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基于随机森林算法的山东地区臭氧污染气象和排放贡献分异和典型污染案例分析

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环境科学研究 2024年

作者：龚安保解欢于阳春沈楠驰杜雨飞张坤陈姝芮吴彤管旭李莉上海大学环境与化学工程学院山东省生态环境规划研究院国家环境保护陆海统筹生态治理与系统调控重点实验室

山东省作为我国东部的工业大省，在经济快速发展的同时，也常年遭受着严重的臭氧(O3)污染，特别是近年来在不利气象条件的影响下，发生多次持续性、大范围的O3污染事件. 因此，如何基于地面观测数据剥离气象及排放的影响，成为O3污染防... 详细信息

山东省作为我国东部的工业大省，在经济快速发展的同时，也常年遭受着严重的臭氧(O3)污染，特别是近年来在不利气象条件的影响下，发生多次持续性、大范围的O3污染事件. 因此，如何基于地面观测数据剥离气象及排放的影响，成为O3污染防控政策评估和政策制定中的重要难题. 针对此问题，本研究基于2020—2022年山东省地面监测站点O3污染逐时观测数据及对应气象数据，运用随机森林模型对气象和排放的贡献进行了剥离；基于沙普利加和模型，对各气象因子的影响水平进行了定量；此外，研究中定义了区域O3污染案例，并对案例期间气象及排放的影响进行了深入的对比分析. 结果表明：2020—2022年山东省O3排放整体呈逐年上升趋势，年变化速率分别为3.3%(济南市)、7.8%(潍坊市)和4.4%(烟台市)，2020年及2021年气象条件有利于O3浓度高值的消减，气象条件消减了2.27～8.26 μg/m3，属于“天帮忙”；而2022年气象条件相对不利，气象条件贡献了5.16～10.69 μg/m3. 而在区域O3污染案例期间，排放的相对贡献较全年平均水平差异较小，不利气象因素是O3污染形成的主要诱因. 在各气象因子中，温度和相对湿度是影响O3浓度最主要的气象因素，其中温度的影响最为显著，日间峰值贡献达到33.36～89.61 μg/m3. 研究显示，O3前体物排放贡献的年际变化差异不显著，而不利气象条件则是造成O3污染的重要因素，后续应更加重视在高温低湿条件下的O3污染防控工作.

关键词：随机森林沙普利加和山东省臭氧排放贡献气象贡献

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农村生活污水治理现状及治理技术分析

清洗世界 2024年第6期40卷 120-122页

作者：金翠萍宋杰徐毅李政崔文慧国家环境保护陆海统筹生态治理与系统调控重点实验室山东省生态环境规划研究院

为了全面助推乡村振兴高质量发展，需要加大我国农村生态环境质量改善力度。在我国农村地区，水安全与水环境问题属于农村人居环境改善工作中的重要一环，已成为生态环境保护工作中高度关注的重要内容。现阶段，我国农村生活污水治理仍... 详细信息

为了全面助推乡村振兴高质量发展，需要加大我国农村生态环境质量改善力度。在我国农村地区，水安全与水环境问题属于农村人居环境改善工作中的重要一环，已成为生态环境保护工作中高度关注的重要内容。现阶段，我国农村生活污水治理仍然存在许多亟待解决的问题，本文将对农村生活污水治理现状进行分析，并着重探讨相关生活污水治理技术，以供专业人士借鉴。

关键词：农村生活污水治理现状治理技术

新形势下环境影响评价工作中存在的问题及改进措施探析

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清洗世界 2024年第7期 145-147页

作者：宋杰徐毅崔文慧金翠萍高梦夕国家环境保护陆海统筹生态治理与系统调控重点实验室山东省生态环境规划研究院

近年来，随着国家对环保工作的愈加重视，为了进一步提升环境治理效果，环境影响评价工作便需要予以极大的关注。对于环境影响评价工作来说，如果不能有效地开展环境影响评价工作，则势必会影响环境治理工作决策制定的质量。因此，为了... 详细信息

