A two-layer model for studying 2D dissolved pollutant runoff over impermeable surfaces     

Taotao Zhang  Yang Xiao  Dongfang Liang  Hongwu Tang  Junzeng Xu  Saiyu Yuan  Nairu Wang  Bin Luan 《水文研究》2021,35(5):e14152

Dissolved pollutants in stormwater are a main contributor to water pollution in urban environments. However, many existing transport models are semi-empirical and only consider one-dimensional flows, which limit their predictive capacity. Combining the shallow water and the advection–diffusion equations, a two-dimensional physically based model is developed for dissolved pollutant transport by adopting the concept of a ‘control layer’. A series of laboratory experiments has been conducted to validate the proposed model, taking into account the effects of buildings and intermittent rainfalls. The predictions are found to be in good agreement with experimental observations, which supports the assumption that the depth of the control layer is constant. Based on the validated model, a parametric study is conducted, focusing on the characteristics of the pollutant distribution and transport rate over the depth. The hyetograph, including the intensity, duration and intermittency, of rainfall event has a significant influence on the pollutant transport rates. The depth of the control layer, rainfall intensity, surface roughness and area length are dominant factors that affect the dissolved pollutant transport. Finally, several perspectives of the new pollutant transport model are discussed. This study contributes to an in-depth understanding of the dissolved pollutant transport processes on impermeable surfaces and urban stormwater management.  相似文献   

Orbital control on cyclical organic matter accumulation in Early Silurian Longmaxi Formation shales     

Siding Jin  Hucheng Deng  Xing Zhu  Yan Liu  Sibing Liu  Meiyan Fu 《地学前缘(英文版)》2020,(2):533-545

High resolution(939 samples)total organic carbon content(TOC)analyses were conducted on the Shuanghe Section of^152.6 m in the Changning area,Sichuan Basin.The sampling section was divided into two units considering the distinct-different deposit environment and sediments accumulation rate.The lower part(Unit 1)and the peer part(Unit 2)with high resolution sample spacing(0.08–0.4 m)enables the identification of the precession cycle in two sedimentary sequences with distinct different sedimentary accumulation rate.MTM Power spectral analyses on untuned TOC series reveals significant peaks exceeding above the 95%confidence level and shows that both Unit 1 and Unit 2 have recorded Milankovitch cycles of 405 kyr long eccentricity,short eccentricity,obliquity and precession.The floating astronomical time scale(ATS)was constructed on the Shuanghe Section in the Early Silurian(~439.673–444.681 Ma),and which was calibrated by 405 kyr long eccentricity cycles.The total duration of the Wufeng and Longmaxi shales is 5.01 Myr.The floating ATS used for estimating the duration of the graptolite zones and each stage in the study interval.Finally,we postulated two models that could verify the linkage between orbital cycle and organic accumulation.To make sure whether productivity or preservation is the main factor that under long eccentricity control,the phase correlation between the obtained filtered signal and the theoretical orbital solution should be made clear in the further research.  相似文献   

大连市大气污染物质量浓度与气溶胶光学厚度的相关性分析     

顾吉林  汤宏山  刘淼  耿杨  于月  陶涛 《地理科学》2019,39(3):516-523

分别对2015年6~12月和2016年6~12月大连地区的大气污染物PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃的浓度数据进行数据统计分析,基于ENVI软件平台利用MODIS数据反演大连地区的气溶胶光学厚度,通过回归建模研究气溶胶光学厚度与大连地区10个地面监测站点的大气污染物PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃的浓度数据的相关性。回归建模以气溶胶光学厚度（AOD）为自变量,以大气污染物PM2.5、PM10、SO₂、NO₂、CO和O₃为因变量,在SPSS软件中分别选取线性、对数、三次、乘幂、指数5种函数类型进行研究,通过对比回归模型的拟合优度R²,选择最优拟合模型,探讨利用遥感数据反演气溶胶光学厚度监测大气污染的相关性。结果表明：气溶胶光学厚度与NO₂、PM2.5和PM10的最优拟合模型均为三次模型,其拟合优度R²分别是0.685、0.801和0.845;与O₃和SO₂的最优拟合模型为指数模型,其R²为0.367和0.482;与CO的最优拟合模型为对数模型,其拟合优度R²为0.810。该结果为分析大气气溶胶污染来源以及治理提供了数据。  相似文献   

