气候变化背景下北京市短历时暴雨的强度及雨型变化特征

利用1961—2017年北京观象台站逐分钟降雨资料,根据《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》,建立了北京市1961—1990年和1991—2017年两个气候态下的暴雨强度公式和2 a重现期下历时30 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min以5 min为时间段的设计暴雨雨型。结果表明:1)P-Ⅲ型分布曲线对北京市两个气候态下各历时降雨量的拟合效果最好,暴雨强度公式精度最高。2)对比1961—1990年和1991—2017年暴雨强度公式,整体而言,后者各历时重现期的暴雨强度值较低,但随着重现期的增大,两者的雨强差值也增大。3)1961—1990年和1991—2017年短历时雨型的雨峰位置系数分别为0.436和0.382,2 a重现期下前者的各历时雨峰位置比后者提前,各历时累积降雨均在初期增长较慢、雨峰前后增长较快,之后增速明显减缓。

“十二五”以来中国应对气候变化的行政手段评估

在中国应对气候变化政策体系中,目标责任制和淘汰落后产能这两项行政手段具有核心地位。充分认识其作用机制,阐述其优势与不足,对于中国碳减排政策的优化设计意义深远。本文遵循气候变化评估报告的原则和方法,以国内外公开发表的相关文献为基础,评估了这两项政策的作用机制、政策有效性以及存在的问题。结果显示:目标责任制和淘汰落后产能这两项行政手段具有高度的有效性。这些行政手段顺应了中国的各项体制机制,确保了中国应对气候变化目标的实现。具体来看,节能降碳目标责任制通过明确地方政府作为节能降碳政策执行主体的责任,改变了原有的官员激励体系,强化了政府对既有政策的执行,还促进了地方政府和企业各项节能降碳制度的形成。淘汰落后产能以目标责任考核为基础,结合各种激励政策,在节能降碳、化解产能过剩等方面发挥了巨大效应。尽管行政手段在温室气体减排中的作用非常有效,但是这种自上而下的压力传递机制难以真正内化为地方政府和企业开展节能降碳工作的自发性力量。此外,由于节能降碳目标的层层分解,县级及以下政府承担了与其行政管理权限并不匹配的责任。在压力体制下,过剩产能的市场退出障碍和地方政府、企业产能扩张的冲动依然存在。未来应结合行政和市场手段的优缺点,综合施策,促进温室气体减排长效机制的形成。

气候变化背景下城市韧性评估研究进展

以升温和极端气候事件频发为特征的气候变化问题已严重威胁到人类社会的发展,如何提升城市适应气候变化的能力,成为亟待解决的重要问题。文章对韧性概念进行了梳理,并简要回顾了国内外城市韧性研究的发展概况;基于此,构建气候变化背景下城市韧性评估的概念框架,并对其定量化评估方法进行探讨;最后基于已有研究发展脉络及当前研究存在的不足,对城市韧性评估研究的发展趋势进行展望,以期为提升城市适应气候变化,规避气候风险的能力提供科学指引。

城市地区气候变化脆弱性与对策研究进展

本文基于国内外脆弱性研究工作,对气候变化脆弱性内涵、城市地区气候变化脆弱性成因以及应对气候变化的举措等方面已经展开的研究工作进行了归纳与总结,认为应对气候变化已经成为城市地区当务之急所需要完成的任务是,积极主动的适应气候变化的影响。

高温热浪下北京城市水体典型蓝绿藻生长规律研究

以北京城市水体为媒介,在高温热浪条件下,研究温度和碱度两个变化因子对铜绿微囊藻和蛋白核小球藻生长规律的影响.结果表明:铜绿微囊藻对温度和碱度变化的适应能力较强,其最适温度为35℃,且添加10mmol/L的碱度条件下生长较好;蛋白核小球藻对高温的耐受能力不如铜绿微囊藻,其最适温度为30℃,且低温时低碱度水平促进生长,随着温度的升高,需要同时提高水体的碱度才能保证蛋白核小球藻的旺盛繁殖,否则就会产生一定程度的抑制作用.

