分析在区域大气环境风险评价中的应用研究

应用集对分析法对事故状态下有毒有害气体环境风险分布建立数学模型,通过南京化工园区的实例分析,把评价区域大气环境风险划分为5个等级,并对差异不确定系数i取值进行讨论,以反映不同状态下的大气环境风险分布水平.研究结果显示,i₁=0.5,i₂=-0.5取值方法简便,且此时的区域大气环境风险状态相对符合实际,可为优化土地利用规划和完善环境风险防控措施提供依据.     

中国地区大气汞的数值模拟研究

结合中国地区的汞排放,利用引入大气汞化学反应机制和干沉降模型的区域大气环境模式系统(Regional Atmospheric Environment Model System,Reg AEMS),对中国地区大气汞化物浓度和干沉降通量的时空分布特征进行模拟研究。研究结果表明,中国地区年均气态零价汞Hg0、氧化汞Hg O、氢氧化汞Hg(OH)2、氯化汞Hg Cl2和颗粒态汞HgP的沉降量分布类似。除西部、西北部地区Hg0的浓度较低外(0.5 ng·m-3),其他地区均高于全球背景浓度。各类汞化物浓度的季节变化明显,8月最低,2、3月最高。一次汞源区附近汞浓度随高度递减,在离源较远的地区,高层汞浓度较高。气态零价汞的干沉降速度的季节变化最明显,其干沉降通量在夏季最高。模拟区域中气态零价汞、氧化汞和颗粒态汞的年干沉降量分别为163.9、7.43和32.2 t。     

间作栽培对连作马铃薯根际土壤微生物区系的影响

为探究不同间作栽培模式缓解马铃薯（Solanum tuberosum）连作障碍的可行性及作用机制,以马铃薯单作为对照,研究马铃薯间作玉米（Zea mays）、蚕豆（Vicia faba）和荞麦（Fagopyrum esculentum）3种模式对连作马铃薯根际土壤养分含量及微生物区系的影响.结果表明,间作种植模式下马铃薯根际土壤全氮、全磷、速效磷和速效钾含量显著低于马铃薯单作,根际土壤速效磷降幅最大,达45％以上,土壤pH值明显下降.间作栽培模式改变了马铃薯根际土壤微生物群落结构,降低了根际土壤真菌的数量;间作栽培模式对马铃薯根际土壤微生物群落的碳源利用能力也有明显影响,其中马铃薯间作蚕豆和间作玉米处理马铃薯根际土壤微生物培养120 h的平均颜色变化率分别比对照高13.39％和4.30％.马铃薯根际土壤微生物群落总体上对碳水化合物利用率较高,对芳香化合物的利用率较低.间作蚕豆明显促进了马铃薯根际土壤微生物群落的碳源代谢强度,而且能维持较稳定的产量,因而可能是一种有利于改善马铃薯连作栽培根际微生态环境、缓解连作障碍的栽培模式.     

东北典型湖库水体对铜绿微囊藻荧光特性的影响

为考察东北典型湖库水体对铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)生长过程中IDOM(细胞内溶解性有机物)荧光特性的影响,在镜泊湖、兴凯湖、五大连池、松花湖和大伙房水库5个典型湖库,共10个采样点采集水样,用于铜绿微囊藻的培养,利用EEM(三维荧光光谱)技术,结合三维荧光FRI(区域体积积分)开展IDOM荧光特性的聚类分析. 结果表明:铜绿微囊藻中IDOM的主要荧光特征峰为类蛋白荧光峰(峰S和峰T),峰S荧光强度高于峰T;对IDOM的三维荧光光谱分为5个区(Ⅰ～Ⅴ区)进行区域体积积分,荧光响应值比例(P_Ⅰ+Ⅱ,n和P_Ⅳ,n)总体上呈互补趋势;Ф_T,n(总区域体积积分)表现为镜泊湖>五大连池>兴凯湖>松花湖>大伙房水库,第16天镜泊湖的Ф_T,n最大,平均值为9.76×10-5 AU·nm2/(mg/L);大伙房水库的Ф_T,n最小,平均值为3.72×10-5 AU·nm2/(mg/L). 聚类分析将10个采样点分成3类. HJ1、HJ2采样点为类别1;HX1、LD1、JS1、LD2采样点为类别2;HX2、JS2、HW2、HW1采样点为类别3,其中,类别1(镜泊湖)水体较类别2和类别3水体更适宜铜绿微囊藻的生长.      

