考虑煤层气扩散作用的物质平衡模型

对煤层气的开发首先通过排水降压使其从基质孔隙中解吸出来,然后在割理中渗流至井筒产出。针对煤层气的开发特点,重点考虑煤层气扩散作用在其开发过程中起到的重要作用,综合煤层割理压缩效应和基质收缩效应的影响,建立基于体积平衡方程的煤层气物质平衡模型的数学方程式,确定煤层压力与时间的关系函数,进而通过编程求解,得到煤层气产量随时间的变化规律,据此进行煤层气开发动态预测。以延长油气区生产井为实例进行计算,结果表明,煤层气扩散作用越强烈,对应的产气量峰值越大且峰值出现的时间越早,煤层气扩散作用对煤层气开发后期产气量的稳定具有很重要的作用。

山地冰川表面分布式能量-物质平衡模型及其应用

基于＂七一＂冰川物质平衡、水文气象观测资料,结合DEM数据,初步建立了一套时间分辨率达1h、空间分辨率为15m的冰川表面分布式能量-物质平衡模型.模型考虑地形对太阳辐射的遮蔽效应,引入新的冰川反照率参数化方案,并发现分布式能量-物质平衡模型对气温垂直递减率、降水梯度、降水固/液态划分指标等参数较敏感.利用该模型对2007年6月30日20：00~10月10日12：00时段＂七一＂冰川粒雪线高度变化、物质平衡演变、融水径流状况及其对气候变化的响应等过程进行了模拟研究.结果表明,冰川物质平衡高度结构主要受反照率高度结构的影响,反照率大小直接影响冰川物质平衡水平.气候敏感性试验表明,物质平衡对气温变化非常敏感,它对气温变化的响应呈非线性特征;而物质平衡对降水量变化敏感性相对较弱,对降水量变化的响应是线性的.增温引起的冰川物质亏损量不能靠降低相同气温来得到弥补,物质平衡变化对气候变暖具有不可逆效应.气温升高1℃,即使降水量增加20%,＂七一＂冰川也会呈现较大的物质亏损状态.

基于物质平衡模型的工业汞污染防治环境经济手段分析

我国以行政命令手段为主的环境管理措施并不能完全有效控制环境汞污染,因而有必要引入环境经济手段。本文基于汞在采掘、冶炼和产品生产三个生产环节中的利用、处置与排放特征,构建了经济系统及行业部门的汞物质平衡模型,并发现,单个污染源的汞污染物治理难以保证消除汞的环境危害。因而,采取环境经济手段控制工业汞污染,尽可能少的向环境中排放汞,在涉汞工业系统的层面上提高汞的利用效率和再资源化率。我国工业汞污染防治的环境经济手段包括环境污染价格、税费以及绿色金融两大类,但仅对生产环节高浓度汞排放发挥作用,对于堆存、再提取和处置环节的汞排放则作用不大。对此,应从扩大环境税(排污费)的征收范围,建立长效的绿色金融机制和推进第三方治理低含量含汞废物,这三个方面加以改进。

1990-2018年干城章嘉流域冰川物质平衡序列模拟数据集

气候变化背景下全球冰川普遍退缩,不同属性冰川对气候变化的响应呈现差异特征。干城章嘉流域发育冰川呈现表碛覆盖、末端入湖等多种属性,长时间日尺度冰川物质平衡序列数据,可为不同属性冰川对气候变化的差异性响应研究提供重要的基础数据。本研究基于校正后的中国气象驱动数据集,采用冰川表面能量平衡模型,通过估算不同高程带表碛覆盖/裸冰区域的冰川物质积累和消融分量,重建了干城章嘉流域1990–2018年日尺度的冰川物质平衡序列,并利用大地测量法获取的冰川高程变化数据集对模型估算结果进行了检校,获取成果与已发表研究成果基本保持一致;同时,基于ITS_LIVE冰川表面流速数据集,提取和分析了1989–2018年冰川表面运动特征,并利用非冰川区地表运动统计特征对冰川表面流速数据成果进行了评估。本数据集可为研究冰川对气候变化的响应及其影响提供基础数据,也可为冰湖变化及其溃决风险等冰川水文效应和灾害研究提供参考。

天山南坡科契卡尔巴西冰川物质平衡初步研究

基于2003—2005年考察期间观测的气温与降水资料,运用度日物质平衡模型模拟了天山南坡科契卡尔巴西冰川近期的物质平衡变化状况.结果表明:度日物质平衡模型模拟的冰川物质平衡值与实测值的变化趋势基本一致,模型模拟结果较为理想;2003/2004年度和2004/2005年度两个物质平衡年的平均物质平衡值分别为-494和-384 mm,平衡线高度(ELA)比20世纪70年升高了300 m左右.由此可见,在由暖干向暖湿转型的气候背景下,尽管降水增加显著,但强烈的升温导致科契卡尔巴西冰川处于强烈的物质亏损状态.