基于多BPNN敏感性分析的气候变化脆弱性指标赋权方法

为尽量减小气候变化脆弱性评估中对指标权重的人为干扰,通过对某市卫生领域的气候变化脆弱性的评价案例,提出了一种基于多反向传播神经网络(BPNN)敏感性分析的气候变化脆弱性指标赋权方法。结果表明:多组BPNN拟合与泛化能力普遍较好,且每个模型敏感性分析结果具有一致性,总敏感性指数远大于一阶敏感性指数,反映了气候指标巨大潜在影响。所提出的敏感性分析具有较好的稳定性;该方法能够有效识别出气候指标的直接影响及间接影响,可以为指标权值的确定提供参考。

土地利用变化和气候变化对温榆河上游流域径流变化的影响

土地利用和气候是直接影响流域水文水资源的两个主要因素,其影响分离的研究对流域的土地利用规划和水资源管理具有重要意义。以温榆河上游流域为研究对象,在统计分析1980-2014年流域气象因子、土地利用变化趋势的基础上,通过SWAT模型模拟与情景设计相结合的方法,评估了气候变化和土地利用变化对温榆河上游径流变化的影响。结果表明,SWAT模型在温榆河上游流域模拟效果良好,率定期和验证期的决定系数R2分别为0.80、0.77,纳什系数Ens分别为0.79、0.74。流域降雨量和气温呈递增趋势,林地和耕地减少,城乡及工矿和居民用地增加,草地在1995年到2005年间增加,这些变化综合影响了流域的径流变化,使得径流先增加后减少。其中气候变化的贡献率为100.46%,土地利用变化的贡献率为2.09%,气候变化的影响远远大于土地利用变化的影响。因此,如何应对气候变化在温榆河上游流域水资源管理工作中值得重视。

城市适应气候变化行动的国际经验与启示

城市适应气候变化已成为我国应对气候变化战略中的重要环节。总结国际先进经验,对于我国城市科学适应气候变化具有重要的借鉴意义。从制度、规划、措施等角度,分析总结了伦敦、鹿特丹、温哥华三个城市的适应气候变化经验。城市适应战略的成功要素主要包括:确立政府在适应气候变化治理中的领导地位;建立跨区域、跨部门的协调机构;提高各利益相关者的意识;因地制宜地提出符合本地特征的适应行动和措施;对适应规划进行持续跟踪和评估。结合我国实际,文章总结了国际经验对我国城市开展适应气候变化行动的启示并提出了相关建议。

城市生命线系统适应气候变化危机及其对策

气候变化是全球性挑战,深刻影响着人类生存和发展。城市是人类社会经济活动、生产生活的核心地带与主要聚集地。2020年,我国常住人口城镇化率将达到60%左右,至2030年,我国将有超过70%的人口居住在城市。城市生命线系统的安全性直接关乎城市生产建设的正常运行。因此,积极适应气候变化,尽可能提升城市生命线系统适应气候变化的能力,对全国经济社会的持续健康发展具有重要意义。本文分水分、温度和气流等三种致灾因子,将其对应的常见的城市极端气候事件进行分类,并进一步梳理不同极端气候事件对城市供/排水、能源、交通运输和通讯等生命线系统造成的潜在适应气候变化危机,结合新型城市化建设提供了对策分析。最后提出城市生命线系统适应气候变化的政策建议。

北京规模化奶牛养殖企业温室气体排放量评估

为了研究北京规模化奶牛养殖企业温室气体的排放情况,尤其是碳排放管理水平较高养殖企业的温室气体排放特点,通过调研获取了北京8家碳排放管理水平较高的规模化奶牛养殖企业的基础数据。本研究依据联合国粮农组织奶业温室气体排放量评估框架、政府间气候变化专门委员会组织编写的《2006年IPCC国家温室气体清单指南》以及北京市《温室气体排放核算指南畜牧养殖业》标准(公示中),以北京8家规模化奶牛养殖企业2015年的生产数据为基础,对其温室气体排放量进行评估。由评估结果可知,北京碳排放管理水平较高的规模化奶牛养殖企业中,肠道发酵是主要的排放源,占总排放量的77.65%;奶牛场的能源消耗和粪便管理温室气体排放量接近,分别占总排放量的11.24%和11.11%。北京市规模奶牛场的主要温室气体是CH_4和CO_2,分别占80.15%和11.24%,每生产1kg标准奶(FPCM)的温室气体排放量为0.95kg CO_2。根据本研究结果,可为北京市和其他城市奶牛养殖企业确定温室气体减排目标提供参考依据。

北京市某养老院室内空气微生物气溶胶污染特征

以北京市西城区某养老院的休息室、康复中心、卧室和公共卫生间为对象,研究了不同功能区的空气微生物气溶胶浓度、粒径分布。结果表明:1该养老院4个功能区空气中的异养细菌平均浓度为9.89×102 cfu/m3,其浓度变化范围为1.11×102~4.93×103 cfu/m3;空气中的真菌平均浓度为2.19×102 cfu/m3,浓度变化范围为9.83×10~3.80×102 cfu/m3。2养老院4个功能区的空气微生物气溶胶污染程度不高,但存在一定的健康风险。3养老院内4个功能区的空气异养细菌粒径主要分布在第3~6级,真菌粒径则主要分布于3~5级。

