TRANSIENT STORAGE ASSESSMENTS OF DYE‐TRACER INJECTIONS IN RIVERS OF THE WILLAMETTE BASIN,OREGON1

ABSTRACT: Rhodamine WT dye‐tracer injections in rivers of the Willamette Basin yield concentration‐time curves with characteristically long recession times suggestive of active transient storage processes. The scale of drainage areas contributing to the stream reaches studied in the Willamette Basin ranges from 10 to 12,000 km². A transient storage assessment of the tracer studies has been completed using the U.S. Geological Survey's One‐dimensional Transport with Inflow and Storage (OTIS) model, which incorporates storage exchange and decay functions along with the traditional dispersion and advection transport equation. The analysis estimates solute transport of the dye. It identifies first‐order decay coefficients to be on the order of 10^?5/sec for the nonconservative Rhodamine W.T. On an individual subreach basis, the first‐order decay is slower (typically by an order of magnitude) than the transient storage process, indicating that nonconservative tracers may be used to evaluate transient storage in rivers. In the transient storage analysis, a dimensionless parameter (A_s/A) expresses the spatial extent of storage zone area relative to stream cross section. In certain reaches of Willamette Basin pool‐and‐riffle, gravel‐bed rivers, this parameter was as large as 0.5. A measure of the storage exchange flux was calculated for each stream subreach in the simulation analysis. This storage exchange is shown subjectively to be higher at higher stream discharges. Hyporheic linkage between streams and subsurface flows is the probable physical mechanism contributing to a significant part of this inferred active transient storage. Hyporheic linkages are further suggested by detailed measurements of river discharge with an Acoustic Doppler Current Profiler system delineating zones in two large rivers where water alternately enters and leaves the surface channels through gravel‐and‐cobble riverbeds. Measurements show patterns of hyporheic exchange that are highly variable in time and space.     

可燃制冷剂泄漏及爆炸危害评价的研究

建立了计算可燃工质泄漏后在房间内可燃工质浓度变化的模型。计算结果表明,小型空调器可燃工质泄漏引发的爆炸隐患仅局限于空调系统附近的局部区域内。用压力－冲量准则,对可燃工质泄漏产生的最大爆炸当量、危害范围与危害等级进行分析研究。结果表明,使用充装量很小的可燃制冷剂,泄漏产生爆炸的危险性很小,火灾隐患是主要的。     

辽河流域非点源污染空间特征遥感解析

应用遥感技术研究了辽河流域非点源污染发生特征.将环境卫星遥感数据耦合非点源(non-point Source,NPS)污染负荷估算模型,探索基于遥感像元尺度的非点源污染估算方法,目的是分析2010年辽河流域非点源污染特征,从而明确非点源污染的重点防治区和防治措施,为辽河流域水环境污染防治提供技术支持.结果表明,2010年辽河流域总氮排放量为10.3万t,总磷排放量为0.68万t,化学需氧量排放量为13.1万t,氨氮排放量为1.8万t;目前,对于辽河流域主要的非点源污染类型为农业面源;2010年辽河流域面源污染对水质污染的贡献率表现为总氮67.4%,总磷76.4%,化学需氧量39.4%和氨氮21.9%;空间分布上辽河流域的南部是污染最严重的地区,其次是东北部.本研究结合遥感技术发展了以遥感像元为基本模拟单位的非点源污染负荷估算方法,明确了2010年辽河流域的非点源污染产生量和空间分布特征,为辽河流域污染治理防治工作提供了理论依据.     

1901—2014年黄土高原区域气候变化时空分布特征

气候变化对黄土高原地区环境与经济影响重大,研究其在小地理尺度上的时空变化趋势对该区应对全球气候变化制定适应性策略有重要意义。论文基于CRU 1901—2014年逐月气候数据集,利用Delta空间降尺度方法对该数据集在黄土高原地区进行降尺度处理并评价,最后采用距平、Mann-Kendall趋势检验和Sen’s斜率估计方法分析该区历史时期气候变化的时空分布特征。结果表明：1）使用Delta法将分辨率为0.5°×0.5°的月降水量和月均温数据降尺度到分辨率为1 km×1 km的网格上是可行的,其中线性插值法最适合该区降尺度过程。2）1901—2014年该区年降水量年际变化趋势不显著,但年均温以0.1 ℃/10 a的速率显著上升;与气候平均值相比,20世纪60年代为相对湿冷期,80年代以后为相对干暖期;年降水量在该区西部地区（面积占3.05%）以0.24 mm/10 a~3.52 mm/10 a的速率显著增加,年均温在西部以外地区（面积占91.30%）以0.02 ℃/10 a~0.17 ℃/10 a的速率由西南向东北显著上升。3）1981—2010年黄土高原西部地区（面积占92.02%）相比气候平均值变干变暖,西部以外地区（面积占7.98%）变湿变暖;年降水量只在民和及其以南极少数地区（面积占0.05%）以17.25 mm/10 a~27.93 mm/10 a的速率显著增加,年均温在西部以外地区（面积占87.61%）以0.23 ℃/10 a~0.71 ℃/10 a的速率显著上升。上述研究结果可为该区在制定应对全球气候变化策略时提供科学依据。     

新一代大气污染估算模式AERSCREEN对比分析研究

HJ 2.2—2008《环境影响评价技术导则:大气环境》规定大气环评工作采用估算模式(SCREEN3)来确定评价等级,而进一步预测模式AERMOD的实际预测结果与SCREEN3的估算结果并不完全一致。新一代估算模式AERSCREEN耦合了AERMOD的相关内核(AERMOD、AERMAP、BPIPPRM),能快速计算污染源在最不利的气象条件下的浓度结果。为了解不同估算模式的差异,采用平坦地形、不同下垫面、不同污染源参数条件下的案例,对比估算模式AERSCREEN与SCREEN3的计算结果,并分析估算模式与AERMOD预测结果的一致性。     

