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黄河流域农业面源污染时空变化及因素分析

农业工程学报 2021年第4期37卷 257-264页

作者：陶园徐静任贺靖管孝艳尤李俊王少丽中国水利水电科学研究院北京100048 国家节水灌溉北京工程技术研究中心北京100048

为探究黄河流域农业面源污染特点及有效治理措施,基于两次全国污染源普查数据,通过补充计算,分析了黄河流域污染物排放总量以及农业面源污染排放量的时空分布特点,探究了流域内各省份影响农业源污染化肥施用量、秸秆产生量和畜禽养殖等... 详细信息

为探究黄河流域农业面源污染特点及有效治理措施,基于两次全国污染源普查数据,通过补充计算,分析了黄河流域污染物排放总量以及农业面源污染排放量的时空分布特点,探究了流域内各省份影响农业源污染化肥施用量、秸秆产生量和畜禽养殖等因素的时空分布情况以及污染治理效率,讨论了黄河流域面源污染针对性的治理对策。与2006年相比,2017年黄河流域污染物排放总量显著减少,农业源产生的化学需氧量、氨氮污染量占总污染量的比例显著增加,2017年农业源产生的化学需氧量、氨氮、总氮、总磷污染物排放量分别为96.2、1.2、7.9和1.1万t,污染量输出最大的省份为内蒙古,但单位耕地面积污染输出最大的两个省份为河南省和山东省。2017年黄河流域畜禽养殖是化学需氧量排放量的最直接影响因素,化肥是氨氮、总氮及总磷排放量的最直接影响因素,不同污染物指标与主控因子之间呈现显著的线性相关关系。与2006年相比,2017年流域内基础因素典型变化包括内蒙古耕地面积增加30%、流域内秸秆产生量及畜禽养殖猪当量分别增加46%和减少27%。河南、陕西、山东省份的单位面积化肥施用量过大,河南省的污染治理效率需要迫切提升。黄河流域农业面源污染治理应当采取全面治理政策及针对性污染治理策略相结合的方法进行,典型针对性措施包括加强陕西、河南以及山东省瓜果蔬菜化肥减量措施、西部地区牛羊养殖以及中东部地区猪养殖污染治理。

关键词：农业污染面源排放量化肥秸秆畜禽养殖黄河流域

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中国面源和养殖场点源氨排放的遥感估算

中国面源和养殖场点源氨排放的遥感估算

作者：刘璞兰州大学

学位级别：硕士

作为大气中重要的碱性气体,氨(NH)因其过量排放对环境和人类健康产生的负面影响而备受关注。NH减排政策的制定及评估其生态环境影响需要对氨排放进行准确估算。现有的NH排放清单通常采用自下而上的方法构建,其存在较大的不确定性且无法... 详细信息

