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水环境数值模拟_SIMPLE算法研究与进展

水环境数值模拟_SIMPLE算法研究与进展
水环境数值模拟_SIMPLE算法研究与进展

水环境数值模拟—SIM PL E算法研究与进展

范辉, 曾凡棠, 郭森

(国家环境保护局华南环境科学研究所,广州 510655)

摘 要:在查阅了众多国内外有关水环境数值模拟文献的基础上,重点考察应用SIMPL E类算法进行数值模拟并同时提出改进的研究。从算法的收敛速度;校正方程;所采用的网格形式三个方面对SIMPL E算法以及在该算法的基础上经改进得到的SIMPL ER、SIM2 PL EC、SIMPL EX等SIMPL E类算法的研究状况进行了论述。最后,在以上论述的基础上,对SIMPL E类算法的发展趋势进行了分析预测。

关键词:SIMPL E算法; 水位校正方程; 非交错网格

中图分类号:X11 文献标识码:A 文章编号:100326504(2006)增20136204

用数值模拟的方法来描述流体的运动可以一直追

溯到1919年,Defant最早应用一维数值计算方法计算

近海浅水问题,,英吉利海峡的潮波解。

Hansen是第一个应用二维数值模型来模拟潮流的运

动,于1956年应用二维全流模式模拟了北海的潮汐运

动。在国内,数值方法模拟潮流运动始于20世纪70年

代,并于70年代末以后有大量研究成果问世。目前,应

用较多的模拟方法主要有:有限差分法、有限元法、控制

体积法、边界拟合坐标法等。本文论述的SIMPL E算法

便是随着其中的控制体积法的提出而提出的。

1 控制体积法和SIMPL E算法简述

1.1 控制体积法

控制体积法基本思想是:将计算区域划分成若干个

互不重迭的规则的正方形或矩形控制体,每个控制体包

含一个计算格点(速度的控制体在各自的方向上与水位

控制体错开半个网格),然后将连续方程和动量方程:

5z 5t+5[u(z+h)]

5x+

5[v(z+h)]

5y=0;

5u

5t+u 5u

5x+v

5u

5y=f v-g

5z

5x-g

u u2+v2

c2(z+h)

+ξx 2u+

τ

x

(z+h)ρ;

5v

5t+u 5v

5x+v

5v

5y=-f u-g

5z

5y-g

v u2+v2

c2(z+h)

+ξy 2v+

τ

y (z+h)ρ

在每一个控制体积上进行积分。这样,便可以获得一组包含了计算格点变量值的离散方程。用该方法所得的离散方程表示了在有限控制体积上该变量的守恒原则。

1.2 SIM PL E算法

在控制体积法提出的同时,将当时正在建立的计

作者简介:范辉(1980-),男,硕士,研究方向为水环境数值模拟,(电话)020*********(电子信箱)fanhui0818@https://www.wendangku.net/doc/251200789.html,。算流动场的方法取名为SIM PL E———对压力连接方程的半隐式方法。SIM PL E算法属于以压力为基本变量的原始变量法。其具体的步骤是(对二维情况):

(1)给出试探的压力场P3;

(2)求解动量方程:

a e u e3=∑a n

b u n b3+b+A e(p p3-p E3),

a n v n3=∑a n

b v n b3+b+A n(p p3-p N3),得到u3和v3;

(3)求解压力校正方程:

a p p p’=∑a n

b p nb’+b,得到p p’;

(4)由p=p’+p3求解压力p;

(5)利用速度校正公式:u e=u e3+d e(p p’-p E’),v n =v n3+d n(p p’-p N’)和已知的u3和v3计算u和v;

(6)如果其它的变量(如温度、浓度和湍流量)会影响流动场的话,就求解它们的离散方程;

(7)把校正过的压力p作为新的试探压力p3,回到第二步,重复整个过程直至得到收敛解为止[1]。

自SIMPL E算法问世以来,其被广泛应用于求解不可压流体的Navier2Stocks方程,并且也被成功的应用在压缩流体流场的模拟计算中,成为国际上主要算法之一。为了使SIMPL E算法能够更广泛的应用于流体力学及计算传热学中,各国研究者先后提出了许多改进SIMPL E算法的方案,以下是通过三个方面以及众多的研究实例对SIMPL E算法的研究进展进行论述。

2 SIMPL E算法的研究进展

2.1 收敛速度的改进

2.1.1 SIMPL ER算法

Patanka等进一步提出了一个修正的算法———SIMPL ER[223]。相对SIMPL E,在SIMPL ER算法中,压力校正方程的应用只是为了校正速度以及提供某些其他手段来得到一个改善的压力场,而并没有进行压力的校正。对压力,采用直接求解压力方程的方法,因而没有引入近似,所以,如果给出正确的速度场的话,那么

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SIMPL ER算法的压力方程将立即给出正确的压力。因此,SIMPL ER算法有更快的收敛速度。但是由于它除了要求解SIMPL E算法中的所有方程外,还要求解压力方程,因此带来了更大的计算量。

