检索结果-内蒙古大学图书馆

给水排水 2024年第11期50卷 149-159页

作者：黄振宇王一茗张大臻董欣清华大学环境学院北京100084 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

针对城市排水管网的高精度仿真,提出一种机理与数据混合驱动的城市排水管网水力建模方法。该方法利用一维圣维南方程组和人工神经网络分别刻画排水系统中的水量传输过程、机理方程模拟的误差。为评估模型性能,以某市排水系统某排水片区... 详细信息

针对城市排水管网的高精度仿真,提出一种机理与数据混合驱动的城市排水管网水力建模方法。该方法利用一维圣维南方程组和人工神经网络分别刻画排水系统中的水量传输过程、机理方程模拟的误差。为评估模型性能,以某市排水系统某排水片区为模拟对象建模,分别利用实际监测和数学试验进行混合驱动模型测试,并与纯机理驱动模型进行对比。结果表明混合驱动模型在实际降雨下流量、液位模拟准确性比纯机理模型提升26.5%;在数学试验场景下流量、液位准确性分别提升59.0%和6.1%,稳定性提升54.5%,2.6%;而模拟耗时仅增加了1.1%。研究提出的混合驱动仿真模型在一定程度上提升了模拟的准确性和稳定性,可更好地支撑城市排水系统的运行管理。

关键词：排水管网混合驱动建模人工神经网络

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固体废物无害化精准定量评估及科学启示:以典型工业废物为例

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科学通报 2022年第7期67卷 685-696页

作者：黄文博李金惠曾现来清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

日益激增的固体废物与环境安全、资源安全、产业安全密切相关,无害化是固体废物管理的根本目的,如何对其进行精准定量评估一直未得到有效解决.本研究利用可去除性刻画无害化,基于统计熵理论和有害物质污染分级,对典型工业固体废物中有... 详细信息

日益激增的固体废物与环境安全、资源安全、产业安全密切相关,无害化是固体废物管理的根本目的,如何对其进行精准定量评估一直未得到有效解决.本研究利用可去除性刻画无害化,基于统计熵理论和有害物质污染分级,对典型工业固体废物中有害物质可去除性进行理论核算,定量评估了当前技术条件下固体废物无害化和资源化的边界.结果显示,典型工业固体废物可去除性范围为11~66 bit^(-1);有害物质种类、稳定性及含量对可去除性影响明显,固体废物中有害物质的稳定性较高,需要额外供给能量改变其物相组成或价态,使其更易富集脱除或固化稳定,但去除性的提升具有效率限制,临界值与初始可去除性相关;对比矿床开采最低工业品位,发现工业废物中50%以上有害物质的可去除性低于最低工业品位条件下的可去除限值;现有技术下,只有金尾矿、钢渣、粉煤灰等6种工业废物去除指数大于0,适宜采用物质回收的方式实现有害物质去除,通过资源化途径降低固体废物的环境属性,其余工业废物环境属性较强,无法通过该方式实现有害物质去除或不具备经济可行性.工业废物中有害物质可去除性差异小,难以通过同一技术进行定向分离去除.因此,应将环境属性纳入固体废物分级分类方式,通过全过程无害化精准核算,协助再生资源行业进行有害物质治理和资源化开发方案设计,指导固体废物处理处置技术升级更新.

关键词：固体废物无害化环境属性可去除性学科交叉

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呼包鄂榆城市群耦合空间碳排放生态网络构建

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生态学报 2023年第10期43卷 4086-4097页

作者：耿瑜爽李巍乐荣武北京师范大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100875

构建生态网络是维持景观连通性、提升包括固碳在内的生态系统服务功能的重要手段。为了更好地响应固碳增汇目标及其政策要求,有必要将空间碳排放因素纳入区域生态网络分析框架。选择高能耗、高碳排且生态脆弱的呼包鄂榆城市群作为研究区... 详细信息

构建生态网络是维持景观连通性、提升包括固碳在内的生态系统服务功能的重要手段。为了更好地响应固碳增汇目标及其政策要求,有必要将空间碳排放因素纳入区域生态网络分析框架。选择高能耗、高碳排且生态脆弱的呼包鄂榆城市群作为研究区,采用生态系统服务和连通性分析识别生态源地,并结合电路理论和重力模型提取生态廊道,得到区域景观生态格局;通过获取夜间灯光数据模拟得到城市群栅格尺度碳排放空间格局,并与景观生态格局进行空间叠加,以此补充“生态-碳排”耦合节点和规划廊道,进而构建考虑区域碳排放空间格局的城市群生态网络。结果表明:1)仅考虑生态因素构建的区域生态网络东西两侧生态源地连通性不足,网络呈“中部阻断型”分布;2)区域碳排放存在明显空间特征,高值区出现在人为生态扰动显著的中部矿产资源开发区和主要城镇地区;3)通过耦合区域碳排放格局,补充了23个“生态-碳排”耦合节点和67条规划廊道,生态网络结构由树状转变为蜂巢状,网络闭合度、线点率和连接度分别提升了92%、30.48%和27.45%。因此,通过耦合空间碳排放因素改进的生态网络构建方法,对于提高生态网络的多功能性和稳定性,以及促进以增加碳汇能力为目标的生态保护与修复均具有重要意义。