作为大气中重要的碱性气体,氨(NH)因其过量排放对环境和人类健康产生的负面影响而备受关注。NH减排政策的制定及评估其生态环境影响需要对氨排放进行准确估算。现有的NH排放清单通常采用自下而上的方法构建,其存在较大的不确定性且无法完整重现NH排放的时空特征,而基于遥感数据的自上而下NH排放估算方法在时效性和时空连续性上具有优势。中国是全球NH排放的热点区域,然而基于遥感中国NH排放反演研究较为有限,需进一步探索。本研究通过自上而下方法估算了中国面源和养殖场点源的NH排放。研究使用2008-2020年期间IASI-NH柱状浓度再分析资料,结合GEOS-Chem大气化学传输模型与随机森林模型建立了中国面源NH排放估算模型,并改进了用于估算养殖场点源NH排放的一阶大气箱式模型,进而计算了中国面源和养殖场点源NH排放,并分析了排放时空演变规律和相关影响因素。主要结论如下:(1)基于GEOS-Chem模式和随机森林模型构建了自上而下中国面源NH排放估算模型。模型在验证集上表现较好,其R=0.86,RMSE=0.34 kg N ha,MAE=0.16 kg N ha。将自上而下估算的NH排放与EDGAR、REAS和MIX排放清单在中国主要区域源和热点源进行了比较,结果表明自上而下估算结果与自下而上结果(REAS和MIX)一致性较高。(2)阐明了中国面源NH排放的区域分布特征。华北平原、四川盆地、东北平原和新疆西北部区域是中国面源NH排放的重点区域。不同空间分布的土地利用类型其面源NH排放有着不同的特征,城建区(43.85 kg N ha,0.15 Tg N)、农业用地(43.47 kg N ha,8.17 Tg N)、林地(14.71 kg N ha,3.0 Tg N)、草地(8.12 kg N ha,2.74 Tg N)、水体(14.71 kg N ha,0.03 Tg N)和裸地(1.02kg N ha,0.21 Tg N),这表明了农业区是中国重要的NH排放区域源。(3)阐明了中国面源NH排放的时间变化特征。在2008-2020年期间,中国面源的NH排放总量呈现增加趋势(0.3 Tg N yr),从2008年的10.42 Tg N增长到2020年的14.31 Tg N。中国面源NH排放总量在2008-2011年间基本稳定(0.01 Tg N yr),而在2012-2020年间显著增加(0.43 Tg N yr),特别是华北平原和四川盆地具有显著增长趋势,而青藏高原部分地区有轻微下降趋势。中国面源NH排放整体存在着明显的季节特征,夏季(3.6 Tg)具有最高的NH排放,其次为春季(2.92 Tg),秋季(2.61 Tg)和冬季(2.5 Tg)。(4)基于改进的考虑背景排放一阶段大气箱式模型估算了中国有限养殖场点源的NH排放。通过POI搜索补充了有限的中国养殖场点源空间分布图,其整体呈现东部数量较多而西部较少的特点。随后结合IASI-NH柱浓度和改进的箱模型自上而下估算了养殖场点源的NH排放,结果表明2020年全国养殖场点源的NH排放强度平均值为26.45 kg N ha,其排放强度范围在1.41 kg N ha到117.13 kg N ha之间。(5)阐明了中国有限养殖场点源NH排放的时间变化特征,并举例对具体的养殖场点源的NH排放变化情况进行了分析。在2008年至2020年期间,中国养殖场点源NH排放总体呈增长趋势(2.3 kg N hayr)。养殖场点源排放总体的季节特征为高排放发生在夏季,而低排放通常出现在秋冬季。对示例养殖场点源的NH排放分析显示,对于特定具体的养殖场点源,其NH排放变化与总体存在差异。(6)对比分析了自上而下计算的养殖场点源NH排放与自下而上排放清单的畜牧养殖排放。以市域为单位区域统计养殖场点源NH排放中位数,在58.2%的市域中IASI估算的养殖场点源的NH排放量与REAS中的排放量相差不超过四倍;而与EDGAR清单的对比表明,仅有36.51%的市域IASI估算结果与EDGAR清单中的排放量相差在四倍之内。比较结果显示,两类排放清单对中国养殖来源的NH排放存在明显低估。本研究分别构建和改进了中国面源和养殖场点源NH排放遥感估算模型,是自上而下NH排放监测方法的重要补充。本研究探讨了卫星遥感在养殖场点源NH排放估算中的潜在应用,以期为今后更多的相关研究提供参考。研究分析了中国面源和养殖场点源NH排放的时空变化模式,这有助于对中国面源和养殖场点源NH排放的全面理解,为相关部门制定生态环境保护和NH减排政策提供了科学依据。

关键词： NH3排放 IASI GEOS-Chem 面源养殖场点源时空变化

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南水北调中线水源地小流域面源污染生态阻控

环境工程学报 2020年第10期14卷 2615-2623页

作者：王超贾海燕雷俊山徐建锋雷沛尹炜长江水资源保护科学研究所武汉430051 南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京210046

丹江口水库作为南水北调中线工程的水源地,水质保护极其重要,以小流域为单元建设面源污染生态阻控系统是控制库区氮磷输入的重要途径。结合丹江口库区现状,提出"控山""净水""护林""保田""治村"五位一体的小流域面源生态阻控总体思路,将... 详细信息

丹江口水库作为南水北调中线工程的水源地,水质保护极其重要,以小流域为单元建设面源污染生态阻控系统是控制库区氮磷输入的重要途径。结合丹江口库区现状,提出"控山""净水""护林""保田""治村"五位一体的小流域面源生态阻控总体思路,将汇水流域、汇水沟道、塘洼节点等区域的措施耦合衔接,功能上互补,形成生态阻控系统。小流域面源生态阻控技术的实施包括本底调查和问题识别、措施布局设计、工程建设和运行监测等步骤。该技术方法在丹江口库周的钱家沟小流域开展了应用实践,阻控系统建设完毕后的监测结果显示,小流域TN平均下降33.9%,TP平均下降49.1%,总体阻控效果较好,可为南水北调中线水源地小流域的面源治理提供参考。