自SIM PL ER算法提出以来,对其的研究主要集中在加快收敛;提高计算精度;以及提出基于该方法的模型上。例如李国斌[426]等将控制体积法联和SIM2 PL ER计算程式,分别研究了平面二维水深平均水流运动方程组和正交曲线坐标系下二维紊流全沙数学模型,发现控制体积法和SIM PL ER计算程序的结合,对提高稳定性以及加快收敛有积极的作用。董耀华[7]基于SIM PL ER算法,建立了一套河口潮流河段二维非恒定流数学模型。屈治国[8]等提出改进的SIM PL ER 算法,即将SIM PL ER算法与QU IC K差分格式(九点格式)结合,得到了更高的数值精度。

2.1.2 SIM PL EC算法

Van Doormal等[9]提出了SIM PL EC算法———协调一致的求解压力耦合的半隐算法。SIM PL EC算法的出发点是设法消除SIM PL E算法由于速度修正方程中忽略∑a nb u nb’和∑a nb v nb’项而造成的方程“不协调”问题,其以压力为基本求解变量,通过改变速度修正方程系数的定义:

u e’=

A e

a e-∑a nb

(p p’-p E’);

v e’=

A n

a n-∑a nb

(p p’-p N’);

部分地弥补了由于SIMPL E算法略去邻点速度修正对算法带来的“不协调性”的影响。在应用该算法时,计算结果和收敛特性对压力项的处理非常敏感,若求解压力项时引入较大误差或边界处理不当,将会严重影响计算的收敛和结果的准确性[10]。所以研究者在应用这种方法时,多采用曲线坐标或非正交网格来处理边界等问题,以弥补上述不足。例如:Y.Wang等[11]利用SIM2 PL EC算法在非正交网格下模拟不规则腔体中的层流运动和压缩机中的湍流流动,并与SIMPL E算法作出比较后得出了更好的收敛率,同时也验证了SIMPL EC算法对不协调性的弥补作用。沈永明等[12]提出采用正交曲线坐标下的SIMPL EC算法能更好地模拟复杂边界条件下的水流和泥沙运动,具有单元物理量守恒性好、废网格少和稳定性好等优点。

2.1.3 SIM PL EX算法

Van Doormal等[13]再次提出了SIMPL EX算法,主要是通过计算代数方程组确定速度校正方程的系数d。其主要思想是,将速度修正值的计算推广到邻点的速度修正公式,可得:

u nb’=d nbΔp nb’;

将上式带入SIM PL E算法的速度校正方程:

a e u e’=∑a n

b u nb’+A e(p p’-p E’);

可得:

a e d eΔp e’=∑a n

b d nb’Δp nb’+A eΔp p’;

假设Δp e’=Δp nb’,可得d e的方程:

a e d e=∑a n

b d nb+A e;

类似的可以得到v’的系数d n的表示式。其计算步骤与SIM PL E相同,不同的是在求解完u方程后立即求解d e方程,求解完v方程后立即求解d n方程,并用求得的d e,d n修正速度。该算法针对某些问题其收敛速度优于SIM PL ER算法。主要缺点是由于要求解d e 和d n方程组,增加了计算量。

对SIM PL EX算法,主要是与其它算法的比较性研究,例如:我国研究者李斌等[14]采用SIM PL EX算法对“二维环腔顶盖驱动流”、“环形空间自然对流”、“圆管内突扩通道内的流动”和“竖直正方形空腔内的自然对流”四个经典算例进行了不同网格疏密程度下的验证计算,并将结果与在相同条件下使用SIM PL E、SIM PL EC、SIM PL ER算法的计算结果进行了对比分析,得出了如下结论:综合考虑收敛性和健壮性(达到收敛时值α/(1-α)的变化范围大小,α为松弛系数),在网格较密(100×50~100×100)时,SIM PL EC是值得采用的方法。

2.1.4 其它几种改进算法

王彤[15]提出了PISO算法,主要思想是对压力校正进行两步或者多步修正,从而加快收敛。这是一种时间分裂算法,计算过程中得到的速度u和压力p对时间t的精度可根据每一时刻采用的校正步数来决定,即每一时间步长下校正次数越多,得到的u和p 对t的精度也就越高,所以其在每一时间步的计算精度高于SIM PL E算法。随着非定常流动研究的深入, PISO算法将逐渐在非定常流动问题的求解中发挥更大的作用。

Yu B[16]对求解守恒形式的二维浅水方程的SIM2 PL E类程式进行了专门的研究,针对在求解明渠水流时,由于流速场与水深场成平方关系而非线性关系使得现行的流速校正公式对流速与水深的耦合关系产生了近似,从而导致了计算的不准确这一问题,采用控制体积法,由守恒形式的二维浅水方程导出差分方程,得到流速与水深的耦合关系,据此关系对SIMPL E类程序的流速校正公式进行改进。改进的流速校正公式,更精确地反映了水流运动的物理机制以及流速校正对水位校正的依赖关系,比常用的流速校正公式更趋合理。经算例表明:当水深变化较大时,此算法具有更快