近年来，随着国家对环保工作的愈加重视，为了进一步提升环境治理效果，环境影响评价工作便需要予以极大的关注。对于环境影响评价工作来说，如果不能有效地开展环境影响评价工作，则势必会影响环境治理工作决策制定的质量。因此，为了加快城市化进程推进速度，提升我国环境保护工作水平，需要认真分析新形势下环境影响评价工作中存在的问题，并提出针对性的改进措施。

关键词：新形势下环境影响评价问题改进建议

黄土丘陵沟壑区坡面水沙尺度传递效应及其影响因素分析

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水土保持研究 2024年第4期31卷 1-10页

作者：李爽张秋芬郑越馨鱼京善姚晓磊韩飞飞北京师范大学水科学研究院数字流域实验室北京100875 黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南省黄河流域生态环境保护与修复重点实验室郑州450003 山东省生态环境规划研究院国家环境保护陆海统筹生态治理与系统调控重点实验室济南250101

[目的]探究坡面水沙运动过程中的尺度效应,阐明黄土高原丘陵沟壑区水沙运动尺度效应影响机制,进而为水沙传递机理研究及黄河流域水沙综合治理提供科学支撑。[方法]基于黄河子洲径流试验站4个径流场径流泥沙资料,通过对比分析次降雨事件... 详细信息

[目的]探究坡面水沙运动过程中的尺度效应,阐明黄土高原丘陵沟壑区水沙运动尺度效应影响机制,进而为水沙传递机理研究及黄河流域水沙综合治理提供科学支撑。[方法]基于黄河子洲径流试验站4个径流场径流泥沙资料,通过对比分析次降雨事件下不同坡长产流产沙过程,揭示了坡面产流产沙的尺度传递效应。提出尺度传递效率概念,用来表征上下层级间水沙传递关系,进而探究了径流泥沙传递效率的影响因素。[结果](1)不同降雨类型特征因素对坡面产流产沙的影响不同,降雨历时主要影响坡面产流产沙能力,平均雨强主要影响坡面产流产沙起始时间;(2)次降雨事件下,不同坡长的径流传递是较为理想的平衡传递机制,且随坡长增加,径流的传递能力呈减小趋势。而在40~60 m坡长条件下,泥沙的传递表现为非平衡传递过程,随坡长增加,泥沙的传递能力呈先增大后减小的变化趋势;(3)不同尺度坡面水沙传递效率的影响因素不同,径流深、平均雨强及雨后表层土壤含水率是影响水沙尺度效率传递的主要因素。[结论]黄土丘陵沟壑区坡面产流产沙能力受降雨特性及坡长的影响,水沙沿程传递存在明显的折损或增益的尺度效应,水沙传递效率受雨强、径流及土壤湿度等多重因素的调控。

关键词：水土流失尺度效应尺度传递效率产流输沙

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新形势下水生态环境保护与污染治理分析

皮革制作与环保科技 2024年第8期5卷 34-36页

作者：王静静李爱华李艺吕铃钥梁金辉山东省生态环境规划研究院国家环境保护陆海统筹生态治理与系统调控重点实验室山东济南250000

为了应对新形势下水生态系统保护和污染控制不断变化的挑战,需要采取多样化的方法。本文为此提出了针对性的战略,强调要加强法制监管、完善监测系统、重视可持续实践和社会参与。具体策略包括加强立法、培育生态友好型产业以及促进节约... 详细信息

为了应对新形势下水生态系统保护和污染控制不断变化的挑战,需要采取多样化的方法。本文为此提出了针对性的战略,强调要加强法制监管、完善监测系统、重视可持续实践和社会参与。具体策略包括加强立法、培育生态友好型产业以及促进节约用水。此外,对于污染治理工作,实施先进的污染处理技术和流域管理策略至关重要,最终确保能够为子孙后代保护好水生态系统。

关键词：新形势水生态环境保护污染治理

鱼台县老万福河流域农业面源污染负荷估算分析

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农业开发与装备 2024年第4期 124-126页

作者：孙翠平康蒙孟凡伟王倩韩子叻山东省生态环境规划研究院山东济南250101 国家环境保护陆海统筹生态治理与系统调控重点实验室山东济南250101 山东高速天鸿产业投资控股有限公司山东济南250101

