城市增长边界分析方法研究——以长江三角洲常州市为例

诸多国家已采取城市增长边界(Urban growth boundary, UGB)对策以抑制城市蔓延,我国目前城市与土地利用规划也明确要求划定UGB,但其分析方法研究还较薄弱。综合系统动力学模型、元胞自动机及城市承载力分析研究常州市区UGB,结果表明:预测到2020年常州市区城市建设用地面积为30 847 hm²,北部和南部组团外延增长、主城区及南北组团内部填充同步发展,UGB由沿江-德胜河-沪宁高速-新孟河-德胜河-武宜运河-沿江高速-沪宁高速-市域界限等围合而成;模型预测的UGB与GH-UGB(实际规划UGB)北部和东部空间拟合良好,西部和南部拟合较差,表明模型预测对空间整体和要素联系考虑不足,而用地规模偏差则表明模型预测更为客观;UGB分析方法在政策、空间规划理念和整体格局上有待完善。     

系统动力学在污水处理中的应用研究

利用系统动力学原理,并根据活性污泥模型,构建Orbal氧化沟系统脱氮过程模拟的系统动力学模型。通过与实际情况相比发现,将模型分解为溶解氧模块、COD去除模块和TN去除模块是合理的,模拟发现减少转碟数量可以提高氧化沟系统脱氮效果。通过与实际运行的Orbal氧化沟进行对比发现,减少曝气转碟数量后,总氮去除率70%,比去年同期提高30%。     

广州市大气气态总汞含量季节和日变化特征

利用高时间分辨率自动测汞仪(tekran 2537B),于2010-11~2011-11对广州市大气气态总汞(TGM)进行了连续1a的观测.结果表明,广州市大气气态总汞的年平均含量为(4.86±1.36)ng/m3,表明该地区受到了一定程度的大气汞污染.TGM浓度按季节表现为:春季>冬季>秋季>夏季.TGM污染呈现春高夏低的现象,气象因素如边界层、静止风是影响其季节分布不同的主要原因.日变化趋势为中午最低,早晚出现2个高峰,边界层和温度对TGM日变化有很大影响.对广州市大气气态汞的可能来源分析结果表明,TGM主要来源于本地人为排放,其中市内燃煤电厂和水泥厂等人为源排放可能是广州市大气气态总汞的主要来源.     

环洞庭湖区水资源供需系统仿真及优化决策研究

论文运用系统分析的理论与方法,分析环洞庭湖区水资源供需系统的特征和各要素之间的相互作用,建立水资源供需系统模型,仿真模拟传统发展模式、发展经济型模式、节水型模式和协调型模式等四种不同情景下,2010-2030年环洞庭湖区水资源供需变化趋势.结果表明:①随着经济的发展和人口的增长,环洞庭湖区水资源供需矛盾十分突出;②在协调型模式下,模拟期末环洞庭湖区总需水量达到159.1×10⁸ m³,供需缺口最大值出现在2020年,为1.9×10⁸ m³,到2030年水资源供给能力约有3.6×10⁸ m³富余,模拟期内水资源供给基本能够满足社会经济发展的需求,且能够获得最大的综合效益,是环洞庭湖区水资源开发利用的最佳方案;③为了达到预期目标,还需增强节水意识、完善用水管理、优化经济结构,加大水利投入和环境整治,提高节水技术水平和水利保障水平.     

Ecotoxicological effects of Trichloroethene upon plankton

A case study in an experimental pond was performed to evaluate the ecotoxic effects of Trichloroethene (TRI) upon the population density and productivity of phyto‐ and zooplankton. TRI was continuously released into two pond enclosures over 11 weeks (mean concentrations 1.5 and 7.5 mg/l). The chronic chemical treatment showed distinctive toxic influences upon the biota. Following the high TRI concentration, the phytoplankton density slightly increased; the productivity per single cells, however, was significantly reduced compared to the controls and the low TRI concentration. Cryptophyceae were the most sensitive algae taxa. The density and reproductivity of Daphniae and Phyllopodae decreased by the high TRI concentration. Most of the Rotatoriae were not negatively influenced. With increasing TRI concentrations two different bacteria forms showed a mass development. Small amounts of Trichloroacetic acid were detected in both enclosures as a conversion product of TRI (～3 μg/l after 80 days treatment).     

Post-seismic allocation of medical staff in the Longmen Shan fault area: case study of the Lushan Earthquake

In April 2013, a 7.0 magnitude earthquake struck along the Longmen Shan fault in the city of Ya'an, Sichuan province, China, causing 200 deaths, 11,470 injuries and 21 people to go missing. As no scientific disaster management studies have been done on medical staff dynamic behavior in the Longmen Shan fault area, this paper develops a system dynamics (SD) model to simulate the relief activities in the area after the 2008 Sichuan Earthquake shook Wenchuan County. Based on this SD model, the simulation showed that the results regarding the cumulative number of deaths and the final death toll fit the reality well for the 2008 Sichuan Earthquake in the Longmen Shan fault area. Findings from the simulation confirmed the best ratio of medical staff to rescue workers. After implementing the findings for the medical relief work at the 2013 Sichuan Lushan Earthquake, reasonable earthquake rescue policies were developed for the Longmen Shan fault area. The SD model demonstrated that it was possible to predict the optimum number of medical staff and that medical staff need to be trained to improve their treatment abilities. Furthermore, it is suggested that search and rescue workers should also assist in restoring road transport during any medical relief activities in the Longmen Shan fault area. These policies can be generalized to other earthquake relief activities in the Longmen Shan fault area as well as being a valuable reference for similar mountainous earthquake areas.     

