山东某典型石化企业土壤污染特征及健康风险评估

为探究石化企业生产活动对土壤环境的影响,该文以山东某石化企业地块为研究对象,共采集土壤样品3435个,测定BTEX、PAHs和石油烃(C_(10)-C_(40))含量并对其健康风险进行风险评估,研究结果表明:地块中苯、乙苯、间/对二甲苯、苯并[a]芘、石油烃(C_(10)-C_(40))超过GB 36600中的一类用地筛选值。风险评估可知上述5种关注污染物对人体的健康风险不可接受,计算出土壤中苯的风险控制值为0.156 mg/kg,乙苯的风险控制值为0.56 mg/kg,间二甲苯的风险控制值为12.2 mg/kg,对二甲苯的风险控制值为12.3 mg/kg,石油烃(C_(10)-C_(40))的风险控制值为826 mg/kg。综合中第一类用地筛选值的相关说明,给出了该地块的建议修复目标值为:苯1 mg/kg、乙苯7.2 mg/kg、间对二甲苯163 mg/kg、石油烃(C_(10)-C_(40))826 mg/kg。

面雨量的不确定性对洪水期间径流模拟的影响

降雨是洪水过程模拟的重要输入,研究降雨输入的不确定性对洪水期间径流模拟的影响是优化洪水预报的重要手段。为研究不同降雨数据密度下面降雨量的特征以及其对径流模拟结果的精度影响,以曹娥江流域上浦闸以上为研究区域,2021年“烟花”洪水为研究案例,选取不同数量的实测降雨站点数量,使用泰森多边形插值法对研究区域内实测点降雨数据进行空间插值得到面降雨量。在高密度降雨数据情况下,使用自研发的率定软件对NAM水文模型和HD水动力的耦合模型进行模型参数的联合率定。确定模型参数后,模拟不同密度的面降雨输入下的径流结果,计算实测径流过程与模拟径流过程的误差,量化面雨量计算的不确定性对模拟精度的影响。结果显示:降雨数据密度由低至高,各站的模拟径流确定性系数分别为,嵊州新市站0.84、0.83、0.83、0.76;嵊州站0.97、0.96、0.95、0.92;黄泽站0.83、0.91、0.89、0.90;东山站0.97、0.97、0.98、0.98。结果表明:在降雨数据较少的情况下,面降雨数据易受到单个站点的数据影响,径流模拟结果的不确定性较大。整体而言,降雨数据的密度越大,面降雨量的不确定性越小,径流模拟结果的精度越高;在降雨数据达到一定密度后,降雨数据的增加对精度没有明显的提升效果。

泰森多边形法在小流域面雨量计算中的应用

为探究泰森多边形法在小流域面雨量计算中的适用性,以地处江淮丘陵区适宜进行产汇流机制等水文基础理论研究的典型闭合小流域花山流域为例,结合流域现状站点分布和地形特点,选取流域多年面雨量、典型场次与典型日面雨量三种不同降雨量级实例,分别采用算术平均法、泰森多边形法和等值线法计算面雨量进行对比。年面雨量和场次面雨量计算中泰森多边法对比等值线法计算值相对误差小于1.00%,日面雨量计算值相对误差小于2.00%;算术平均法在典型场次面雨量样本中有40.0%的计算值相对误差大于1.00%,最大相对误差为-2.47%,在典型日面雨量样本中有36.8%的计算值相对误差大于2.00%,最大相对误差为9.38%。结果表明:不同降雨量级使用泰森多边形法计算面雨量比算术平均法更接近于等值线法计算值;算术平均法在降雨量较小时受局部降雨影响计算误差较大,在年面雨量计算时可以和泰森多边形法互换使用。

中国降水演变趋势诊断及其新事实

利用动态泰森多边形模型,计算评价了中国1951—2006年全国尺度及各区域尺度的月、季、汛期、年等时段的降水量,并分析了年、季、汛期等降水量的时空分布、区域特征及其年际年内(月、季)变化等基本规律;分析诊断了年、季、汛期降水量的演变趋势、突变趋势、震荡周期等特性;对比分析了长期(1961—2006年)、近期(1980—2006年)以及近期与前期(1961—1979年)降水量的变化特征及其空间变化分布。结果表明,中国近期年降水量在环渤海湾600 mm等值线有所南移,100°E以西地区年降水量普遍增多;内蒙古中西部、海河沿海、黄河中部、淮河北部近期降水量比前期偏少10%以上,嫩江中部、长江下游、闽南沿海、西藏中北部、新疆中西部则偏多10%以上,而塔里木河、伊犁河上游偏多达30%以上。