祁连山老虎沟12号冰川表面能量和物质平衡模拟

采用HOCK的分布式能量物质平衡模型对老虎沟12号冰川消融期的物质平衡进行了模拟,时间步长为1 h,空间分辨率为30 m.模型结果利用物质平衡观测数据和气象站观测数据验证,模型模拟时期为2012年6月1日-9月30日.模型模拟结果表明,地形因子对太阳辐射影响相当显著;散射辐射在总辐射中的比例较大为39%,模拟期冰川表面物质平衡为-506 mm w.e..在模拟期整个冰川平均上净辐射占能量收入的84%,感热通量占有16%;消融耗热则是能量的主要支出占有62%,潜热通量占有能量支出的38%.

水平衡模型及其在水价政策的应用

基于物质平衡模型,构建了经济系统水平衡模型及部门的水平衡模型,并利用水平衡模型核算A市工业和居民用水、排水的真实状况,评估水价政策的执行效果,以期为我国水价政策的制定、实施和完善提供参考.结果表明,循环用水具有节水和减排的双重效果:工业的用排比和无处理排水量远高于居民,A市工业水用排比是居民的2.9倍,工业无处理排水量是居民的3.6倍;对用水和排水监管不严,导致实际水费收入远低于应征水费收入.在2009年的水价标准下,A市少征收水费11802万元,有效的水价政策必须建立在严格监管的基础之上.

基于冰川平衡线高度变化的气候重建模型研究

冰川物质平衡线高度(equilibrium-line altitude,ELA)变化的研究是冰川学研究的重要内容,其变化情况将最终决定冰川的命运。与冰川的其他特征(如冰川长度、面积)相比,ELA的变化是气候变化最直接的反应,其变化量常被用于对比不同区域间的气候变化特征差异。基于冰川ELA变化的气候重建的统计学方法,如ELA处气温与降水关系模型、气温递减率模型(Lapse-rate model)和温度指数融化模型(Temperature index melt model),结构简单,能获得较好的模拟效果,但均未能从冰川变化的物理成因来研究影响ELA升降的气候因素,且在数据不足时理论也缺乏说服力;物理方法,如能量—物质平衡模型是基于影响冰川变化的能量因子来探讨ELA升降的机制,其参数较多、计算复杂,但精度较高。不同模型受其本身及冰川类型等因素的影响,适用性及精度差别较大。

冰川物质平衡模式及其对比研究——以祁连山黑河流域十一冰川研究为例

冰川物质平衡是冰川连结气候和水资源的纽带,对其的观测和模拟始终是冰川与气候变化研究领域的重点和前缘之一.以祁连山黑河流域十一冰川为参照冰川,结合实测物质平衡验证资料,建立了基于冰川表面能量平衡的冰川物质平衡模型(物理模型)和基于温度参数、温度-辐射参数和温度-辐射-水汽压参数的三种度日因子模型(统计模型),并对模拟结果进行了分析及评估.结果表明:净辐射是冰川表面最主要的能量来源,占能量收入的82.3%;其次为感热供热,占收入的17.7%.净长波辐射基本为负,吸收的热量主要通过融化和蒸发/升华方式消耗,分别占能量支出的84.7%和15.3%.加入净短波辐射和水汽压参数的度日因子-物质平衡模型的模拟效果提高显著,相对误差为7%,与能量平衡模型的模拟误差6.7%,相差不大.研究表明,能量-物质平衡模型的物理意义明确,模拟能力强大,尤其在日尺度上有绝对的优势;统计物质平衡模型在特定的地理条件和气候条件下表现出不佳,对于一些极端值的模拟能力欠缺,但是具有输入变量少,计算简单的优点.研究结果对黑河流域乃至整个祁连山地区的冰川物质平衡模拟方法的建立具有参考意义.