北京某环路两侧土壤重金属污染风险评价

为了解北京市某环路两侧土壤重金属污染现状,对其22处采样截面的44个样品中的Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb总量进行测定,并用改进的BCR法对重金属形态进行分步提取和测定.结果表明,Cr、Pb和Cd的总量分别是北京地区土壤背景值的7.48、6.65和5.13倍;从提取形态来看,6种重金属主要以活性较低的还原态、氧化态和残渣态存在.采用4种评价方法从不同角度对研究区域土壤中重金属的污染风险进行了评价.基于总量的地累积评价结果显示,Cr、Pb和Cd污染级别最高,Ni、Cu和Zn次之;潜在生态风险指数法评价结果为Cd>Pb>Ni>Cr>Cu>Zn;基于形态学的评价方法 RAC风险评价法得到生物可利用性顺序为Zn>Cd>Ni>Cu>Pb>Cr;而次生相与原生相比值法的结论是生物潜在可利用性依次为Zn>Pb>Cd>Cu>Ni>Cr.

控制大气污染背景下北京市减少煤炭消费的政策经验与启示

控制大气污染背景下,减少煤炭消费已成为我国各大城市的一项重要的公共政策。从1998年开始,北京市减少煤炭消费政策已经持续实施近20年,为其他城市提供了丰富的政策经验。文章对北京市减煤政策进行了系统梳理,对政策效果进行了初步评价。研究发现,工业用煤的减少在煤炭消费总量下降中具有决定性作用,占同期煤炭消费减少总量的71.7%。尽管人均生活煤耗量下降了43.5%,但从绝对量来看,生活领域在北京市煤炭消费总量减少中的贡献有限。从北京市的政策经验来看,与城市发展相适应、持续推动、资金保障、有力的政策执行机制是减煤政策成功的基本要素。城市在开展减煤行动时,应协调好减煤政策与城市定位、产业发展之间的关系,在城市发展中长期坚持。为减少资金压力,保障减煤政策顺利开展,适宜分阶段、分区域逐步开展。

基于VSD模型和地理探测器的北京城市内涝脆弱性评估及驱动机制分析

近年来,城市内涝灾害频发,脆弱性研究作为城市内涝灾害评估的热点逐渐被重视。合理评估城市内涝脆弱性,探究其背后的驱动机制是城市采取抗灾减灾手段的前提。以北京市为例,基于VSD(Vulnerability Scoping Diagram)模型框架,从水文气象、地形地貌、社会经济三方面选取指标构建城市内涝脆弱性评估体系。通过GIS采用熵值法对内涝脆弱性进行评估,运用地理探测器分析了内涝脆弱性的空间格局及驱动因子的贡献程度。结果表明:(1)北京市城市内涝脆弱性呈环层结构分布,由北京市中心区域往外,脆弱性逐渐变小;(2)脆弱性最高的区域(五级)主要位于东城、西城、朝阳和丰台等区;(3)历史内涝点主要分布在位于四级、五级为主的内涝脆弱地区;(4)城市内涝脆弱性的空间格局是多因素协同作用造成的,其中建筑密度、人口密度、路网密度、NDVI对脆弱性的空间分异性具有主导作用。

北京市规模化生猪养殖企业温室气体排放量估算

为研究北京市规模猪场温室气体排放情况,探索生猪养殖企业温室气体排放估算方法,以北京市24家规模猪场的生产基础数据,估算规模猪场温室气体排放量。结果表明,猪场温室气体平均排放量为230.41kg CO2e/头育肥猪,肠道发酵排放、粪便管理过程排放和能源消耗过程排放量分别为17.06kg CO2e/头育肥猪、113.62kg CO2e/头育肥猪和99.73kg CO2/头育肥猪,CH4、N2O和CO2排放分别占12.68%、44.04%和43.28%。不考虑能源消耗排放因素,温室气体排放共130.68kg CO2e/头育肥猪,肠道发酵排放和粪便管理过程排放分别占13.05%和86.95%,粪便管理过程温室气体排放为生猪养殖过程关键排放源。

海绵城市背景下的绿色建筑水评价标准研究

《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2014)虽然在节能及改善环境方面相对完善,指标相对全面,但在水评价标准方面尚缺深入研究,尤其是缺乏绿色建筑水管理与区域海绵城市建设关联的研究。在深入分析和评估《绿色建筑评价标准》(GB/T50378—2014)和《海绵城市建设评价标准》(GB/T51345—2018)基础上,通过专家咨询和实践调研,构建了包括4个一级指标和11个二级指标的绿色建筑水评价指标体系。利用层次分析法,计算出了一级和二级指标的权重,并通过案例进行了测试。评价方法注重绿色单体建筑开发与雨洪控制、区域径流污染控制、节水措施及景观建设等海绵城市建设的关键因素结合,对《绿色建筑评价标准》(GB/T 50378—2014)的修改和完善具有一定的参考价值。