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的收敛速度。

郭航等[17]提出MSIM PL ER算法,用人为的改变亚松弛项的方法来满足当前迭代层次变量,以加快收敛速度。Date AW[18]提出MSIM PL E算法,此算法同SIM PL EC算法一样,考虑由于略去邻点速度修正而带来的“协调性”问题,不同在于其对压力的初值及更新值采用单独求解压力方程的方法来完成。

2.2 针对压力校正方程的改进

在SIM PL E算法中,压力校正方程是算法求解的关键,它不仅决定了算法的有效性,而且影响着整个求解过程的收敛。

Date A.W.[19]提出了一种光滑化压力校正方程的算法,可以在同位网格下计算非恒定流时有效避免棋盘式和“Z”字形压力场的出现,并在其以后的研究[20]中证明了该方法同时适用于结构和非结构网格。王晓岛[21]亦是从该点入手,采用不忽略只近似的方法,使各节点速度校正量不完全相等但相互关联,故其“协调性”优于SIMPL EC。主要缺点同样是计算量的增加。

另外,边界条件的正确处理又是求解压力校正方程的重要内容,但是由于其求解特殊性与隐蔽性,所以其重要性往往被忽略。Rhie等[22]提出了一种考虑压力边界条件的SIM PL EP(Pressure)算法,该算法针对SIM PL E算法需要知道进口流量这一点,解决了已知压力未知流量的计算。

2.3 针对交错网格的改进

2.3.1 非交错网格方法

Rhie C.M.等[23];Acharya S.等[23]研究中对同位网格算法分别进行了论述。需要说明的是:使用非交错网格的关键是Rhie C.M.和Chow W.L.提出的动量插值计算方法,以避免在非交错网格控制体界面使用流速线性插值而带来的压力波动。徐天茂等[24]提出了在贴体坐标系中非交错网格的SIM PL E算法,通过对控制界面上的逆变速度分量做特殊加权平均处理,以避免产生压力波动而连续方程又无法检测出来的问题。夏云峰[25]在非正交边界曲线坐标系下,建立了非交错网格变量布置的水流计算模式。另外,对非交错网格的SIM PL ER算法也有研究实例,如赵明登[26]采用贴体坐标将直角坐标系中不规则流域转换成规则的计算区域,然后给出了非交错的同位网格中的SIM PL ER算法。

2.3.2 “非结构网格”方法[27228]

非结构网格方法在模拟液态流场方面主要的研究有:Rexrot h C.H.等[29]在SIMPL E算法格式下,在不同的计算区域中通过网格优化应用不同结构的网格形式,提高了计算区域内流体的传导性,从而加速了算法的收敛。张楚华等[30]详细推导了同位非结构网格下的SIM PL E算法,并提出了一种适合于非解结构化网格计算的不用求解单元顶点处变量的二阶混和差分格式。王志东等[31]针对在不规则几何边界的流场区域内使用SIM PL E算法时需将Cartesian坐标转换为正交曲线坐标而带来复杂性这一问题,提出了应用于非结构网格系统的SIM PL E算法。赖锡军等[32]又以非结构网格的SIM PL E算法为基础,将算法扩展为SIM PL EC算法。

3 总结及发展预测

(1)本文在考察了SIMPL E算法从20世纪70年代提出至今的整个发展过程的基础上,从算法的收敛速度;校正方程的改进;以及计算网格的改进三个方面入手,结合大量实例,全面地论述了该算法的研究进展。

(2)SIMPL E类算法发展至今,已经比较成熟,在今后的研究中,重点应该是通过尝试结合不同方法的优点来提高模拟的精度。

(3)SIMPL E算法在模拟不可压缩流体方面取得了很大的成功,在求解可压缩流动方面也有成功的应用,但是对于其他SIM PL E类算法在可压缩流动方面的应用还需要更深入的研究。

(4)由于混和网格可以充分发挥不同网格形式的优点,对提高模拟的精度有十分重要的作用,所以混和网格形式的SIM PL E类算法的研究也是此类算法在今后的一个重要的研究方向。

[参考文献]

[1] Patanka S V,Spalding D H.Calculation Procedure for

Heat、Mass and Momentum Transfer in32D Flows[J].

Int.J.Heat Mass Transfer,1972(15):178721806. [2] Patanka S V.A calculation procedure for two2dimentional

elliptic situation[J].Numer.Heat Transfer,1981,4

(4):4092425.

[3] Da2Ren Chen,David Y H Pui.Numerical and experimental

studies of particle deposition in a tube with a conical con2

traction—Laminar flow regime[J].Journal of Aerosol

Science,J une1995,Vol.26(4):5632574.

[4] 李国斌.水电站枢纽坝区泥沙二维数模计算研究[J].水

道港口,1994(3):7215.

[5] 李国斌.三峡枢纽坝下通航水流条件平面二维数学模型

研究[J].水利水电技术,1996,(4):53255.

[6] 李国斌,韩信.天然河道淹没丁坝群水深平均平面二维数学

模型研究[J].水动力学研究与进展,2001,16(2):230237. [7] 董耀华.河口潮流河段二维非恒定流数模研究及应用

[J].长江科学院院报,1995,12(1):31239.

[8] 屈治国,何雅玲,陶文铨.求解流动和传热问题的一种新

的全隐算法———CL EAR(上)[J].工程热物理学报,

?