1952-2009年青藏高原东南部贡嘎山海螺沟流域冰川物质平衡数据集

冰川物质平衡是反映气候变化的敏感指标,是评估冰川变化对水资源和海平面上升影响的基础。然而,青藏高原具备连续物质平衡监测的冰川数量较少,尤其是青藏高原东南部海洋型冰川分布区,加之该区域部分冰川消融区表碛分布广泛,使得青藏高原东南部海洋型冰川物质平衡总体变化特征尚不清楚。本研究基于物理机制的冰川能量–物质平衡模型、气象观测数据和格网气象数据,重建了青藏高原东南部贡嘎山东坡海螺沟流域冰川物质平衡变化数据集(文本格式)。通过与流域不同时段冰川消融和径流观测对比,验证了模型的精度。本数据集包括1952–2009年海螺沟流域冰川物质平衡数据和平衡线高度数据,总体反映了1952–2009年间海螺沟流域冰川物质平衡变化情况,可作为青藏高原东南部海洋型冰川区冰川变化、气候变化等研究的基础数据。

养殖水环境中磷的循环与平衡

详细地介绍了养殖水环境中磷的各种存在形态及其相互之间的转化和循环过程 ,同时总结了前人研究和提出的各种养殖水环境中磷的物质平衡模型 。

基于Rpath的崇明岛周边海域生态系统结构和特征研究

本研究根据2020年11月,2021年1月、4月及8月在崇明岛周边海域的渔业调查数据,使用开源程序Rpath构建了包括22个功能群的物质平衡模型,对该海域生态系统结构和特征进行研究。结果表明:崇明岛周边海域生态系统各功能群营养级范围为1~4.32。小型底栖生物的生态转换效率最低(0.01),说明其到高营养级的能量转换存在瓶颈,是影响该海域底层食物链营养传递效率的关键节点。生态系统总体特征分析表明,该生态系统总规模为2909.42 t/(km^(2)·a),低于附近海域生态系统规模。浮游植物对生态系统总初级生产力的贡献为60%,是该生态系统的主要营养来源。生态系统总初级生产量/总呼吸量为1.99、系统杂食性指数为0.18,表明生态系统成熟度较低,食物网简单,受干扰后恢复能力较差。模型敏感性分析表明,功能群生物量是影响模型输出准确程度的主要指标。本研究结果可以为该海域生态系统水平的禁捕效果评估工作提供基准参考。

冰川模型及其在古冰川模拟研究中的应用

冰川模型已广泛应用于预测未来的冰川变化。随着冰川地貌制图、测年和古气候研究的不断发展,冰川模型也逐渐用于模拟古冰川变化、估算古冰川发育时期的气候信息和探讨古冰川演化的气候驱动因素。本文综述用于古冰川模拟的两类模型:地貌-冰面剖面形态模型和物质平衡-冰川动力耦合模型,介绍不同冰川模型的原理、用于古冰川模拟的流程和利用地貌体进行模型参数校验的方法。在此基础上,以青藏高原及其周边山地为例,总结利用冰川模型恢复古冰川的范围、体积、平衡线等参数,估算不同冰川发育时期的温度和降水,以及评估测年数据及其恢复的古冰川期次和规模的案例研究。最后指出了利用冰川模型进行古冰川模拟研究存在的问题和未来发展趋势,为进一步加强和改进冰川模型在古冰川模拟研究中的应用,恢复古冰川的规模、演化过程及其气候驱动机制奠定基础。

祁连山七一冰川反照率的参数化研究

通过对2006年和2007年暖季消融期七一冰川反照率的观测资料分析,基于冰川反照率的变化规律及其影响因素,根据实测资料的统计建模和验证,初步给出了具有试验基础的冰川反照率多因子参数化公式,其时间分辨率为1h.经检验,2006年和2007年考察期间冰川反照率的模拟值和观测值序列之间的相关系数分别达到了0.901和0.973,平均绝对误差MAE值分别为0.073和0.038,RMSE值分别为0.089和0.052.回归拟合方法得到的冰川反照率参数化公式能较好的反映冰川反照率的日变化和日际变化情况,有望用于冰川表面能量物质平衡的模型模拟之中.

异常高压含水凝析气藏有效库容影响因素

有效库容是储气库的关键参数,有效库容评价影响储气库的功能定位、调峰规模、建库参数设计以及整体建库方案设计。异常高压含水凝析气藏改建储气库时,异常高压、水侵和反凝析现象影响库容。由于气藏异常高压,储气库设计上限压力为58.00 MPa,远低于原始地层压力,气体体积系数不同,储气库库容也不同;储气库注采运行过程中,水体往复运移对储集空间动用效率具有较大的影响;储气库交替注采过程中,当地层压力低于露点压力时,凝析油析出对库容有一定的影响。针对这一问题,研究建立了改进的物质平衡和数值模拟双模型,以气藏动态储量为基础,定量分析了异常高压、反凝析、水侵等因素对库容的影响,并建立了一套考虑多因素影响的储气库有效库容评价方法。该成果现场应用于轮南59石炭系气藏建库,准确评价了该储气库的有效库容,为轮南59石炭系气藏改建地下储气库建库参数研究奠定基础。

