基于情景模拟的上海中心城区居民住宅的暴雨内涝风险评价

内涝是影响上海的主要灾害之一,上海城区居民住宅特别是旧式住宅容易因之受损乃至倒塌。基于情景模拟和指标体系方法,开展了上海中心城区住宅的风险评估。利用上海水务信息中心开发的内涝仿真模型,设置暴雨情景并对该情景下的内涝进行模拟,得到了区域水深分布状况,利用G IS技术求得每座住宅的水深,体现其在内涝中的暴露程度,并构造暴露性评价模型,综合反映区域总体暴露状况。根据旧式住宅较易受到影响的事实,构造脆弱性指数,最终衡量区域住宅面临灾害的整体风险状况,实现区域间居民住宅内涝风险的对比分析。设置了五十年一遇的暴雨内涝情景,针对中心城区各街道开展了实证研究,最终评价结果显示出的危险性、暴露性、脆弱性和风险分布规律,与实际情况基本符合。该方法可以为市政部门提供必要的信息,提高内涝灾害的管理水平。     

基于洪涝灾害控制目标的河网结构-调蓄能力情景模拟研究

采用SOBEK软件平台构建平原河网模型,模拟不同情景下河网结构变化对河网削减洪峰能力的影响,尝试找到能够有效调控洪峰的河面率范围和河网结构参数。研究表明,在不改变河面率的情境下,支流的交汇角度小,交汇点在干流上游时河网削减洪峰能力相对较大;在提高河面率的情境下:随河流弯曲度增大调蓄能力增大,当弯曲度为2.8时河流单位面积削减洪峰的能力达到峰值;随河面率增大河网削减洪峰能力增强,但单位河面积削峰效率存在峰值,模拟得出河面率为3%～5%时,单位河面积增量的削峰效率最强;增加支流面积比增大干流面积能更有效地改善河网的调蓄功能。     

Developing China's roadmap for air quality improvement: A review on technology development and future prospects

Air pollution control policies in China have been experiencing profound changes, highlighting a strategic transformation from total pollutant emission control to air quality improvement, along with the shifting targets starting from acid rain and NO_x emissions to PM_2.5 pollution, and then the emerging O₃ challenges. The marvelous achievements have been made with the dramatic decrease of SO₂ emission and fundamental improvement of PM_2.5 concentration. Despite these achievements, China has proposed Beautiful China target through 2035 and the goal of 2030 carbon peak and 2060 carbon neutrality, which impose stricter requirements on air quality and synergistic mitigation with Greenhouse Gas (GHG) emissions. Against this background, an integrated multi-objective and multi-benefit roadmap is required to provide decision support for China's long-term air quality improvement strategy. This paper systematically reviews the technical system for developing the air quality improvement roadmap, which was integrated from the research output of China's National Key R&D Program for Research on Atmospheric Pollution Factors and Control Technologies (hereafter Special NKP), covering mid- and long-term air quality target setting techniques, quantitative analysis techniques for emission reduction targets corresponding to air quality targets, and pathway optimization techniques for realizing reduction targets. The experience and lessons derived from the reviews have implications for the reformation of China's air quality improvement roadmap in facing challenges of synergistic mitigation of PM_2.5 and O₃, and the coupling with climate change mitigation.     

基于碳减排目标与排放标准约束情景的火电大气污染物减排潜力

从我国"十四五"及2035年远景目标经济发展预测出发,结合碳减排战略目标下的既有与强化政策情景,基于弹性系数法预测电力需求,测算在不同污染物排放标准约束情景下火电大气污染物排放情况及减排潜力,结果表明,在不同的政策和排放标准约束情景下,我国火电行业烟尘、SO2和NOx排放水平变化呈现出不同的趋势,到2035年,在2016年水平上的减排潜力分别在45.97％～85.37％、52.61％～84.90％和33.80％～71.08％之间,来自碳减排目标下政策因素带来的减排潜力,较不同污染物排放标准约束条件带来的减排潜力更为明显,在强化政策情景下,采取保持模式标准约束的污染物减排潜力已与超低模式基本相当,甚至超过或接近既有政策下采取收严模式标准约束的效果,通过强化实施能源和电力优化政策,加快实现火电发电量达峰,合理引导高污染排放水平火电机组优先退出生产,同样可使火电大气污染物排放得到有效控制,还可避免环保改造投资的浪费和损失.     

中国印刷业VOCs排放趋势及未来减排潜力

印刷业一直是中国工业源挥发性有机物(VOCs)排放和管控的重点行业.然而,由于原料和工艺的复杂性和多样性,印刷业VOCs精细化排放清单及其减排潜力尚未被很好表征.考虑印刷业以往被忽视的半/中等挥发性有机化合物(S/IVOCs)排放,对现有VOCs排放系数进行改进,建立了2011～2020年中国印刷业VOCs精细化排放清单.并以2020年为基准年,通过情景分析法,预测了2030年不同情景VOCs排放量并分析其减排潜力.结果表明,2011～2020年中国印刷业VOCs排放量呈现先稳增长和下降的趋势,2020年相对2011年增加了29.6%,年均增长率为3.0%,主要与日益增长的印刷业市场消费需求和缺乏有效的行业VOCs综合治理措施有关.2020年中国印刷业VOCs排放量为86.1万t,凹版印刷和包装复合是贡献最大的两大工艺,占比分别为52.0%和28.7%.广东、江苏和浙江是VOCs排放贡献最大的省份,三省合计占比44.12%,是中国印刷业VOCs管控的重点地区.2030年印刷业基准情景、一般控制情景和严格控制情景VOCs排放量分别为118.7、 68.4和36.2万t,相对2020年分别...     