8

3

1

?

2005,26(1):1252127.

[9] Van Doormal J P,Raithby G D.Enhancement of SIM2

PL E Method for Predicting Incompressible Fluid Flows

[J].Numer.Heat Transfer,1984,(7):1472163. [10]刘立军,徐忠,史峰,等.大曲率弯道和页栅内的湍流数值

模拟[J].空气动力学报,1997,15(2):1692175.

[11]Y Wang,S K omori.On the improvement of the SIM2

PL E2like method for flows with complex geometry[J].

Heat and Mass Transfer,2000,36(1):71278.

[12]沈永明,吴修广,郑永红.曲线坐标下平面二维水流计算的

代数应力湍流模型[J].水利学报,2005,36(4):3832389. [13]Raithby G D,Schneider G E.Elliptic System:Finite

Difference Method II[A].In:W J Minkowycz,E M Spar2 row,R H Pletcher,et al.Handbook of Numerical Heat

transfer[C].New Y ork:John Wiley&Sona,1988,2412 289.

[14]李斌,陈听宽,崔凝.SIMPL EX算法与其他算法收敛性的

比较[J].华北电力大学学报,2004,31(3):51255. [15]王彤,谷传纲,杨波,等.非定常流动计算的PISO算法

[J].Ser.A,2003,18(2):2332239.

[16]Yu B,Ozoe H,Tao W Q.A Unitied Pressure2Correction

Scheme for the SIMPL ER Method:MSIMPL ER[J].

Numer.Heat Transfer B,2001(39):4392449.

[17]郭航,马重芳,陶文铨,等.SIMPL E算法的一个新的改进

方案[J].西安交通大学学报,2002,36(1):20224.

[18]Date A https://www.wendangku.net/doc/251200789.html,plete pressure correction algorithm for

solution of incompressible Navier2Stokes equations on a

non2staggered grid[J].Numer.Heat Transfer,Part B

1995(29):441.

[19]Date A W.Fluid dynamical view of pressure checker2

boarding problem and smoothing pressure correction on

meshes with colocated variables[J].International Journal

of Heat and Mass Transfer,2003,46(25):488524898. [20]王中铮,谷操,郭新川,等.一种改进的SIMPL E算法[J].

天津大学学报,1995,28(3):4242428.

[21]王晓岛.考虑压力边界条件的SIMPL E算法[J].上海机

械学院学报,1994,16(3):37244.

[22]Rhie C M,Chow W L.A numerical study of turbulent

flow past an isolated airfoil with trailing edge separation

[J].A IAA Journal,1983,21(124):152521532.

[23]Acharya S,Moukalled F.Improvement to incompressible

flow calculation on a nonstaggered curvilineargrid[J].

Numerical Heat Transfer,Part B.1989,15(124):1312 152.

[24]徐天茂,王煜,钱晓,等.贴体曲线坐标系中的非交错网格

的SIMPL E算法[J].云南工业大学学报,1999,15(4):

42246.

[25]夏云峰.非交错曲线网格的水流数值计算模型[J].水利

水运工程学报,2001(1):50254.

[26]赵明登,郑邦民.壁面凸体层流绕流流场的数值计算[J].

武汉水利电力大学学报,1995,28(5):5612565.

[27]J ameson A,Mavriplis D.Finite volume solution of two di2

mentional Euler equations on a regular triangular mesh

[J].A IAA J,1986,24(4):6112618.

[28]Sheng H M,Chen Y S.An unstructured grid method for

flow computions at all speeds[C].第六届全国计算传热

学会论文集,1995:35244.

[29]Rexroth C H,G iebert D,K och R,et al.Exploiting the

flexibility of unstructured grids for computing complex flow patterns more precisely[J].International Journal of

Heat and Fluid Flow,1998,19(5):4392445.

[30]张楚华,谷传刚,苗永淼.NS方程的非结构化网格方法及

其差分格式[J].西安交通大学学报,1999,33(9):58261.

[31]王志东,

汪德,赖锡军.非正交同位网格中的SIMPL E 算法[J].河海大学学报,2003,31(5):5092512.

[32]赖锡军,汪德,傅源方.非结构同位网格SIMPL E类算法

收敛性能比较[J].空气动力学报,2004,22(3):2892294.

(收稿2006202220;修回2006203206)

Numerical simulation of w ater environment-The research and progress of SIMPL E Algorithm

FAN Hui,ZEN G Fan2tang,GUO Sen

(S outh China I nstitute of Envi ronmental Sciences of S E PA,Guangz hou510655)

Abstract:On t he basis of consulting abundance of domestic and overseas document s about water environmental numerical simulation,t his article had investigated especially on t hose research t hat used t he SIM PL E and SIM2 PL E like algorit hm to carry on t he numerical simulation and p roposed to improve met hod at t he same time. From t hree aspect s including t he speed of convergences,correcting equation and t he adopted grid form,t he re2 search develop ment of SIM PL E and SIM PL ER、SIM PL EC、SIM PL EX and so on,had been discussed.At last, on t he basis of t he discussion above,t he article had analyzed and predicted t he develop ment t rends of t he SIM2 PL E and SIM PL E like algorit hm.

