地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取;提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列;发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性;构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测;在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

动态稀释校准仪对VOCs自动监测系统的影响

基于环境空气VOCs自动监测系统中动态稀释校准仪在相同稀释比和不同稀释流量条件下,对仪器测试结果误差的影响进行研究,指出了当前环境空气VOCs自动监测普遍使用的校准仪的不足之处。选取臭氧前体物(PAMS) 57种有机化合物,以不同稀释总流量,分别测试0. 5和1. 0 nmol/mol的平均检出限以及平均回测偏差,结果显示,在输出流量1 000 m L/min时,平均检出限分别在0. 02～0. 17和0. 01～0. 10 nmol/mol;平均回测偏差在-12%～26%和-28%～10%。当总输出流量 1 000 m L/min时,多点曲线各浓度点重复性5%。     

昆明市水资源承载力系统动力学模拟

针对昆明市水资源短缺的现状和水资源系统所具有的复杂系统特征,在综合考虑水资源需求、水资源供给、污水再生利用、外地供水、缺水程度的影响等因素的情况下,利用系统动力学(SD)方法建立了昆明市水资源承载力SD模型,在现状延续型、经济发展型、资源节约型、环境友好型和协调发展型5种方案下模拟2015～2030年昆明市水资源承载能力的动态变化,寻求提高昆明市水资源承载力的途径。结果表明:现状延续型用水模式出现十分严重的水资源匮乏问题,水资源承载能力很容易达到极限承载值,不能实现昆明市资源环境与社会经济的可持续发展;经济发展型模式虽然提高了经济水平,但是加剧了生态环境污染和缺水问题,供需比低至0.25;采用资源节约型或环境友好型模式,虽然可以适当缓解生态环境污染及缺水问题,但是随着时间的推移,缺水现象依然严峻;而在建设资源节约型或环境友好型社会的前提下,适当减缓城市发展规模增速,实施水资源集约利用、污水处理再生和加强外地供水的协调发展型方案可以实现昆明市水资源的供需平衡,资源环境与社会经济可持续发展,为5种方案中的最优方案。     

湖库泥沙资源化多目标优化配置研究综述

合理利用泥沙的资源特性,实现泥沙资源优化配置是湖库生态环境治理迫切需要解决的关键问题之一。该文旨在对泥沙资源化及多目标优化配置方法的研究进行综述,总结泥沙资源化的研究现状和分析其发展趋势。首先对泥沙资源优化配置框架的相关研究进行了综述,主要集中于泥沙资源优化配置、泥沙资源化的途径、泥沙管理生态化及优化配置方法等方面,然后分析了目前对于泥沙资源优化配置的理论认识、模型构建及应用、方案评价及决策存在的主要问题,最后探讨了泥沙资源优化配置相关研究未来发展方向。     

长江经济带生态—经济—社会系统协调发展时空分异及驱动机制

推动生态—经济—社会(EES)系统协调发展是长江经济带发展战略的核心需求,通过构建EES系统协调评价指标体系,运用协调发展、ESDA和面板数据模型,测度分析了2000～2016年长江经济带地级以上行政单元EES系统协调发展的时空分异特征及驱动机制。结果表明:(1)EES系统协调发展呈上升趋势且区域差异逐渐缩小,但整体发展水平较低,中度失调型占据发展类型主体,空间上形成"东北高、西南低"的发展格局,高协调区位于长三角及中西部省会等核心城市;(2)EES系统协调发展呈"等级化"特征,协调度由高到低呈"金字塔"型分布,呈"集群化"特征,城市群内城市协调度整体较高;协调度区域差异特征显著,下游优于中上游,沿江城市优于非沿江城市;(3)EES系统协调发展呈现较强的正向空间自相关,热点区域H-H型集中,冷点区域L-L型较多,局域关联与冷热点空间格局总体表现出沿海优于内陆、下游优于中上游的分异特征;(4)EES系统协调发展时空格局是EES子系统发展、自然区位、战略与政策、空间邻近效应等因素综合驱动形成的结果。     