粤港澳大湾区典型固废综合处置园区能量代谢特征研究

我国城市固体废物种类多、来源广、产量大,不同固废处置方式不尽相同,但均面临能耗高、二次污染大等问题.本研究从物质流及投入产出分析视角出发,构建了城市多源固废处置能量代谢分析框架及其评价指标体系,并以位于中国粤港澳大湾区唯一的国家级资源循环利用园区为例,通过设置固废单独处置、固废物质协同处置和固废物质能量耦合协同处置3种模式情景,分别从投入、产出和效率3个方面对其能量代谢特征进行综合分析和评估.结果表明,从能源消耗角度来看,物质协同处置能源消耗高出单独处置27.54%,而物质能量耦合协同处置由于实现了余热余能内部回用,其能源消耗较单独处置减少了3.73%.从能量损失情况来看,通过物质协同和物质能量耦合协同,能量损失率从单独处置模式下的73.17%分别降到了65.82%和63.41%,其中废气赋存作为主要能量损失途径占比接近50.00%.从能效角度来看,物质能量耦合协同模式下,能源消耗强度比单独处置和物质协同处置模式下分别降低了11.54%和17.03%,但其能量循环利用率也仅仅只达到了12.22%.综上所述,加强城市多源固废集中化协同处置,可以增强其资源能源替代效应,降低区域生态环境风险,但各种低温烟气及废水的余热利用仍是未来我国固废协同处置下能碳双控的重要方向.同时本研究为城市多源固废处置能量代谢优化过程提供了一套可量化评估的方法和指标体系,将有助于促进我国城市固废综合利用行业绿色低碳循环发展目标的进一步实现.     

基于投入产出方法的中国能源消费碳排放情景分析

中国目前是世界上最大的发展中国家,同时也是世界上最大的二氧化碳排放国家之一,因此节能减排不仅有利于中国的可持续发展,而且对缓和全球气候变暖具有突出贡献。本文将情景分析法与投入产出法相结合,建立了基于投入产出的能源消耗和CO2排放情景分析模型,模拟在不同的经济增长方式情景下中国2020年能源消耗及其CO2排放情况。然后,对中国节能减排影响因素进行分析。最后得到了有关结论,并提出了相应政策建议。     

Effects of building aspect ratio, diurnal heating scenario, and wind speed on reactive pollutant dispersion in urban street canyons

A photochemistry coupled computational fluid dynamics (CFD) based numerical model has been developed to model the reactive pollutant dispersion within urban street canyons, particularly integrating the interrelationship among diurnal heating scenario (solar radiation affections in nighttime, daytime, and sun-rise/set), wind speed, building aspect ratio (building-height-to-street-width), and dispersion of reactive gases, specifically nitric oxide (NO), nitrogen dioxide (NO₂) and ozone (O₃) such that a higher standard of air quality in metropolitan cities can be achieved. Validation has been done with both experimental and numerical results on flow and temperature fields in a street canyon with bottom heating, which justifies the accuracy of the current model. The model was applied to idealized street canyons of different aspect ratios from 0.5 to 8 with two different ambient wind speeds under different diurnal heating scenarios to estimate the influences of different aforementioned parameters on the chemical evolution of NO, NO₂ and O₃. Detailed analyses of vertical profiles of pollutant concentrations showed that different diurnal heating scenarios could substantially affect the reactive gases exchange between the street canyon and air aloft, followed by respective dispersion and reaction. Higher building aspect ratio and stronger ambient wind speed were revealed to be, in general, responsible for enhanced entrainment of O₃ concentrations into the street canyons along windward walls under all diurnal heating scenarios. Comparatively, particular attention can be paid on the windward wall heating and nighttime uniform surface heating scenarios.     

基于双层规划模型的城市固体废物管理系统优化研究

采用变权重组合模型和情景分析法,对北京市的城市固体废物(MSW)产量进行有效地预测.预测结果表明,北京市垃圾产量增幅不大但处理设施容量存在缺口.在科学预测的基础上,构建以温室气体(GHG)控制为上层目标,系统成本最小化为下层目标的双层规划模型(BLPMGMC).该模型的结果表明,焚烧和堆肥将是北京市MSW的主要处理方式;在3个规划时段内,GHG总排放量达到1.67×106t(以CO2当量计),填埋场的CH4和焚烧厂的N2O是GHG排放的主要贡献者;系统总成本达到7.0×109元,其中,65%的成本来自于焚烧厂和堆肥厂.4种模型结果的对比分析表明,双层规划能提供综合经济和环境因素的管理方案.     

不同政策情景下农业土地利用效应模拟分析

农业土地利用政策的实施能够很大程度上影响区域农业生产方式和发展路径.构建了一个土地利用政策效应的多准则分析框架,并以上海市淀山湖地区作为案例区,从社会、经济和生态方面建立综合评价指标体系,应用情景分析方法,采用TechnoGIN模型作为评价工具,分别对基础情景、基准情景和3种不同政策干预情景下的农业土地利用效应进行了模拟和评价.结果显示,测土配方施肥政策使农民提高了施肥的钾氮比,同时对提高水稻产量起到了一定的作用,但对氮的总投入量及淋失量的降低作用较为微弱.而精细养分管理技术在使投入的钾氮比更为合理的同时,也降低了氮的总投入量及淋失量,但过多的劳动力投入需求限制了这一技术的推广和普及.适度规模经营政策的主要作用是减少劳动力使用量,为农民提供更多的外出就业机会.该研究的方法框架可为评估和预判不同农业政策的土地利用效应提供理论支撑.