K ey w ords:SIM PL E algorit hm;correcting equation;non2staggered grids

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我国水资源现状分析.doc

我国水资源利用现状分析 水资源问题是当今全世界最受关注的焦点问题之一。我国幅员辽阔、水资源十分丰富,但人均占有量少并且属多水患国家。随着我国经济发展速度快速增长和水资源开发活动的大力开展,水资源保护压力越来越大,同时,不断出现新的生态环境等各种不利于人类生存发展的问题。 我国是世界上水资源最缺乏的国家之一,年水资源总量为2.8万多亿吨, 居世界第六位,人均水量不足2400m3,仅为世界人均水量的1/4,世界排名第110位,被联合国列为13个贫水国家之一。同时,我国水域普遍受到了不同程度的污染,降低了水资源利用的功能。全国600多个城市中,有400多个城市供水不足,100多个城市严重缺水,每年缺水60多亿m3。同时,浪费又很严重,我国工业产品用水量一般比发达国家高出5-10倍,发达国家水的重复利用率一般都在70%以上,而我国只为20%-30%;此外,还面临着严重的污染,近50%的重点城镇水源不符合饮用水的标准。水资源短缺,迫使一些城市大量开采地下水,导致地下水位下降、海水入侵和城市地面沉降。城市缺水问题,特别是北方城市缺水问题的严重性,已经成为影响我国城市可持续发展的重要因素。 由于长期以来受“水资源取之不尽,用之不竭”的传统价值观念影响,水资源被长期无偿利用,导致人们的节水意识低下,造成了巨大的水资源浪费和水资源非持续开发利用。水资源日益短缺,合理开发、利用水资源,保护生态环境,维护人与自然的和谐,已经成为二十一世纪人类共同的使命。 由于人们节水意识淡薄、浪费现象严重、农业灌溉与工业用水效率低、环境污染、地下水超采等原因,我国水资源短缺形势极为严峻。水资源短缺已成为制约我国经济发展、全面建设小康社会的主要因素之一.因此,应提高水的使用效率,加强人们的节水意识,建设节水型社会,以缓解我国水资源短缺的现状,这是我国当前急需解决的重大问题之一 我国节水存在的问题: 1、认识不足。我国人民群众对节水的认识普遍不高,节水往往只停留在口头上。 2、投入不足。节水工作面广、量大,情况复杂多样,需要大量投入和一定的先进技术,这就需要大量的投入。随着节水量的加大、用水重复利用率的提高,

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我国水资源污染现状以及解决措施 姓名:程亚专业:土木工程1005 学号:2010011107 摘要:在维系人的生存、保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中,水的重要性毋庸赘述。然而随着工业化、城市化加快,世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。中国尤其严重,是世界13个缺水国家之一,全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水,水污染的恶化更使水短缺雪上加霜:我国江河湖泊普遍遭受污染,全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化;90%的城市水域污染严重,南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的;对我国118个大中城市的地下水调查显示,有115个城市地下水受到污染,其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能,加剧了水资源短缺,对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。水资源的可持续利用是一个国家经济、社会可持续发展的基础,为了缓解水资源短缺,减少水污染、改善水质、合理调控水量而保护水资源,我们必须制定出相应的对策和措施。 关键词:各大水系湖泊及沿海、地下水污染现状:国家和普通公民应该如何保护水资源一浅谈现有水系湖泊及沿海﹑地下水的污染: 1.1 简述现状: 我国水体污染主要来自两方面,一是工业发展超标排放工业废水,二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏,大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少,但城市生活污水有增无减,占水质污染的51%以上。据环境部门监测,1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海,年排污量达400亿立方米,造成全国三分之一以上水域受到污染.我国污水的处理能力只占20%左右。全国每年排污量约300亿吨。全国各大城市地下水不同程度受到污染。全国78条主要河流有54条遭污染.我国七大水系:长江,珠江,松花江,黄河,淮河,海河,辽河。七大水系中有一半河段受到污染,86%城市河段污染超标,比较严重的有:黄河,淮河,辽河,太湖,巢湖,滇池等河流湖泊。 1.2 各大水系湖泊污染现状: 2006年,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河等七大水系的197条河流408个监测断面中,Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为46%、28%和26%。主要污染指标为高锰酸盐指数、石油类和氨氮。总体上看,我国流域污染状况是干流水质好于支流,一般河段强于城市河段,污染从下游地区逐步向上游转移。2008年,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河和辽河七大水系水质总体与2007年持平。200条河流409个断面中,Ⅰ~Ⅲ类、Ⅳ~Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为55.0%、24.2%和20.8%。其中,珠江、长江水质总体良好,松花江为轻度污染,黄河、淮河、辽河为中度污染,海河为重度污染。 淮河是一条受污染最严重的河流。淮河在评价的2000km的河段中,78.7%的河段不符合饮用水标准,79.7%的河段不符合渔业用水标准,32%的河段不符合灌溉用水标准。据统计,全国3000家污染严重企业中,属排放工业污染的废水企业,淮河流域占了160家。流域内182个城