太湖水体氮、磷赋存量的逐月变化规律研究

基于中国科学院太湖湖泊生态系统研究站2005～2009年对太湖逐月叶绿素a、氮、磷各形态因子及水深的监测,结合太湖大浦水文站的逐日水位数据,估算出2005～2009年太湖的逐日水量,并运用泰森多边形法,估算出太湖水体总氮（TN）、总磷（TP）、溶解性总氮（TDN）、溶解性总磷（TDP）、硝态氮（NO3）、铵态氮（NH4）、亚硝态氮（NO2）、反应性活性磷（PO4）、颗粒态总氮（TPN）、颗粒态总磷（TPP）、浮游藻类叶绿素a（Chla）的逐月动态变化过程.结果表明：（1）太湖2005～2009年TN、TDN、N02、N03、NH4、TP、TDP、PO4、TPN、TPP、Chla的平均赋存量分别为1.36×104t、1.02×104t、0.02×104t、0.37×104t、0.25×104t、514.34 t、147.30t、51.44 t、0.34×104t、367.04t、7.92 t,不同月份、年际之间变化剧烈,变幅分别为106％、142％、657％、252％、233％、95％、196％、276％、236％、131％、276％;（2）2007年6月无锡贡湖水厂“饮用水危机”事件之后,截止到2009年12月,太湖水体各形态氮及总磷赋存量的下降趋势不明显,溶解性总磷、反应性活性磷的赋存量反而增高,反映出营养盐控制任务的艰巨性.本研究表明,对于年水量变幅巨大的大型湖泊,全湖水体营养盐赋存量在评估水体营养盐污染状况中是一个有价值的指标;对于太湖流域的污染控制效果,仅从浓度角度评价具有一定的缺陷,有必要从水体营养盐赋存量的变化规律上探讨其治理效果.

基于泰森多边形法的空间品位插值

为使泰森多边形法能够用于三维地质体的空间属性插值,生成规则网格结构化体数据,利用取样数据的空间分布特性,提出了用于空间插值的方案,通过分析泰森多边形的性质,无需真正构造泰森多边形,建立了具有距离相关性的品位插值关系,从而解决了泰森多边形法的空间品位插值问题。实例验证表明,该插值方案是可行的,插值结果是理想的。

CMORPH融合降水产品与地面观测雨量资料估算淮河流域面雨量对比分析

基于CMORPH融合降水产品与地面观测雨量资料,分别采用网格算术平均法与泰森多边形法估算淮河流域15个子单元2008—2011年汛期(6—9月)逐日面雨量,并对2种面雨量估算结果进行对比统计分析。结果表明:15个子单元2种面雨量估算结果具有系统性差异,两者之间存在显著线性关系;逐日面雨量估算结果也存在系统性差异,利用地面观测雨量资料估算的面雨量普遍大于利用CMORPH融合降水产品的估算结果;2种面雨量估算结果在降水量级上有很好的对应关系,各降水量级完全对应的总体比例为78.8%,相差1个量级的比例为20.5%,其中小雨量级完全对应的比例高达91.4%。

降雨空间分布不均匀性对流域径流和泥沙模拟影响研究

对降雨空间分布变化的不完全理解,以及缺乏足够的数据来描述降雨的空间分布,阻碍了分布式水文模型的发展。以黄河下游洛河卢氏水文站以上流域为研究区,在GIS技术支持下,采用目前分布式水文模型中应用广泛的Thiessen多边形法确定降雨空间分布,选取分布式水文模型SWAT(SoilandWaterAssessmentTools)研究降雨空间分布不均匀性对流域径流和泥沙模拟的影响。结果表明雨量站密度、雨量站分布和降雨空间分布变化均对模拟结果产生了较大影响,这在一定程度上限制了分布式水文模型的应用和参数识别。此外,Thiessen多边形法对面雨量的估算结果是令人满意的,但对降雨空间分布的描述能力较差。

人工增雨效果评估中的面雨量计算分析

选取北京地区两次不同性质降水过程,分别对仅用气候站和并入自动气象站/雨量站的雨量资料,应用算术平均法和泰森多边形法对固定目标区进行面雨量计算分析。结果表明,泰森多边形法在不同性质降水过程面雨量计算中都表现出了一定优越性;并入自动气象站/雨量站的面雨量结果较仅用气候站资料所得结果更具代表性。在人工增雨效果评估中,可以尝试对由气候站计算的面雨量统计订正的办法,较精确地获得历史期目标区(包括控制区)面雨量实际值,这对提高人工增雨效果的评估精度具有重要实用价值。