基于现场调查和统计分析,采用排污系数法估算了鱼台县老万福河流域2022年农业种植、规模以下畜禽养殖与淡水水产养殖化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)排放量,并进行了相关分析。结果表明,COD、TN和TP排放量分别为830.78、213.45 t/a... 详细信息

基于现场调查和统计分析,采用排污系数法估算了鱼台县老万福河流域2022年农业种植、规模以下畜禽养殖与淡水水产养殖化学需氧量(COD)、总氮(TN)和总磷(TP)排放量,并进行了相关分析。结果表明,COD、TN和TP排放量分别为830.78、213.45 t/a和14.61 t/a,COD排放量较大。从排放源看,农业种植是TN的主要来源,占比51.80%;规模以下畜禽养殖是COD、TP的主要来源,占比分别为52.22%、39.29%;淡水水产养殖COD、TN和TP排放占比均较高,分别为47.78%、37.69%和43.66%。分析发现,氮肥施用量大和水稻种植退水是造成种植业TN排放量大的原因,生猪养殖是造成规模以下畜禽养殖COD排放量高的主要原因,鱼台县作为水产养殖大县,要优化水产养殖种类和养殖模式减少污染物排放量。可见,研究结果为鱼台县老万福河流域农业面源污染现状评价提供了参考,对下一步农业面源污染防控具有重要指导意义。

关键词：农业面源老万福河流域排污系数法污染负荷

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黄河流域水-能源-生态系统协同增效战略体系构建研究

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环境科学研究 2024年第1期37卷 11-23页

作者：迟妍妍王夏晖刘斯洋张丽苹王晶晶付乐许开鹏王金南生态环境部环境规划院黄河生态文明研究中心北京100041

黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略加快推进实施,流域水资源、能源、生态安全作为战略实施的核心要素、基础动力和约束性要求,三者形成互为基础、相互依存、彼此促进的有机整体.本文构建了水-能源-生态系统协同增效概念模型,评... 详细信息

黄河流域生态保护和高质量发展国家重大战略加快推进实施,流域水资源、能源、生态安全作为战略实施的核心要素、基础动力和约束性要求,三者形成互为基础、相互依存、彼此促进的有机整体.本文构建了水-能源-生态系统协同增效概念模型,评估了黄河流域水资源承载、生态系统质量、碳排放并揭示了其驱动因素,系统分析了黄河流域水-能源-生态系统之间的纽带关系,构建了黄河流域水-能源-生态系统协同增效战略体系.结果表明:(1)2021年黄河流域水资源严重超载,除青海省和四川省以外,其他7个省区水资源开发潜力很小;同时流域生态系统敏感脆弱、生态系统服务功能重要,极度、重度敏感区域面积占比共计52%,生态系统服务功能极重要、较重要区域面积占比共计63.2%.2005-2021年黄河流域CO_(2)排放量上升,但排放强度总体下降,青海省、甘肃省和山西省CO_(2)排放强度下降明显.(2)自然生态本底脆弱、天然河川径流量减少、供水量平稳但耗水量增加、用水结构不合理、上游用水效率不高、以煤为主的能源消费结构是导致黄河流域生态系统敏感、水资源超载、碳排放量增加的主要驱动因素.(3)黄河流域水-能源-生态系统相互依存、相互影响,具体表现在流域水量减少直接影响生态系统质量,干流人工化导致河流生态系统受损,水资源过度开发利用引发生态环境问题,忽略水资源承载的生态治理引发新问题,煤炭开采加剧水资源短缺造成生态恶化,能源利用效率较低不利于污染物和CO_(2)协同减排等方面.基于以上分析,提出以“刚性约束”为核心综合调控水资源、以“以水定绿”为核心实施一体保护修复、以“清洁低碳”为核心加快能源多元转型、以“联动增效”为核心推进流域协同治理、以“工程引领”为核心推动协同目标实现等对策措施.