关键词：南水北调中线丹江口水库水源地小流域面源生态阻控

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面源红外诱饵外场辐射性能测量精度控制措施

光学与光电技术 2022年第3期20卷 119-122页

作者：刘静梅中国人民解放军91404部队河北秦皇岛066001

面源红外诱饵是对抗红外成像制导导弹的典型干扰手段,其红外辐射性能是决定面源红外诱饵反导作战效能发挥的重要技术指标。分析了红外热像仪外场测量面源红外诱饵红外辐射性能的误差因素,针对辐射标定、测量距离选取、目标像元选取以及... 详细信息

面源红外诱饵是对抗红外成像制导导弹的典型干扰手段,其红外辐射性能是决定面源红外诱饵反导作战效能发挥的重要技术指标。分析了红外热像仪外场测量面源红外诱饵红外辐射性能的误差因素,针对辐射标定、测量距离选取、目标像元选取以及大气衰减修正等关键环节,分别提出了标定和测量实施过程中提高测量精度的有效方法和改进措施,红外辐射测量精度由传统方法的9.8%~21.7%提高到5.4%~10.1%,为外场测量面源红外诱饵红外辐射性能提供有效手段。

关键词：面源红外制导红外诱饵辐射性能精度控制

利用DPeRS模型估算巢湖流域氨氮和化学需氧量的面源污染负荷

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环境科学学报 2015年第9期35卷 2883-2891页

作者：王雪蕾吴传庆冯爱萍马友华王新新陈敏鹏环境保护部卫星环境应用中心北京100094 安徽农业大学资源与环境学院合肥230036 中国农业大学资源与环境学院北京100193 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

巢湖作为安徽省重要的饮用水源,其面源污染问题受到广泛关注.本文利用一种基于遥感分布式面源污染计算模型——DPeRS(Diffuse pollution estimation with remote sensing)模型,估算了巢湖流域2010年氨氮(NH+4-N)和化学需氧量(CODCr)面... 详细信息

巢湖作为安徽省重要的饮用水源,其面源污染问题受到广泛关注.本文利用一种基于遥感分布式面源污染计算模型——DPeRS(Diffuse pollution estimation with remote sensing)模型,估算了巢湖流域2010年氨氮(NH+4-N)和化学需氧量(CODCr)面源污染物负荷,并进行污染特征解析,结果表明:1巢湖流域污染物以耗氧有机物为主,2010年产生NH+4-N 1562 t,进入水体800 t;CODCr9×104t,进入水体5×104t.22010年不同月份面源氨氮和CODCr污染负荷均有显著性差异,其中,7—8月氨氮和CODCr污染产生量较高.3空间分布上,氨氮和CODCr污染物主要集中在巢湖流域西北部地区;从区县角度来看,合肥市市辖区面源污染物产生量及入河排放量最大.4污染类型分析结果表明:城镇径流是氨氮最主要的面源污染源,且氨氮污染负荷与城镇人口密度的相关系数达到0.98,氨氮污染负荷与农田氮平衡的相关系数为0.65;而畜禽养殖是CODCr最主要的面源污染源,且CODCr污染产生负荷与畜禽养殖密度之间有显著的空间关联性,其相关系数达到0.91.

关键词： DPeRS模型面源氨氮化学需氧量巢湖流域

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面源红外诱饵与烟幕复合使用及仿真研究

系统仿真技术 2016年第4期12卷 307-310,317页

作者：刘静梅解放军91404部队

随着红外成像技术的不断发展,红外成像制导导弹对舰船构成严重威胁,面源红外诱饵是对抗红外成像制导导弹的新型对抗手段。但实际对抗使用时,适当调整跟踪算法很可能导致面源红外诱骗失败。烟幕遮蔽协同的面源红外干扰是用于对抗红外成... 详细信息