苹果和土壤中丙森锌的消解动态及残留规律

研究了苹果和土壤中丙森锌残留的气相色谱分析方法,及其代谢物乙撑硫脲的高效液相色谱分析方法,并在天津、山东烟台和陕西咸阳进行了苹果和土壤中丙森锌及其代谢物乙撑硫脲残留消解动态和残留规律田间试验研究.结果表明,在0.05—2 mg.kg-1的加标水平下,苹果和土壤中丙森锌的加标回收率分别为77.12%—92.85%和9.24%—94.68%,变异系数分别为3.30%—6.56%和3.29%—5.29%;在0.05—1 mg.kg-1的加标水平下,苹果和土壤中乙撑硫脲的加标回收率分别为80.91%—97.47%和84.11%—99.97%,变异系数分别为3.23%—3.82%和2.80%—3.40%.苹果和土壤中丙森锌和乙撑硫脲的最小检出量分别为5.0×10-10g和1.0×10-10g,其中苹果和土壤中丙森锌的最低检出浓度为0.025 mg.kg-1,乙撑硫脲的最低检出浓度为0.005 mg.kg-1.按1.5倍推荐剂量600倍稀释液在苹果上施用65%戊唑醇.丙森锌可湿性粉剂1次,丙森锌在苹果和土壤中的残留消解半衰期分别为6.0—6.8 d和8.7—10.1 d.按推荐剂量和1.5倍推荐剂量在苹果上各施用65%戊唑醇.丙森锌可湿性粉剂3—4次,2次施药间隔为10 d,距最后一次施药21 d时,丙森锌在苹果中的最高残留量低于我国农业行业标准规定的最大残留限量2 mg.kg-1.     

城市化对北京夏季极端高温影响的数值研究

利用一个耦合了城市冠层模式（UCM）的区域数值模拟系统（WRF／NCAR）,引入由LandsatTM提取的京津冀区域30m分辨率下垫面GIS数据集代替美国USGS地表分类数据,对2009年6月24—25日出现在北京地区的一次超过40℃极端高温天气过程进行了高分辨率数值模拟,用以考察WRF／UCM系统对北京“城市热岛”及城市高温天气的模拟效果,并分析了城市化对北京地区城市高温和地表能量平衡的影响及其日变化特征。结果表明：采用精细化下垫面分类数据集后能更好地模拟出主要高温区的分布特征,并能较好再现夜间的“城市热岛”效应。城市化发展对近地层气温的影响主要表现在会促使城区及其下风向近郊区气温的升高,增幅可达0．5～2℃,这与城市热岛及其下游效应有关。城市下垫面的高粗糙度对近地层风速表现出明显的阻挡效应,表现在模拟的10m风场减弱明显。考虑了城市下垫面属性的敏感性试验更好地再现了城区温度的日变化,其模拟的日间最高温度与实际观测值更为接近,也较好地模拟出了城区具有较高最低温度的特征。通过城区与郊区能量平衡过程差异的分析表明,城市化可以显著改变能量平衡中各项所占的比重。地表对近地层大气热量输送过程的变化表明随着城市下垫面的日愈扩大,会显著增强白天地表对大气的向上感热输送,增大城区日间出现高温的可能。夜间,模式反映出地表能量收入来自土壤热通量的向上输送,同样由于城区的潜热通量小,收入的能量仍主要以感热形式加热大气,夜间城区具有较高的最低温度并表现出较强的热岛特征,主要与夜间感热加热的持续相关。     

系统动力学在空港区域规划环境影响评价中的应用

作为机场与城市间的过渡区,空港区域具有经济-社会-环境发展影响因素众多、变化快的特征.针对此,本文基于空港区域系统动力学模拟模型,结合类比法和情景分析法,用于空港区域不同发展方案的经济、社会、环境影响预测和评价.具体步骤包括:发展分析-影响识别-模型构建-零方案/规划方案模拟-替代方案设计-减缓措施,各步骤间动态反馈.对郑州航空港区进行案例研究,结果表明,相较于零方案,规划方案具有经济社会发展优、污染排放少的优点,但仍无法满足环境容量要求;设计了3种替代情景方案,据此提出产业结构优化、能源结构调整等减缓措施.     

水体沉积物中石油类物质释放过程动力学研究

模拟水体沉积物中石油类物质向水相中释放的动力学过程,探讨在不同石油污染强度下,石油物质在水相中饱和浓度的变化。研究结果表明:上述过程可以用滞膜模型进行描述,释放过程为典型的一级动力学过程,沉积物中石油含量与水相中石油的释放浓度呈正向关系,在相同的释放条件下,污染强度越高,水相中石油的饱和浓度越高,释放速度也越快。