关键词：黄河流域水-能源-生态系统协同增效生态保护高质量发展

水功能区划职能转隶现状与发展建议——以四川省为例

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人民长江 2024年

作者：陈奕彤林晶晶黄庆成亚薇生态环境部长江流域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心四川省环境政策研究与规划院

为了进一步提升水功能区管理工作成效，推动水功能区与水环境控制单元区划体系和管控手段的有机融合，通过研究水功能区监督管理工作的发展历程及四川省水功能区划体系现状，梳理总结了水功能区存在的四点问题，并对水功能区划的监督管... 详细信息

为了进一步提升水功能区管理工作成效，推动水功能区与水环境控制单元区划体系和管控手段的有机融合，通过研究水功能区监督管理工作的发展历程及四川省水功能区划体系现状，梳理总结了水功能区存在的四点问题，并对水功能区划的监督管理工作提出五点建议，一是坚持接续与创新谋划，构建基于“三水统筹”的水功能区监督管理体系；二是强化系统与精准管控，形成“水陆统筹、以水定岸”的水环境协同治理路径；三是兼顾现状与发展诉求，启动水功能区调整更新工作；四是坚持精准与全面监测，完善水功能区考核评价体系；五是突出过程与目标管理，推动水功能区监督管理与入河排污口管理融合贯通。

关键词：水功能区划职能转隶现状与问题对策建议四川省

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城市水系统理论及其模型研制与应用

中国科学：地球科学 2024年第3期54卷 725-744页

作者：夏军张永勇佘敦先张世彦杨军吕明权张翔罗安琪吴胜军刘阳中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京100101 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室福建省流域生态重点实验室水生态健康研究组厦门361021 中国科学院重庆绿色智能技术研究院重庆400714

城市水系统理论是流域水系统科学在城市尺度的拓展,为解决城市化引起的人水关系失衡和突出水问题(内涝、黑臭和水污染、生态退化等)提供了新的系统化解决方案.现有城市水系统相关研究大多关注水循环单一过程,对水循环及其伴生的物质循... 详细信息

城市水系统理论是流域水系统科学在城市尺度的拓展,为解决城市化引起的人水关系失衡和突出水问题(内涝、黑臭和水污染、生态退化等)提供了新的系统化解决方案.现有城市水系统相关研究大多关注水循环单一过程,对水循环及其伴生的物质循环、水生态以及人文等过程互馈机制仍需进一步探索.本文以流域水系统科学和水循环理论为基础,发展了城市水系统的概念、理论和技术体系;以城市多种下垫面条件下时变增益降雨-径流模型为核心,耦合自然-社会水循环及其伴生的水环境、水生态等过程和多尺度海绵措施的影响,研发了城市水系统5.0模型,实现了源头降雨-径流-面源污染负荷、排水管网系统水量水质转输、末端调蓄和净化、社会经济水循环、水系统评估和调控等五大关键模拟功能,成果已在武汉市开展示范应用.结果表明:城市水系统应以城市及其联系的河湖为研究对象,探索城市自然-人工侧支水循环和外江调蓄等耦合,以及社会经济发展、海绵措施对水量-水质-水生态等过程的调控机制.研发的城市水系统5.0模型很好地模拟了城区降雨-径流过程、水体总氮和总磷浓度、社会经济发展特征指标等.与实测数据对比,所有降雨-径流场次的相关系数和纳什效率系数分别处于优秀和良好等级;78.1%的实测点位中总氮和总磷浓度模拟偏差均在良好等级,且相关系数均在0.90以上;在18个社会经济发展特征指标中, 100%、83.3%和69.4%的指标偏差、相关系数和纳什效率系数均在优秀等级.在此基础上,优选源头海绵措施、人工强化措施和源头削减-路径拦截-末端治理等分别明显改善了内涝、水体黑臭和湖泊富营养化.其中10年一遇降雨条件下最大内涝淹没面积削减达32.6%,黑臭水体去除率为65%,水体综合营养指数降低了37%,武汉市2020年绿色发展水平也由现状条件下的0.56提升到了0.67,在城市绿色发展评估体系的五个维度(资源利用、环境质量、生态保护、经济增长和绿色生活)中,生态保护维度改善最明显.本研究将进一步推动城市水文学、环境科学和生态学等多学科领域的交叉和发展,也为我国城市复杂水问题的解决和绿色发展等提供重要的理论和技术基础.

关键词：城市水系统人水关系水问题绿色发展理论基础数学模型

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