关键词：生态网络空间碳排放生态-碳排耦合节点生态系统服务固碳增汇

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2018~2022年北京市PM_(2.5)污染过程时空、气象及传输特征

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环境科学 2025年第3期46卷 1265-1274页

作者：郭元喜刘保献李云婷沈秀娥王书肖宋倩陈晨孙峰陈阳孙瑞雯李倩尹德嘉姜越琪董赵鑫北京市生态环境监测中心大气颗粒物监测技术北京市重点实验室北京100048 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084 国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室北京100084

基于PM_(2.5)监测数据、气象观测数据以及CMAQ-ISAM空气质量模型,分析了2018~2022年北京市108次PM_(2.5)污染过程的时空变化、气象条件以及区域传输情况.结果表明,PM_(2.5)污染过程的过程次数、过程平均浓度、过程峰值浓度均呈现明显改... 详细信息

基于PM_(2.5)监测数据、气象观测数据以及CMAQ-ISAM空气质量模型,分析了2018~2022年北京市108次PM_(2.5)污染过程的时空变化、气象条件以及区域传输情况.结果表明,PM_(2.5)污染过程的过程次数、过程平均浓度、过程峰值浓度均呈现明显改善趋势,并且,中重度污染过程的改善程度显著优于轻度污染过程.分季节来看,夏季PM_(2.5)污染过程基本消失,其他季节的污染程度则有待进一步改善.从日变化来看,重度污染过程的浓度改善主要源于白天至前半夜时段.近5 a来,过程浓度平均值东南高、西北低.其中,经济技术开发区浓度最高,延庆区浓度最低.从空间演变来看,2018~2022年,各区过程浓度平均值全部大幅下降,下降幅度为13~31μg·m^(-3),下降率为11%~25%;各区污染天数全部大幅改善,改善幅度为35~52 d,改善率为56%~68%.平均风速、平均相对湿度和西北风频率是污染过程期间对北京市PM_(2.5)浓度影响最大的3个气象要素,污染天的平均风速为1.6 m·s^(-1),平均相对湿度为62.4%,西北风频率为3%.北京市污染过程大多始于东部和南部,东南边界站早于全市12 h发生污染,南部、西南和东部边界站分别早于全市10、8和5 h发生污染.PM_(2.5)污染过程发生期间,北京市本地贡献率为34%,区域传输贡献率为66%.区域上,河北省对北京市的传输贡献率最大,为33%.分城市来看,近周边保定、廊坊、天津和唐山对北京市传输影响最突出,传输贡献率分别为9%、6%、5%和5%.分传输通道来看,东南通道贡献率为24%,西南通道贡献率为23%,建立区域联防联控机制十分必要.

关键词： PM_(2.5) 时空变化气象条件区域传输北京市

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网络视角下城市物质代谢过程解析——以京津冀13城市为例

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生态学报 2023年第7期43卷 2676-2687页

作者：王心静张妍刘凝音环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100875 北京师范大学环境学院北京100875

城市作为物质吞吐量的集中区,往往存在一定的资源消耗和环境问题。京津冀是中国北方经济规模最大的地区,负载着巨大的资源环境压力。以京津冀地区为例,在计算城市物质输入与输出的基础上,运用生态网络分析方法对代谢系统内部的具体路径... 详细信息

城市作为物质吞吐量的集中区,往往存在一定的资源消耗和环境问题。京津冀是中国北方经济规模最大的地区,负载着巨大的资源环境压力。以京津冀地区为例,在计算城市物质输入与输出的基础上,运用生态网络分析方法对代谢系统内部的具体路径和节点关系进行深入探究,并分析其变化。结果表明,京津冀地区97%的流量都集中于各城市内部,各城市之间的优势互补有待加强。2017年京津冀13城市代谢总流量增长为2000年的3.3倍,其中承德、秦皇岛和唐山增长最为迅速,而衡水是唯一一个流量下降的城市。各城市的关键路径中有71.8%呈现流量上升态势,加工制造业为涉及关键路径最多的部门,其中加工制造业-环境为大多数所有城市共有的关键路径。掠夺/控制是京津冀13城市的主导关系类型;2000—2017年间13城市总体的生态关系良性转变少于劣性转变,致使共生关系数量下降,需要从交通运输业、采掘业和加工制造业等重点部门上寻求突破。关键路径及生态关系等代谢网络特征及其变化的识别,有效打破了城市代谢的“黑箱”,为缓解不同城市物质利用所带来的资源环境问题提供可靠理论依据。