土木工程随机风场数值模拟研究的进展

土木工程随机风场数值模拟研究的进展 来源:工业洗衣机 https://www.wendangku.net/doc/251200789.html, 风荷载是大跨空间结构、高层和高耸结构、桅式结构、大跨度桥梁等土木工程结构的主要设计荷载之一。 风荷载的确定手段主要有风洞试验、现场实测、数值模拟等。但前两类风荷载确定手段均较为复杂,且耗时耗资巨大,因而仅仅针对特定的工程结构才进行。通过数值模拟方法得到的风速时程满足风主要统计特性的任意性,而且比实际记录更具有代表性,因而在实际工程中被广泛使用。首先简要介绍大气边界层风的特性与风荷载的作用特点,接着重点讨论了土木工程风工程中平稳高斯、非平稳高斯、非高斯随机风场的模拟技术,最后对该领域的进展情况给出了一些展望。 1 风的基本特性1·1风的概述大气边界层内风特性的研究是风工程研究的基础。大气边界层是指受地球表面磨擦力影响的大气层,大气边界层的高度随气象条件、地形和地面粗糙度的不同而有差异,大致是在离地面400 m~1 000 m的范围。大气边界层内的风是大气层中空气相对地球表面的运动,一种随机的湍流流动。它的形成主要是由于大气层吸收地球表面辐射热导致空气温度、密度、湿度不均匀,从而在大气层中形成压差,引起空气流动。长期以来,人们对它进行了大量的研究工作,期望能用一个理论模型来准确描述,但未能实现。目前仅对100m 高度以下的地表层的风特性比较了解,将风特性分为平均风特性和脉动风特性来进行研究。风速观测记录表明:在较平阔的地形中,风场中某一点的风速可以分为风场内大气流动的平均速度和在此点的紊流速度(脉动风速)两个部分。前者是宏观上大

气整体运动形成的,方向一般为水平纵向,大小只与高度有关;后者是局部的紊流运动形成的,由于紊流的随机性,风场中各点的脉动风速各不相同。因此,可以对平均速度和脉动速度分别进行计算,再迭加得到总的风速。 在笛卡尔坐标系下,三维风场中任一点的风速可以表示为:U =U(z) +u(x,y,z, t)v =v(x,y,z, t)w =w(x,y,z, t)(1)式中:x轴为横向,即风的主流方向;y轴为纵向,与风的主流方向垂直;z轴为竖向,亦与风的主流方向垂直;U(z)为主流方向的平均风速;u(x,y,z, t)、v(x,y,z, t)、w(x,y,z, t)为脉动风速在三个方向上的投影,大小随时间变化; t表示时间。 由于自然风在x、y、z三个方向上的脉动分量间的相关性较弱,且目前对三个脉动分量之间的相关关系缺乏卓有成效的研究,实际应用中通常不考虑风速在x、y、z三个方向之间的相关性,而仅考虑风速在空间上的相关性,从而在理论上将三维相关的风场简化为三个方向上独立的一维风速场,亦即将三维相关的多变量随机过程简化为三个独立的一维多变量随机过程。 1·2平均风特性平均风特性包括平均风速、平均风向、风速廓线和风频曲线。大气流动平均风速受天气变化的影响比较大,在不考虑剧烈的天气变化(台风)情况下,根据每10 min间隔的大气流动速度的平均值来计算。平均风速沿着高度变化的规律即风速廓线是表征风特性的最重要指标之一。风速廓线可以用对数律或指数律表示: UUs=zzsα或UUs=ln(z/z0)ln(zs/z0)(2)其中:Us为标准高度zs处平均风速;α为地面粗糙度系数;z0为地面粗糙度。对数形式对于近地面的下部摩擦层较适合,可以很好地表达高度较低(离地100 m以下)大气层的强风轮廓。指数形式在地面