不同发展模式下资源环境承载力评价——以海南省为例     

牛方曲  杨欣雨  孙东琪 《热带地理》2020,40(6):1109-1116

文章关注于产业、人口与资源环境要素的作用关系，建构了资源环境承载力综合评价框架，并以海南省为案例区开展应用研究。该框架首先对区域产业重要性进行评价并分级，为产业结构调整提供依据；其次解析了区域产业、人口资源消耗与污染排放强度，最后，基于产业评价结果设定不同的产业结构调整情景，结合产业和人口的资源消耗与污染排放强度评价不同产业结构下的资源环境承载力，即产业和人口的规模上限。结果表明：2016年海南省的经济规模并未超载，产业有进一步发展空间。其中土地资源成为海南省发展的首要限制因素，其次是水环境；海南经济效益较高的支柱产业和基础性产业多为高耗水、高污染的产业，亟需加强水资源的集约利用，并降低污染排放强度。为提升经济发展规模上限，需要培育低能耗、低排放的产业。文章建构的资源环境承载力评价方法将产业、人口与资源环境相联系，其评价结果政策意义更为明确，可为优化产业结构调整、控制产业及人口发展规模提供决策参考。  相似文献   

南极半岛邻近海域夏季POC分布特征及其影响因素          下载免费PDF全文

张一成  韩正兵  杨洋  潘建明  张海峰  李栋  赵军  朱秋红  范高晶  张海生 《极地研究》2020,32(1):47-59

海水中的颗粒有机碳(POC)与生物的生命过程、初级生产力关系密切,是海洋食物链中重要的物质基础和能量来源,因此POC的分布特征可以有效反映其生物地球化学环境。利用中国第33次南极考察期间(2016年12月至2017年1月)在南极半岛邻近海域采集的海水颗粒物样品,研究POC的空间分布特征及其影响因素。结果表明,斯科舍海0—200 m的POC浓度范围为7.44—193.52μg·L~(-1),平均浓度为(48.84±35.09)μg·L~(-1);南斯科舍海岭0—200 m的POC浓度范围为9.13—62.17μg·L~(-1),平均浓度为(29.76±14.12)μg·L~(-1);鲍威尔海盆0—200 m的POC浓度范围为5.87—270.72μg·L~(-1),平均浓度为(48.57±38.92)μg·L~(-1)。表层POC高值出现在斯科舍海区和鲍威尔海盆区,而低值出现在海岭区,与叶绿素a(Chla)的变化趋势一致,与营养盐的变化趋势相反。垂向分布上,各个区域POC平均浓度随深度的增加而减少,鲍威尔海盆和斯科舍海POC最高值都出现在25 m层。分析结果表明光合浮游植物是研究海域POC的主要来源, POC的主要影响因素为温度、水团混合以及海冰环境。斯科舍海与鲍威尔海盆整体非生命POC占比高,可能是由于高磷虾生物量、海冰碎屑以及陆源输入的干扰;南斯科舍海岭整体非生命POC占比低。  相似文献   

2012—2016年象山近岸海域水质评价与模拟研究          下载免费PDF全文

叶林安  欧阳萱  陈杲  袁国坚  茆洪卫 《海洋开发与管理》2020,37(3):31-35

为了解象山近岸海域水质污染状况，文章根据2012—2016年象山县近岸海域的水质监测结果，分析象山近岸海域水质现状及年际变化。应用灰色预测的模型来对象山近岸海域水质主要污染物的相关数据进行处理，得出主要污染物的预测结果。分析结果表明：象山近岸海域主要污染物为无机氮。用预测结果和实际数值通过残差验证，最后模拟出今后几年的监测值，为象山县近岸海域生态环境相关管理部门提供数据支撑和决策依据。  相似文献   

Multivariate adaptive regression splines for estimating riverine constituent concentrations     

Hong Huang  Xiaoliang Ji  Fang Xia  Shuhui Huang  Xu Shang  Han Chen  Minghua Zhang  Randy A. Dahlgren  Kun Mei 《水文研究》2020,34(5):1213-1227