关键词：城市物质代谢生态网络分析关键路径生态关系京津冀

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北京冬季奥运会历史同期大气PM_(2.5)污染特征分析

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环境科学 2022年第8期43卷 3895-3902页

作者：刘玥晨满睿琪裘彦挺杨佳炜王均睿谭瑞汤丽姿俞颖宋锴郭松陈仕意曾立民吴志军胡敏北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100871

基于2015~2021年的1~3月北京市大气PM_(2.5)浓度与化学组成长期观测数据,分析了2022年北京冬季奥林匹克运动会(冬奥会)和北京冬季残疾人奥林匹克运动会(冬季残奥会)历史同期的PM_(2.5)污染态势、化学组成特征以及潜在源区.2015~2018年的... 详细信息

基于2015~2021年的1~3月北京市大气PM_(2.5)浓度与化学组成长期观测数据,分析了2022年北京冬季奥林匹克运动会(冬奥会)和北京冬季残疾人奥林匹克运动会(冬季残奥会)历史同期的PM_(2.5)污染态势、化学组成特征以及潜在源区.2015~2018年的1~3月重污染[日均ρ(PM_(2.5))>75μg·m^(-3)]天数以及重污染期间PM_(2.5)平均值下降十分显著,之后这两者未发生明显改变.2018~2021年的1~3月每年平均发生重污染23 d,重污染天ρ(PM_(2.5))平均值约为120.0μg·m^(-3).2015~2021年的1~3月超长重污染过程(连续重污染超过5 d)平均每年发生2~3次,其中2021年发生3次,且持续时间最长达到8 d.历年冬奥会历史同期发生重污染的天数为2~9 d,春节期间烟花爆竹大量燃放可能是该时期重污染发生的重要原因之一;冬季残奥会历史同期重污染天数一般为1~5 d,但2021年受频繁出现的静稳天气影响,重污染天数高达9 d.在同时段重污染期间,PM_(2.5)化学组成均以二次组分为主,例如在PM_(2.5)可测组分中,2020年NO~-_(3)质量分数高达46%,较同年清洁天(11%)显著增加;SO_(4)^(2-)质量分数为12%~19%,说明当前硫酸盐污染仍不容忽视.北京市1~3月PM_(2.5)主要贡献区域包括内蒙古自治区中西部、河北省、天津市、山西省、陕西省、山东省中西部和河南省北部.研究结果将为北京市冬季空气质量持续改善以及2022年冬奥会与冬季残奥会期间北京市环境空气质量保障提供科学依据.

关键词： 2022年北京冬季奥林匹克运动会 PM_(2.5) 重污染化学组成潜在源区

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成都市夏季臭氧污染的环流分型与来源分析

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北京大学学报（自然科学版） 2022年第3期58卷 565-574页

作者：史文彬屈坤严宇邱培培王雪松董华斌环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京大学环境科学与工程学院北京100871

为探究大尺度环流对成都市O_(3)污染的影响,基于四川盆地700 hPa位势高度场,采用T-PCA方法,将2015—2019年夏季(6—8月)各日的大气环流归纳为5类环流型,并对不同环流型下的成都市O_(3)污染特征与污染来源进行分析。5类环流型中,东北高压... 详细信息

为探究大尺度环流对成都市O_(3)污染的影响,基于四川盆地700 hPa位势高度场,采用T-PCA方法,将2015—2019年夏季(6—8月)各日的大气环流归纳为5类环流型,并对不同环流型下的成都市O_(3)污染特征与污染来源进行分析。5类环流型中,东北高压型(NEH)和高压底部型(UNF)条件下,四川盆地气温较高,湿度和云量相对较低;对比过去24小时的变温,UNF下四川盆地增温显著,NEH下变化不明显,另外三类环流型(即东南高压型、西北低压型和西北高压型)下则出现不同程度的降温。NEH和UNF下的气象条件更有利于四川盆地O_(3)的光化学生成。研究时段内,NEH和UNF下成都市O_(3)浓度水平和O_(3)超标日比例明显高于另外三类环流型,是夏季发生O_(3)污染的主要环流型。成都市O_(3)污染较重的月份具有较高的NEH和UNF环流型占比。通过对成都市夏季O_(3)来源的模拟分析,发现O_(3)污染主要来自四川盆地内的污染源排放(占55.0%),以成都本地贡献为主(31.6%),其他重要贡献城市包括德阳(5.4%)、重庆(4.0%)、资阳(3.9%)和眉山(2.2%)。然而,不同环流型下成都市的O_(3)来源具有不同特点,NEH下成都平原内部污染传输影响较强,德阳市O_(3)贡献显著增加(占14.9%);UNF下成都市O_(3)污染呈现很强的局地性污染特征,成都市排放的O_(3)贡献占比接近一半(46.8%)。