资源环境承载力研究进展及其主要问题剖析

资源环境承载力研究进展 及其 主要问题剖析 齐亚彬 (北京大学环境学院,北京100871) 摘 要:人们对资源环境承载力的研究由来已久。它是环境科学研究中衡量环境质量状况和环境容量受人类生产生活活动干扰能力的一个重要指标,资源环境承载力由承载体、承载对象、环境承载率三要素组成;衡量承载力的指标可分为自然资源支持力,环境生产支持力和社会经济技术支持水平三项指标。目前,各种类型的资源环境承载力的研究已形成了一个环境生产力集合,如区域环境承载力、资源环境综合承载力、资源环境要素承载力等。 关键词:资源环境承载力;区域承载力;要素承载力;承载力类型集合 中图分类号:F12415 文献标识码:A 文章编号:167226995(2005)0520007205 1 资源环境承载力研究的历史 承载力是环境科学研究的一个重要范畴,它是衡量环境质量状况和环境容量受人类生产生活活动干扰能力的一个重要指标。 早期的承载力研究首先与生态学的发展密切相关。1921年,帕克和伯吉斯就在有关的人类生态学杂志中提出了承载力的概念,即“某一特定环境条件下(主要指生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合),某种个体存在数量的最高极限。”后来这一术语被 应用于环境科学中,便形成了“环境承载力”的概念。 国内较严格的“环境承载力”的概念最早出现在北京大学完成的《福建省湄洲湾开发区环境规划综合研究总报告》中,即“在某一时期、某种状态或条件下,某地区的环境所能承受的人类活动的阈值”。这里,“某种状态或条件”,是指现实的或拟定的环境结构不发生明显向不利于人类生存的方向改变的前提条件。所谓“能承受”是指不影响环境系统正常功能的发挥。由于环境所承载的是人类的活动(主要指人类的经济活 家,更重要的是和大家共同研究问题,探索地勘工作和单位改革发展的新路子。建议大家要积极去抓,要学会积极参与。也请全国不同行业的地勘单位,互相参观学习,共同研究这些试点单位的改革发展,共同促进全国地勘工作和单位的改革发展。 地勘改革发展的任务很重,面临的困难又很多。但是,近几年,大家已经从思想上、工作上、物质基础上作了大量工作,取得一定成效,创造了一定的条件。虽然在地勘业、矿业的改革在某些方面与其他竞争性行业存在相对滞后的问题,但大家重视它、关心它、都想加快改革发展这个基本思想是一致的。当前大家主要是担心问题解决的程度,职工住房问题、老干部安置问题、发展的资金问题、管理体制问题、不同系统地勘单位间的相互关系问题,这些问题在一定程度上制约着改革发展的进程。大家都希望这些问题能够解决得好一点、快一点,从而使改革发展的步子也迈得大一点。我认为大家的这些想法符合当前的实际,应该共同努力来当好中央和部党组的参谋助手,及时发现问题,反映问题,提出建议,争取制定好相关政策措施,更好地发挥桥梁作用。 作者简介:齐亚彬(1961-),男,河北省定州市人,中国国土资源经济研究院研究员,中国国土资源经济研究院副院长,北京大学博士后,主要从事国土资源经济研究工作。 Resource Econom y 资源经济  中国国土资源经济 N at ural Res ource E c onomics of China 2005Π05  7

中国水资源分布现状及发展趋势的研究

中国水资源分布现状及发展趋势的研究 [摘要]水资源作为人类生存和发展中最为重要的基础性资源,与人类生产生活的联系十分密切,对人类生存状态的意义十分重大。然而,对人类生产和生活具有重要影响的水资源却是不可再生资源,水资源危机已经成为继粮食危机、能源危机之后困扰人类生存的第三大危机。我国虽然地大物博,然而水资源的储量却并不多,并且在使用上存在着许多问题。本文将对我国水资源短缺的现状进行调查与分析,并提出相关的解决策略。 [关键词]水资源短缺现状解决策略 一、前言 随着经济社会的不但发展,人口的逐渐膨胀,对作为人类生活中必不可少的水资源的需求量也逐渐变大,并且社会中存在着许多水资源浪费及利用不合理的问题,这使得许多国家和地区出现了水资源短缺的现状。而我国虽然幅员辽阔,资源众多,但是在水资源的利用上也存在着一定的问题。水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源,随着我国经济和社会快速发展,水资源问题成为我国可持续发展的主要瓶颈。本文就中国的水资源情况进行简单的分析和提出一些解决措施。 二、我国的水资源的现状 1. 我国水资源的情况 从总量来看,按照2009年的最新统计,我国平均年水资源总量28124亿m3,其中河川平均年径流量27115亿m3,地下水8288亿m3,居世界第六位,低于巴西、俄罗斯、加拿大、美国和印度尼西亚。但从人均来看,我国是一个水资源短缺的国家,人均水资源量仅为世界人均水平的28%,不仅有2/3的城市缺水,农村还有近3亿人口饮水不安全。我国水资源总量为2.8万亿立方米。其中地表水2.7万亿立方米,地下水0.83万亿立方米,扣除由于地表水与地下水相互转换、互为补给,两者重复计算量0.73万亿立方米,与河川径流不重复的地下水资源量约为0.1万亿立方米。水资源的问题与水资源的时空分布不均衡,尤其是与水土资源不相匹配有密切关系。全国十个流域可合并划分为南方、北方及西北三个明显不同类型区:南方比较充沛,年均降雨量超过