试论研究环境问题的三种理论框架

本文认为,对环境问题的理论研究大致分三种脉络:外部性与社会福利、公地的悲剧与环境产权、物质平衡模型与可持续发展规划。依据这三种理论框架,解决环境问题的对策措施需要同时从市场机制建设、人类社会发展目标确定与技术途径三个方面展开。

生态效率型组织探析

生态效率型组织以不断减少单位产品或服务的资源消耗和环境影响为前提组织生产或服务,即在赚取货币利润的同时不断削减其生产或服务对资源环境造成的影响。生态效率型组织有特殊的内涵,它使经济效率由次优向最优方向转变,其重要形式是生态效率型企业、企业集团,除此之外还包括以农户养地节水为核心的农业生态效率型组织、逆向物流型生态效率组织、基于"食物链"的企业共生生态效率组织—生态工业园、大区域范围的生态效率型行业和产业组织等。

电石法聚氯乙烯行业履约的成本效益分析

构建汞物质平衡模型以识别高汞触媒及低汞触媒电石法聚氯乙烯(CCPVC)企业中汞的产生、转化和排放过程.进一步针对典型企业开展成本效益分析,比较通过低汞触媒替代来履行《关于汞的水俣公约》要求的各种方案.结果表明,案例企业将在履约的情况下,使废气和废水汞排放量分别减少25%和85.7%~98.9%,净效益增加50.7%~55.4%.案例企业最有利的选择将是在厂内回收废触媒并改进汞减排设施,但含汞固体废物的环境风险不可忽视.原因是《关于汞的水俣公约》侧重于CCPVC行业的汞输入而非汞排放.此外,目前的汞环境税率低于最优税率,无法为CCPVC企业提供足够的激励以控制汞排放.因此,为了提高《关于汞的水俣公约》的政策效力,有必要推动我国CCPVC行业汞物质平衡的构建,加强对含汞固体废物堆存的监管力度,提高汞排放的环境税率,并将所含的环境风险物质量作为固体废物的计税依据.

1988-2018年喜马拉雅山中部龙巴萨巴冰川变化数据集

冰湖接触型冰川广泛分布于喜马拉雅山地区,受末端冰湖影响,该类冰川对气候变化的响应较其他类型的冰川更为敏感。本数据集基于冰川厚度估算数据和冰湖雷达测深数据,构建了龙巴萨巴冰川/冰湖底部地形(GeoTIFF格式,32位浮点型数据);基于Landsat TM\ETM+\OLI遥感影像,获取了1988–2018年龙巴萨巴冰川/冰湖边界和表碛覆盖(Shapefile格式),以及表面运动数据集(GeoTIFF格式,32位浮点型数据);采用冰川表面能量–物质平衡模型模拟了龙巴萨巴冰川近30 a表面物质平衡,并结合冰川末端退缩和表面流动特征,重建了1989–2018年冰川物质变化序列。本数据集可作为冰湖接触型冰川动力学模型的输入和检校数据,也为研究喜马拉雅山地区不同类型冰川对气候变化的响应研究提供了参考数据。

南极半岛巴赫冰架冰面融水动态遥感监测

南极半岛巴赫冰架(Bach Ice Shelf)是全南极冰盖消融最剧烈的区域之一。每年消融期,大量融水在巴赫冰架冰面存储和输送,对冰架稳定性产生重要影响。但目前对巴赫冰架冰面融水的长期动态变化了解较少。本研究利用2013—2020年21期Landsat-8 OLI(Operational Land Imager)影像提取了巴赫冰架长时序冰面融水遥感信息,统计了融水的面积和体积。综合MERRA-2再分析数据集与冰架高空间分辨率数字高程模型REMA,分析了巴赫冰架冰面融水面积与体积的动态变化,并将遥感反演的冰面融水体积与MERRA-2模型模拟的冰面融水径流量进行对比。结果表明:(1)2013—2020年研究区91.7%的冰面融水分布在巴赫冰架上,且冰架上>90%的融水与触地线距离较近(<7 km);(2)融水通过冰面水系在冰面湖之间输送,但并未到达巴赫冰架前端进入大洋;(3)2013—2020年巴赫冰架冰面融水面积与体积均呈上升趋势,每年12月中旬冰面融水出现在触地线周围,随后开始向冰架前端扩张,次年1月中下旬达到最大值,之后开始消退;(4)遥感反演的冰面融水体积小于MERRA-2模拟获得的融水径流量,MERRA-2模型可能过高地模拟了冰面实际径流量。