关键词：成都市臭氧环流型源解析

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AAO+流态化生物载体工艺的菌群结构分析

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中国给水排水 2023年第19期39卷 11-18页

作者：刘敏房阔王凯军清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

为进一步提高脱氮除磷效率,某污水处理厂在好氧池投加填料,将生化段工艺升级为改进型AAO+流态化生物载体工艺(FBC/MBBR)。为考察工艺稳定运行后的微生物菌群结构及功能,采用宏基因组测序方法对缺氧池混合液、好氧池填料和混合液样本进... 详细信息

为进一步提高脱氮除磷效率,某污水处理厂在好氧池投加填料,将生化段工艺升级为改进型AAO+流态化生物载体工艺(FBC/MBBR)。为考察工艺稳定运行后的微生物菌群结构及功能,采用宏基因组测序方法对缺氧池混合液、好氧池填料和混合液样本进行分析。结果表明,在门水平上,缺氧池混合液、好氧池填料和混合液中的优势类群均为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)。检测到的聚磷菌(PAO)主要为Accumulibacter(0.81%~0.99%)、Tetrasphaera(0.35%~0.75%)、Mycobacterium(1.00%~1.54%);在好氧池填料上检测到较高丰度的Nitrosomonas(2.8%)和Nitrospira(2.8%);反硝化功能菌主要包括Dechloromonas、Flavobacterium等。此外,还量化比较分析了与硝化、反硝化、厌氧氨氧化等脱氮过程相关的功能基因。

关键词：城市污水脱氮除磷 FBC/MBBR工艺菌群结构宏基因组分析

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面向实时控制的排水系统深度LSTM神经网络模型

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中国给水排水 2023年第1期39卷 105-110页

作者：杨萌祺徐智伟王一茗曾思育杜鹏飞董欣清华大学环境学院北京100084 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

如何得到兼顾运算时间和预测效果的排水系统预测模型是排水系统实时控制领域亟需解决的问题。针对这一难点,以非线性映射能力较强且运算速度较快的长短时记忆(LSTM)神经网络为基础,构建了面向实时控制的城市排水系统深度LSTM神经网络模... 详细信息

如何得到兼顾运算时间和预测效果的排水系统预测模型是排水系统实时控制领域亟需解决的问题。针对这一难点,以非线性映射能力较强且运算速度较快的长短时记忆(LSTM)神经网络为基础,构建了面向实时控制的城市排水系统深度LSTM神经网络模型,并以苏州市福星片区为案例区域,验证该模型的预测效果和计算效率。结果显示,该模型对18个泵站站前液位预测结果的纳什效率系数均在0.5以上,且在不同降雨情景下均能得到较好的拟合结果;与机理模型相比,该模型能节约99.7%的计算时间,可显著提高排水系统预测模型的实时性。

关键词：城市排水系统实时控制长短时记忆(LSTM)神经网络深度学习泵站站

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大气烷基硝酸酯的实地测量

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化学学报 2024年第3期82卷 323-335页

作者：李春萌毕哲王海潮陆克定中国计量科学研究院环境计量中心中山大学大气科学学院北京大学环境科学与工程学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护大气臭氧污染防治重点实验室

烷基硝酸酯(ANs)是对流层大气中重要的污染物,其收支过程对大气氮、碳的分布,光化学循环以及二次有机气溶胶生成等具有重要影响.大气ANs种类繁多,浓度低且化学性质活泼,因此ANs的准确测量是大气监测领域的巨大挑战.概述了大气ANs化学机... 详细信息

烷基硝酸酯(ANs)是对流层大气中重要的污染物,其收支过程对大气氮、碳的分布,光化学循环以及二次有机气溶胶生成等具有重要影响.大气ANs种类繁多,浓度低且化学性质活泼,因此ANs的准确测量是大气监测领域的巨大挑战.概述了大气ANs化学机理,系统梳理并总结了ANs单物种和总量的实地测量技术进展,主要包括气相色谱电子捕获技术、质谱技术、荧光光谱技术和吸收光谱技术.研究表明吸收光谱技术具有结构简单易维护的特征,是具有较大发展潜力的ANs总量测量方法,质谱技术在ANs分物种测量方面具有其独特优势,但物种化的标准源和标定技术是亟待突破的关键瓶颈.最后,系统归纳了不同环境类型的ANs浓度分布特征,并对ANs化学研究难点和发展趋势进行展望.

关键词：烷基硝酸酯化学机理单物种测量总量测量实地测量

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