Regression-based methods are commonly used for riverine constituent concentration/flux estimation, which is essential for guiding water quality protection practices and environmental decision making. This paper developed a multivariate adaptive regression splines model for estimating riverine constituent concentrations (MARS-EC). The process, interpretability and flexibility of the MARS-EC modelling approach, was demonstrated for total nitrogen in the Patuxent River, a major river input to Chesapeake Bay. Model accuracy and uncertainty of the MARS-EC approach was further analysed using nitrate plus nitrite datasets from eight tributary rivers to Chesapeake Bay. Results showed that the MARS-EC approach integrated the advantages of both parametric and nonparametric regression methods, and model accuracy was demonstrated to be superior to the traditionally used ESTIMATOR model. MARS-EC is flexible and allows consideration of auxiliary variables; the variables and interactions can be selected automatically. MARS-EC does not constrain concentration-predictor curves to be constant but rather is able to identify shifts in these curves from mathematical expressions and visual graphics. The MARS-EC approach provides an effective and complementary tool along with existing approaches for estimating riverine constituent concentrations.  相似文献   

Season Effects on Subsurface Constructed Wetlands Performance: Role of Radial Oxygen Loss of Phragmites australis     

Qian Wang  Zhenfeng Cao  Yanbiao Hu  Qiang Kong  Fei Xu  Yuanda Du  Congcong Zhao 《洁净——土壤、空气、水》2019,47(8)

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高温与冻融循环对水热炭和生物炭吸附污染物的影响     

关俊杰  刘雨嫣  刘思源  陈家玮 《现代地质》2021,35(4):931-939

将农林废弃物通过不同碳化方式制备成水热炭或生物炭,用于土壤改良和环境污染修复,是当前研究和应用的热点领域。由于受到不同自然条件的长期影响,如环境温度变化,水热炭和生物炭会发生老化作用,从而影响其对污染物的吸附能力,因此,评估老化作用对碳化材料吸附能力的影响是一个重要的科学问题。采用高温和冻融循环2种加速老化方式模拟自然界中的温度变化,对稻壳和玉米秸秆水热炭、生物炭进行老化培养,通过元素分析仪、傅里叶红外光谱分析仪、扫描电子显微镜等手段对老化前后水热炭、生物炭样品的物化性质进行分析,通过批实验对比研究2种新鲜炭材料对Cd(II)及莠去津的吸附能力及吸附稳定性,并研究了30、60、90次老化循环后生物炭和水热炭吸附能力的变化。结果表明,生物炭对Cd(II)和莠去津有良好的吸附稳定性,而水热炭对莠去津的吸附稳定性较差。2种老化作用均使水热炭、生物炭表面含氧官能团增加,从而增强了水热炭、生物炭对Cd(II)和莠去津的吸附能力。在高温和冻融环境中,随着老化时间的持续,生物炭比水热炭更容易受到环境的影响。研究相关成果对于水热炭和生物炭合理应用于不同环境的污染修复具有试验参考价值。  相似文献   

2018年常州一次罕见持续性雾-霾天气分析     

雷正翠  郑媛媛  刘银峰  孙康远  刘端阳  何涛  吴晶璐  周文君 《气象》2019,45(8):1123-1134

利用常规气象观测资料、探空资料、污染物浓度及AQI资料、NCEP再分析资料等,对2018年11月24日至12月3日夜间常州持续11 d的强浓雾和严重霾天气过程进行了分析。结果表明：（1）此次雾-霾过程持续时间长、范围广、强度大、污染重。（2）中纬度地区高层持续纬向环流控制、中低层暖脊稳定存在,地面持续受均压场或弱倒槽顶部、弱冷锋前部影响,是这次持续性雾-霾过程的重要天气条件。（3）边界层内弱辐散、负涡度及弱的下沉气流是此次雾-霾天气得以长时间维持、发展的动力因子。近地层长时间水汽饱和且维持小风速利于雾-霾的长时间维持。（4）近地面高强度的贴地逆温长时间维持和持续较低的混合层高度是此次雾-霾形成、发展和长时间维持的重要热力条件。雾比霾的平均混合层高度明显偏低且霾等级越高混合层高度越低,混合层高度的变化先于能见度变化,对雾-霾临近预警有较好的指导作用。（5）弱冷空气渗透、风速适当增加、混合层高度的先期快速下降、负净辐射曝辐量绝对值的明显增大是雾爆发性增强的主要原因。  相似文献