两种算法计算金沙江流域月面雨量特征差异分析

长江上游地形复杂,水文气象站点分布不均,利用泰森多边形法和算术平均法分别计算长江上游六大流域1961~2015年逐月面雨量。从空间来看,两种算法的差异在金沙江流域最大;从月份来看,在夏季差异最大。以金沙江流域为对象,分析两种算法造成流域面雨量统计特征的差异,发现两种算法都能较好反映出该流域降水干湿季节分明的特征,但泰森多边形法的结果相对算术平均法要小,尤其是在冬半年个别月份可偏小48%。泰森多边形法得出的面雨量线性变化速率小于算术平均法。在上半年,两种算法的面雨量都为线性增多,但在下半年,泰森多边形法的结论是线性减少的。两种算法的各月面雨量结果都存在着明显的准2~4 a或准6~8 a的周期特征,这与大气的周期振荡关系密切。

淮河流域面雨量计算方法的比较分析

利用2007年7月淮河流域常规站、自动雨量站和自动气象站逐日降雨资料,选取不同的方法,计算淮河流域15个子单元的面雨量实况,并对结果进行了对比分析。结果表明:所采取的泰森多边形法和算术平均法计算结果相差不大。同时,将自动气象站、自动雨量站以及常规站点进行合成,用合成后的站点雨量计算的面雨量与常规站计算结果进行对比,进一步分析站点密度及站点分布对流域面雨量计算的影响,结果表明不同雨量资料的计算结果存在差别。

改进泰森多边形的UWB危化品仓储定位技术

我国危化品仓储库房大多采用人工码垛堆放的存储方式。安全监察部门对于货物堆垛五距(垛距、墙距、顶距、柱距和通道距)虽然有明确要求,但缺乏有效的监管手段。利用超宽带(UWB)技术手段可以较好地对库房中危化品货物进行定位,从而监测堆垛间距。但目前UWB定位精度不能很好地满足危化品仓储监管要求,需要一定的校正手段。泰森多边形矢量校正法可以提高危化品仓储中货物的定位精度,但也存在一定局限性。在分析并通过试验验证其局限性的基础上,提出了改进的泰森多边形矢量校正法。结合危化品仓储实际环境,选取不等距的参考点,同时设立虚拟参考点,构建更多的泰森多边形,能够实现更精准的危化品仓储货物定位。试验证明,改进的泰森多边形矢量校正法能有效提高定位精度,适用于危化品仓储的货物监管。

安徽中西部大型水库面雨量的分析

采用1981～2006年夏季（6～8月）安徽中西部主要大型水库流域10个气象站点逐日（20：00～20：00）降水资料，运用最优面雨量计算方法泰森多边形法计算流域面雨量，分析了安徽中西部主要大型水库流域面雨量的气候特征及其与副热带高压之间的关系。

策勒绿洲生态与灌溉用水对地下水埋深的影响

[目的]估测地下水资源变化动态并对其安全性进行识别,为策勒绿洲水资源管理及维护绿洲生态安全提供一定决策依据。[方法]分析策勒绿洲总用水需求,基于策勒河径流与地下水动态监测数据,计算绿洲用水缺口;最后,通过绿洲长期地下水位监测资料分析地下水位随时间变化规律。[结果]综合考虑生态用水背景下,策勒绿洲年均用水缺口5.20×10~6~1.15×10~7 m^3,当利用策勒绿洲地下水补足绿洲用水差额时,地下水平均埋深年均下降0.27~0.60m,在非枯水年状态下策勒绿洲地下水补给相对充足使得地下水平均水位无明显变化,只在地下水水位时空分布上有所改变,如2008—2014年绿洲地下水平均埋深虽有较大幅度波动,但基本维持在21m上下。[结论]短期来看策勒绿洲地下水埋深变化处于安全范围内,但为了保证绿洲健康可持续发展,并维持地下水埋深的稳定,当前应投入财力到水资源使用的监督和管理中去,将建设农业节水设施作为长期发展策略。

无定河流域降水量空间插值方法比较研究

以黄土高原半干旱区的无定河流域81个雨量站的多年平均、年、月和场次降水量为基础数据,运用泰森多边形法(Thiessen)、一阶全局多项式法(Linear)、反距离加权法(IDW)、薄板样条函数法(TPS)和普通克里格法(Kriging)对降水量数据进行了空间插值和交叉验证,通过对数据和验证指标的对比分析,选出无定河流域不同时间尺度数据所适用的插值方法。研究表明:①多年平均年降水量和年降水量插值中Kriging法插值效果最好;②月降水量数据插值中IDW法插值效果比较稳定;③场次降雨量数据插值中,Kriging法插值效果比较稳定;④对不同时间尺度的降水量数据插值,Thiessen法插值效果差,Linear法插值结果图概化性强、所反映的降水空间信息较少,IDW法对月降水量数据的插值误差适中、插值效果比较稳定,TPS法对极值比较大的月降水量数据插值存在一定的优势、插值图局部光滑性较好,Kriging法对多年平均和年降水量数据插值效果最好。