随着红外成像技术的不断发展,红外成像制导导弹对舰船构成严重威胁,面源红外诱饵是对抗红外成像制导导弹的新型对抗手段。但实际对抗使用时,适当调整跟踪算法很可能导致面源红外诱骗失败。烟幕遮蔽协同的面源红外干扰是用于对抗红外成像导引头跟踪阶段的一种新型干扰样式,对于保护大中型水面舰船目标效果更好。本文介绍了面源红外诱饵和烟幕干扰的工作特性,对面源红外诱饵与烟幕复合使用原理进行分析,并通过仿真平台进行测试。结果表明,复合使用面源红外诱饵和烟幕干扰,充分利用烟幕遮蔽作用和面源红外诱饵的诱骗作用,可以达到更优的干扰效果。

关键词：面源红外诱饵烟幕仿真

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HPGe探测器体源效率面源模拟刻度技术

核电子学与探测技术 2013年第2期33卷 130-134页

作者：田自宁欧阳晓平冯天成雷震李安周腾飞清华大学工程物理系北京100084 西北核技术研究所西安710024

使用面源模拟刻度体源不同高度处薄层的探测效率,随高度积分获得了Ф75 mm×25 mm241Am体源及气态241Am源的探测效率,模拟刻度结果和LabSOCS计算值的偏差在±7%以内。同理,使用LabSOCS无源效率刻度技术进行面源分层刻度计算,并随高度积... 详细信息

使用面源模拟刻度体源不同高度处薄层的探测效率,随高度积分获得了Ф75 mm×25 mm241Am体源及气态241Am源的探测效率,模拟刻度结果和LabSOCS计算值的偏差在±7%以内。同理,使用LabSOCS无源效率刻度技术进行面源分层刻度计算,并随高度积分获得Ф75 mm×25 mm尺寸133Xe气体源和137Cs液体源探测效率,模拟刻度结果和LabSOCS计算值的偏差在±1%以内。实验和理论计算证明面源模拟刻度技术是有效可行的。相对体源刻度技术,面源刻度可以省去样品源制作及运输,大大提高工作效率。

关键词：面源 LabSOCS 效率刻度

基于概率密度的面源刻度法对碘盒中^(131)I的定量监测

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辐射研究与辐射工艺学报 2022年第4期40卷 38-47页

作者：许丰王所富郭建友於国兵徐平王雪建安徽大学物理与光电工程学院合肥230601 安徽大学物质科学与信息技术研究院合肥230601 安徽省生态环境保护厅辐射环境监督站合肥230071 中国科学技术大学核科学技术学院合肥230027

本文引入概率密度函数,对^(131)I特征γ射线的面源效率与高度进行函数关系拟合,采用积分法对非均匀分布碘盒体源进行效率刻度,然后根据正反放置下的效率比值K与分布参数α联立构建数学模型,确定了碘盒中^(131)I的活度。为了验证该方法... 详细信息

本文引入概率密度函数,对^(131)I特征γ射线的面源效率与高度进行函数关系拟合,采用积分法对非均匀分布碘盒体源进行效率刻度,然后根据正反放置下的效率比值K与分布参数α联立构建数学模型,确定了碘盒中^(131)I的活度。为了验证该方法在实验中的可行性,通过对气态碘采集实验获得的非均匀碘盒样品进行分析,采用概率密度面源刻度方法得到的碘盒总活度与碘盒拆解-搅拌-回填处理得到的总活度比较,以^(131)I特征γ射线364.48 keV为分析射线,两者的均匀偏差为5.71%,最大偏差为8.54%。结果表明:通过概率密度函数的面源刻度方法,可以快速、方便地获得不均匀分布碘盒的探测效率,为实现气态碘的定量监测提供一条可行的途径。

关键词： ^(131)I 面源气态碘概率密度探测效率

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三峡库区面源污染综合管理前景与方法探究

环境科学与技术 2013年第S1期36卷 311-314页

作者：王玲玲张斌闫春淼廖琪湖北省环境科学研究院湖北武汉430072

文章阐述了目前国内外面源污染的现状,在研究国内外有关面源污染模型并结合三峡库区流域具体的流域污染特点的基础之上,探讨三峡库区面源污染综合管理方案,开创了三峡流域面源污染研究的新阶段,同时为三峡库区规划和管理提供决策依据。

关键词：三峡库区面源综合管理