SWAT模型水文过程参数区域差异研究

探讨SWAT模型的敏感参数和参数值的区域差异,有助于减少水文过程模拟的不确定性,提高模型在不同区域的应用水平。论文在收集SWAT模型的国内应用文献基础上,依据干燥指数将流域划分为湿润区、半湿润区、半干旱区和干旱区,主要采用定性分析方法,分析模型的敏感参数和参数值的空间差异及其影响因素。结果表明,SWAT模型的敏感参数和参数值具有一定的区域差异。对于地表水文过程,径流曲线系数(CN2)和土壤可利用水量(SOL_AWC)在各个区域都比较敏感,土壤蒸发补偿系数(ESCO)在湿润区和半湿润区较为敏感;由于均受土壤质地的影响,湿润区CN2 值高于半湿润区,SOL_AWC则正好相反;受气温和植被覆盖的影响,湿润区和干旱区的ESCO取值高于半湿润区和半干旱区。地下水参数在湿润区和干旱区较为敏感。降雪融雪参数仅在干旱区融雪对径流贡献大的流域才比较敏感。由于气候、土壤、植被条件的区域异质性,导致了流域水文过程参数的区域差异。结果还表明,由于水文过程还受到局部气象条件、下垫面等多种因子共同作用,以及模型尚未揭示的其它因子的影响,模型参数在相同区域的不同流域也存在着一定的差异。     

农村生活用能的区域分异——以关中临渭区为例

研究农村生活用能的区域分异,对于优化用能结构、制定合理的能源利用和生态环境保护政策具有重要意义。以关中临渭区为例,采用实地问卷调查、能源利用区位商、相关分析等方法,探究平原地区、黄土台塬与丘陵山区农村生活用能的分异特征及成因,得到以下结论:①平原地区具有区位优势的生活能源为煤炭、玉米棒芯、液化气、蜂窝煤、电能和太阳能,煤炭的区位商达2.671;黄土台塬为沼气、太阳能、作物秸秆、蜂窝煤、液化气和玉米棒芯,沼气的区位商达3.465;丘陵山区为薪柴,区位商为1.142。前两者用能多元化,商品能源较多;丘陵山区用能结构单一,木柴为主的非商品能源居多。②区域用能分异特征突出。平原地区市场化导向明显,多种能源互补利用;黄土台塬地区政策导向明显,沼气利用较多,用能组合多样;丘陵山区受自然条件影响,薪柴为主,其他燃料为辅。农村生活用能的区域分异取决于自然环境、生产结构、经济环境以及外界环境,是收入水平、温度、发展条件、政策影响等方面综合作用的结果。③平原地区人均收入高(7 056元),人均商品用能多(204.15 kgce);条件恶劣的丘陵山区人均收入低(5 750元),人均商品用能少(45.38 kgce)。人均非商品用能受人均收入影响小,相对稳定。人均有效耕地和人均耕地越多,人均商品用能越多,人均非商品用能越少,且人均有效耕地变化引起的用能类别的变化幅度较大。     

猪粪与秸秆协同发酵产热及溶解性有机质的转化特征

采用量热计法和三维荧光光谱,分别对猪粪发酵产热不同阶段温度、热值以及溶解性有机质(DOM)的转化特征进行了研究. 结果表明:在不同C/N(猪糞与芦苇秸秆物料配比)的4组发酵产热试验中,纯猪粪发酵产热温度高于室温时间达到60d,累积热量损失最多达8.862kJ/g,是增温技术最为理想的配比;随着发酵产热的进行,纯猪粪发酵产热样品中类蛋白化合物荧光比值(P_1,n+P_2,n,0.625~0.546)逐渐减少,类富里酸物质荧光比值(P_3,n,0.140~0.173)与类胡敏酸物质荧光比值(P_5,n,0.051~0.097)逐渐增多,腐殖化程度逐渐加强,但是与其他各组相比其腐殖酸类物质增加最少,腐殖化程度最低;不同C/N物料产热过程中,尽管不同区域的荧光强度与热值的相关性不同,但不同C/N物料释放的热量均来源于微生物对简单有机化合物的分解.