基于网格划分的自然邻点法在降雨空间分布研究中的应用

基于地理信息系统的网格划分,在泰森多边形法的基础上利用自然邻点法内插出相关研究区每个网格上的雨量值,进一步做出降雨空间分布曲线,得出不同量级降雨量在研究区域的覆盖范围,为面雨量和降雨空间分布计算提供了新方法。

基于混合整数规划法的露天矿配矿品位控制

为了解决露天矿配矿耗时长、成果精度低及与卡调系统不关联的问题,对露天矿配矿进行系统科学分析,提出了基于混合整数规划的露天矿自动化配矿系统,实现对露天矿品位的快速准确控制。以炮孔岩样化验结果和矿山块段模型数据为基础,运用泰森多边形方法对配矿单元进行估值划分,综合考虑矿量、品位、设备和空间位置等约束条件,建立了以出矿品位波动最小为目标函数的露天矿配矿混合整数规划模型。并在Visual Studio环境下用C++语言调用CPLEX求解器进行求解,进而得到用于卡调系统的露天矿配矿开采和派车优化方案。该方法应用于安徽某大型石灰岩露天矿,经实例验证,此方法可在1s内输出配矿结果,同时配矿指标均在目标值上下1.5%范围内波动,对指导矿山的实际生产有重要意义。

塔里木盆地南缘绿洲地下水时空变异与监测点位优化——以策勒绿洲为例

[目的]揭示塔里木盆地南缘绿洲地下水时空变异特征,优化监测点位,为实现水资源的合理利用与绿洲可持续发展提供依据。[方法]基于2008—2014年地下水监测数据,首先利用地统计学方法,通过对球状、指数、高斯3种模型的系统分析,确定适宜该地区的最优模型;其次利用该模型定量分析区域地下水时空变异特征,并进行地下水监测点位优化;最后利用Thiessen多边形法计算地下水平均埋深,对绿洲地下水平均埋深变化特征进行分析。[结果]高斯模型为最优模型,并且地下水的空间异质性和连通性增强;在不影响监测精度前提下,将原有23个监测点有效减至12个,降低监测成本;绿洲地下水平均埋深变化趋于稳定。[结论]绿洲地下水尽管受绿洲扩张影响显著,但因径流补给,目前总体处于安全状况。为保障绿洲健康可持续发展,需在目前绿洲规模基础上适当控制绿洲扩张。

西咸新区降雨空间非一致性对内涝过程影响模拟研究

为分析降雨空间分布非一致性对城市内涝的影响,应用耦合了水文和水动力过程的数值模型,以陕西省西咸新区海绵城市部分核心试点区为研究区域,对不同重现期设计暴雨及离差系数Cv条件下的内涝过程进行模拟,并对内涝积水总量峰值、重度内涝积水总量峰值及其与均匀降雨情况下的内涝积水削减进行对比分析。结果表明:相比于空间均匀降雨,各重现期下空间分布不均匀的内涝积水量均会减少。各重现期下,Cv值越大,即降雨越不均匀,相比于均匀情况内涝积水削减量越大。当Cv值为0.07、0.11、0.15及0.2时,积水总量削减率分别为1.94%~2.05%,3.00%~3.17%,4.08%~4.23%,4.86%~5.15%。重度内涝情况下,同一Cv值,相比于均匀情况内涝积水削减量随设计降雨重现期变长而增多,当Cv=0.07、Cv=0.11、Cv=0.15、Cv=0.20时,削减率的范围分别为2.00%~2.51%、2.60%~3.82%、3.66%~4.98%、3.80%~5.83%。研究结果揭示了降雨空间分布非一致性对内涝的影响规律,为城市内涝防治工作提供了理论依据。

基于泰森多边形的多点法测U形明渠流量

U形渠道是我国灌区主要的输水渠道,基于泰森多边形的多点法在U形明渠流量测验中的应用尚为首次提出,在简单介绍泰森多边形法在明渠流量测量中应用原理的基础上,采用基于泰森多边形的一点法、二点法、三点法来测量U形明渠流量,并进行对比分析,得出此三种方法所测流量的平均误差分别为5.4%、4.6%、1.5%,均满足工程实践的要求,为U形明渠流量的测验提供了一种新的方法。