长江中游滨岸带水体氨氮循环速率及影响因素

氨氮(NH_4~+)是大多数浮游生物优先利用的氮源,其在水体中的再生过程(REG)和潜在吸收过程(U_(pot))影响水体初级生产力和生物群落的生长。以长江为研究对象,采用同位素稀释法对长江中游滨岸带水体的NH_4~+循环速率进行研究。结果显示:长江中游滨岸带水体NH_4~+再生速率为0.12～1.62μmol/(L·h),潜在吸收速率为0.21～2.35μmol/(L·h),生物群落NH_4~+需求(CBAD)为0.08～0.75μmol/(L·h)。NH_4~+再生速率、潜在吸收速率和生物群落NH_4~+需求均随水流方向自宜昌至鄱阳湖湖口呈现显著的下降趋势(p0.05)。统计分析表明,化学需氧量(COD)(p0.01)和悬浮物浓度(SS)(p0.05)是影响长江中游水体NH_4~+循环速率的主要因素。长江中游水体NH_4~+再生速率占潜在吸收速率的43.1%～76.0%,均值为58.5±8.5%,表明NH_4~+再生是长江中游水体中生物群落NH_4~+吸收过程的主要NH_4~+来源。估算得到的NH_4~+再生量是长江中游水体TN负荷的2倍,表明水体NH_4~+再生在支持水体初级生产力和维持氮素内循环方面具有重要作用。     

重大基坑坍塌事故虚拟仿真系统研究

为预防基坑坍塌事故发生、进行重大事故警示教育,以杭州地铁湘湖站北2基坑坍塌事故为素材,研究构建重大基坑坍塌事故虚拟仿真培训系统。对案例事故涉及的设计、施工、环境三大因素的技术问题进行总结,研究了事故链各致险因素及对推动事故发生所起作用,完成仿真系统平台设计和开发工作。系统应用多种制作技术创建工程场景模型,展示深基坑工程复杂的施工工序和空间关系,再现基坑坍塌事故发生发展过程和贴近实际的灾难场景。研究结果表明:仿真系统成果可丰富地下工程教学、施工现场安全教育和安全监察培训的内容和形式。     

石化装置安全仪表系统KooN表决结构的误跳车率定量分析

为了更准确量化安全仪表系统的误跳车率,基于联锁回路SIF中传感器、逻辑解算器、执行机构引发误跳车的不同失效机理和模型,考虑共因失效对误跳车率的影响,提出1种更符合实际并适用于异型KooN结构的新子系统误跳车率计算模型（STR of Non-identical Redundant System,SNRS）。针对SIF回路的误跳车率计算,建立了1种分析安全联锁SIF回路误跳车率（Reliability based Spurious Trip,RST）的计算框架。研究结果表明:以某聚丙烯装置第三反应器保护系统为例,将SNRS和RST方法与目前主流的多种计算方法进行数值计算对比,验证了方法的有效性,能够有效进行定量分析。     

海洋在线水质生态观测系统研究进展

20世纪90年代以来,我国海洋环境污染尤其是近海环境污染日益严重,海洋突发性污染灾害逐年增加,海洋生态环境持续恶化,因此提高海洋生态环境监测能力,加强海洋生态环境保护迫在眉睫。目前我国对海洋水质生态环境要素的监测主要采用传统的人工现场采样和实验室仪器分析方法,时效性不足,技术价值低,无法应对变化迅速的海洋生态环境。因此,发展在线水质生态观测系统势在必行。通过对国内外海洋生态观测技术和监测系统研究现状进行总结,分析了我国海洋在线水质监测系统发展的必要性及需求性,并探讨了我国目前在该领域研究和应用中存在的问题及其发展趋势。     

浙江某电厂低低温电除尘技术深度实验研析

低低温电除尘技术可实现烟尘、SO_3的经济高效协同脱除,以低低温电除尘技术为核心的烟气协同治理技术路线已成为我国超低排放主流技术。对浙江某电厂1000 MW机组低低温电除尘系统开展多污染物深度协同去除研究,结果表明:烟气冷却器投运后,飞灰工况比电阻值降低了4个数量级,总尘浓度减少23.3%,PM_1、PM_(2.5)、PM_(10)浓度分别减少64.8%、48.7%、33.7%,SO_3去除率达87.3%,佐证了低低温电除尘技术的相关规律。