北京市农用地N_2O排放估算——基于区域氮循环IAP-N模型

为探究北京市2003—2014年农用地氧化亚氮(N_2O)的排放及影响因素,为该市低碳农业发展奠定理论基础,基于北京市的农业生产条件、作物播种面积、牲畜养殖量等统计数据,利用区域氮循环(improving anthropogenic practices of managing reactive nitrogen,简称IAP-N)模型核算北京市12年间5类农用地的N_2O直接及间接排放量,并探究N_2O排放的影响因素。结果表明:(1)与2003年相比,2014年北京市农用地N_2O直接排放量、大气氮沉降量、淋溶径流量及总排放量分别减小25.29%、21.23%、33.79%、25.56%。(2)在排放组成上,年均直接排放量最大的农用地为果园茶园(478.90 t),其次为蔬菜地(416.43 t);年均大气氮沉降排放最大的是果园茶园(82.69 t),蔬菜地和四季非蔬菜旱地的排放量相近;淋溶径流间接排放量最高的是蔬菜地(78.93 t),果园茶园次之。(3)N_2O总排放通量表现为果园茶园>蔬菜地>水旱轮作旱作地>四季非蔬菜旱作地>水稻田,应优先考虑减少果园茶园及蔬菜地的氮投入量。(4)氮肥总投入量、果园茶园面积、蔬菜地面积、奶牛数量与N_2O总排放有显著的正相关性。研究结果可为减少北京市农用地N_2O的排放提供数据和理论支撑,为低碳农业发展提供有效的指导。

基于小波分析的海绵城市试点未来降雨变化预测分析研究

为有效预测海綿试点城市未来降雨变化特征,以及在面对未来降雨变化时,海绵城市将如何建设提出建议,收集整理30个海绵城市试点19832012年的年际降雨变化时间序列,采用Morlet小波函数进行小波分析,探究试点城市降雨变化的多时间尺度的周期性变化规律,并根据主周期对未来降雨变化进行了预测。结果表明,未来降雨变化体现出地区性特点,按照变化规律,30个试点可分为10类。根据预测从2018年开始,环渤海地区东北部、东南部沿海地区试点城市的降雨量会在未来5年内出现明显上升,故这2个区域应加强城市雨水系统的建设,以达到未来降雨变化情景下年径流总量控制率的要求,并根据实际情况加强超标雨水排放设施建设,有效应对未来可能出现的极端降雨事件;其他大部分地区未来58年内降雨量变化表现出微弱下降的持平或明显下降状态,在这些区域内,尤其是西北部干旱区及华北平原与华北平原中南部地区的城市,应加强源头雨水控制利用与雨水资源利用设施的建设,并加强非传统水源的收集与利用。

中国日降雨空间变化对雨水径流源头总量控制的影响

为研究中国不同区域的降雨特征对径流总量控制效果的影响,利用186个气象站近30年的日降雨量资料,通过空间分析与统计计算,得到不同年径流总量控制率所对应的设计降雨量以及年均控制降雨量;结合年径流总量控制率与年均控制降雨量的关系将中国区域分为9种类型。结果表明:中国设计降雨量地域变化明显,广东、四川、广西、河北和河南等省的标准差为全国平均水平的1.5~3倍,且随年径流总量控制率的提升而增加,源头径流控制效果差异明显;南部地区径流控制效果多为"高量低率";"低量低率"区位于甘肃、宁夏等地,面积占比为9.44%,其降雨特征不适合发挥源头控制设施的效果;而最适宜发挥源头控制作用的"高量高率"区位于西南部分地区,面积占比为3.80%。

城市污水处理厂典型气体污染物产生特性研究

研究了某城市污水处理厂格栅间、曝气池、污泥浓缩池和污泥脱水间四个不同功能区产生的典型恶臭和微生物气溶胶气体污染物浓度及分布特性。研究结果表明,不同功能区产生的硫化氢和氨浓度存在显著性差异,其中产生浓度最高的区域是污泥浓缩池和污泥脱水间,其次是曝气池上空,最低的是格栅间。不同功能区产生的空气异养细菌和真菌浓度也存在差异,尤以曝气池产生的异养细菌和真菌浓度最高,其次是污泥脱水间和格栅间,浓度最低的区域为污泥浓缩池。依据相关恶臭和空气微生物评价标准,该污水厂不同功能区产生的恶臭物质、异养细菌和真菌微生物气溶胶气体污染物大都存在不同程度的污染。同时,不同功能区产生的可吸入人体上呼吸道和进入肺部的异养细菌和真菌粒子均占一定比例,存在一定的微生物风险。