观测数据权重对地下水有机污染物生物降解模型参数估计的影响

地下水多组分反应运移模型是刻画解释微生物降解地下水有机污染物的水文地质、生物地球化学耦合过程并对各组分分布特征进行预测的重要工具.反应运移模型往往包含多个参数,并含有多种不同生物化学组分的观测数据,高维参数和观测数据类型的多样性给模型参数的反演带来了极大的困难.因此,本文以反应运移软件PHT3D模拟某污染场地地下水中有机污染物生物降解的理想正问题为例,对比讨论了不同观测数据权重对反应运移模型参数估计的影响.结果表明:未考虑观测数据权重时参数估计结果与真实值相差较大,而采用反映观测误差的权重时参数估计值与真实值更接近.敏感性分析表明,参数对于不同观测组数据的敏感度有明显差异.对于本例,生物降解模型中的降解反应参数最敏感,其次是溶解速率迁移常数,多相溶解度摩尔分数敏感度较小.     

湖南省农业旱灾脆弱性综合分析与定量评价

旱灾是湖南省农业特别是粮食生产可持续发展的严重制约因素。在同一致灾强度下，灾情随灾害脆弱性的增强而加重，降低灾害脆弱性可减轻灾害造成的直接经济损失，因此农业旱灾脆弱性的研究对湖南省减灾和农业可持续发展具有特别重要的意义，湖南省自然生态环境和社会经济状况各异，农业旱灾脆弱性各地不同，选择降水量，蒸发量，水利化程度等9个指标综合评价了各个县市的旱灾脆弱性，并利用GIS技术进行旱灾脆弱性区划，结果表明，湘中衡邵盆地和湘西北山地是农业旱灾严重脆弱带，湖南山地区为强度旱灾脆弱带，沅麻盆地山地区为中度旱灾脆弱带，洞庭湖平原和湘东北山地旱灾脆弱性较小。     

淘汰落后产能政策对我国重点工业行业二噁英类减排的影响

淘汰落后产能可以显著降低由工业热过程排放的非故意产生类持久性有机物染物.对该类政策带来的二噁英类污染物减排进行估算可以客观评价我国在履行《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》所做出的努力和贡献.作者曾对2006~2010年间淘汰落后产能政策的减排影响作过分析,本研究拟在此基础上根据我国2010~2013年关停的落后产能情况,估算得出电力行业、焦炭行业和钢铁行业(含铁合金)由于关闭落后产能累计带来的二噁英类向大气减排(以I-TEQ计,下同)分别约86.13、133.94和78.78 g·a-1.除了上述提到的重点工业部门,关闭落后产能涉及到的水泥、电石、金属冶炼、造纸等行业也会由于政策的实施而减少二噁英类的排放,该研究为以后进行全面评估提供了思路和方法支持.     

基于大气环境监测数据的工业园区污染物排放总量实时反演核算方法

工业园区既是重要的社会经济发展单元,也是主要的大气污染排放单元。综合利用环境监测数据和数值模拟方法,开展工业园区污染排放的动态精准管控,有助于提升工业园区大气环境管控效果,统筹园区经济发展与环境优化。以某工业园区为例,探索了基于环境监测数据,利用高斯大气扩散模型和源参数反演技术,实现小时级别的园区大气污染物排放总量反演核算的技术可行性。结果表明：1) 监测站点布设方案显著影响反演核算精度,网格化布点方案有效提高了反演核算精度;2) 监测数据的随机误差显著影响反演核算精度,在简化布点方案下,园区监测站点对VOCs质量浓度监测误差应控制在0.1 mg∙m⁻³以下;3) 园区总排放强度对反演核算精度存在一定影响,总排放量大的园区反演核算精度较高;4) 反演核算精度与实时气象条件有关,当气象条件不适宜模型模拟污染物扩散或不适宜监测站点对污染物分布进行有效采样时,可能造成反演精度的下降。以上结果表明,在工业园区开展基于环境监测数据的大气污染物排放总量核算研究具有可行性,但需要在监测站点布设方案比选、监测站点数据质量控制等方面进行精细化管理,以达到最优反演核算效果。     

我国第三级阶梯湖泊富营养化特征的区域差异性

为了探明位于我国地形地貌第三级阶梯内不同湖泊区域富营养化特征的区域差异性,系统分析了影响我国地形地貌第三级阶梯内湖泊富营养化状态的主要自然地理因素,并探讨不同湖泊区域受这些自然地理因素影响程度及机理的区域差异性。结果表明,湖泊综合营养状态指数(TLI)与经度、纬度、年均温、多年平均降水量呈二次(三次)函数关系,曲线的顶点是东北平原-山地和华北平原及长江中下游平原的分界点。三个湖泊区域浮游植物生物量(Chl-a浓度)对营养物TN和TP的响应程度存在较大差异,长江中下游平原Chl-a浓度对TN和TP的响应程度较华北平原高,导致长江中下游平原TN和TP浓度平均值和离散程度较华北平原低,但其Chl-a浓度平均值和离散程度却较华北平原高。东北平原-山地TN、TP和Chl-a浓度平均值及离散程度均最低,但浮游植物对TP的响应程度却是最高的,说明对TP的利用效率最高。