生态承载力的国内外研究进展

论文标题:生态承载力的国内外研究进展 论文作者高鹭/张宏业 论文关键词,论文来源中国人口·资源与环境,论文单位济南,点击次数37,论文页数19~26页2007年2007月论文网 承载力最初被引进区域系统是在生态学中的应用,其含义是在某种环境条件下,某种生物个体可存活的最大数量的潜力[1],在实践中的最初应用领域是畜牧业。随着人地矛盾不断加剧,承载力概念发展并应用到自然——社会系统中,提出了土地资源承载力概念,即在一定生产条件下土地资源的生产力和一定生活水平下所承载的人口限度。20年代70年代以后,人口、经济、资源与环境等全球性问题日益突出,人口承载力、资源承载力、环境承载力、水资源承载力、矿产资源承载力的研究也应运而生。1986年,Catton定义了“环境承载力”的概念,后来国外很多学者把它引申为生态承载力并定义为“在一定区域内,在不损害该区域环境的情况下,所能承载的人类最大负荷量”。20世纪90年代初,加拿大生态经济学家William和Wackernagel提出“生态足迹”(Ecological Footprint)的概念,使承载力的研究从生态系统中的单一要素转向整个生态系统[2,3]。与此同时国外对于生态承载力的研究,也逐渐从静态转向动态,从定性转为定量,从单一要素转向多要素乃至整个生态系统,对于生态承载力的概念也日趋完善。我国在总结吸收国外经验教训的基础上对承载力进行了研究。任美锷先生是我国最早注意到承载力研究重要性的学者。在40年代末任美锷先生通过对四川省农作物生产力分布的地理研究,首先计算了以农业生产力为基础的土地承载力。1986年中科院综考会等多家科研单位联合开展的“中国土地生产潜力及人口承载量研究”是我国迄今为止进行得最全面的土地承载力方面的研究[4]。随着研究的深入,20世纪80年代末,我国承载力研究大多不再局限于某一种资源,而是更强调综合性,如资源与环境综合承载力、地理环境人口承载潜力、生存空间的人口承载力、区域承载力等。近年来,关于生态承载力的量化方法的研究日益兴旺,提出了一系列观点,主要研究者为王家骥和高吉喜[5,6],主要成果为黑河流域生态承载力的研究。承载力概念的演化与发展,体现了人类社会对自然界的认识不断深化,在不同的发展阶段和不同的资源条件下,产生了不同的承载力概念和相应的承载力理论。 1 概念与内涵 在环境污染蔓延全球、资源短缺和生态环境不断恶化的情况下,科学家相继提出了资源承载力、环境承载力、生态承载力等概念。资源承载力是基础、环境承载力是关键、核心,生态承载力是综合[7]。 1. 1 资源承载力 资源承载力是指一个国家或地区资源的数量和质量,对该空间内人口的基本生存和发展的支撑能力。资源承载力是一个相对客观的量。目前有关资源承载力的研究主要集中在自然资源领域,其中土地资源承载力的研究历史较长,取得的成果也较多。同时由于不同的侧重点和对象,出现了水资源承载力、森林资源承载力等的多种承载力[8]。①土地资源承载力。土地承载力是近20年来资源、人口、生态环境等许多领域的热点问题[9]。它是继60~70年代能源危机、粮食短缺以及人口爆炸等人类面临的重大问题提出之后,所开展的一项务实的研究工作。中国科学院综考会为土地资源承载力所下的定义是“在一定生产条件下土地资源的生产力和一定生活平下所承载的人口限度”[10]。②水资源承载力。自20世纪80年代末以来,许多专家、学者或课题研究组织对水资源承载力概念予以定义。一般认为:水资源承载力是在特定的历史发展阶段,以可持续发展为原则,以维护生态良性发展为条件,以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据,在水资源得到适度开发并经优化配置的前提下,区域(或流域)水资源系统对当地人口和社会经济发展的最大支持能力[11]。也有的将其定义为在一定的技术经济水平和社会生产条件下,水资源可最大供给工农业生产、人民生活和

我国水资源现状及面临形势的分析报告

中国水资源现状及面临形势 我国水资源现状 我国是一个水资源短缺的国家,水资源时空分布不均。近年来我国连续遭受严重干旱,旱灾发生的频率和影响范围扩大,持续时间和遭受的损失增加。目前全国600多个城市中,400多个缺水,其中100多个严重缺水,而北京、天津等大城市目前的供水已经到了最严峻时刻。与此同时,由于人口的增长,到2030 年我国人均水资源占有量将从现在的2200立方米降至1700至1800立方米,需水量接近水资源可开发利用量,缺水问题将更加突出,因此,节约水资源,强化水资源稀缺意识已刻不容缓,大家得从我做起,从自身做起,节约每一滴水。此外,我国水资源开发中还存在着其他问题:(1) 洪水灾害对国民经济发展和社会安定存在潜在威胁(92) 水分利用效率不高(3) 水资源普遍受到污染2003年,淮河、海河、辽河、太湖、巢湖、滇池,其主要水污染物排放总量居高不下。淮河流域仍有一半的支流水质污染严重,海河、辽河生态用水严重缺乏,其中内蒙古的西辽河已连续五年断流。太湖、巢湖、滇池均为劣五类水质,总氮和总磷等有机物污染严重。以黄河为例,工业污染是黄河水污染的主要原因,占废污水排放总量的73%,每年由于水污染造成的经济损失约115亿元至156亿元。同时,令人担忧的是,沿黄地区许多农田被迫用污水灌溉,给区域内居民健康带来危害。据初步测算,区域内每年人体健康损失达22亿至27亿元。黄河水污染同时还带来水资源价值损失、城镇供水损失,并增加了处理污水的市政额外投资,每年总损失近60亿元。地球上的水虽然看上去很多,然而在当今经济技术条件下,可供人类开发利用的水资源并不多。据专家估计,地球上的13.86亿立方公里水资源总量中,其中96.7%的水集中在海洋里,目前还无法利用。而大陆上所有淡水资源总储量只占地球上的水量的3.3%,这3.3%里的85%集中在南极和格陵兰地区的冰盖和高山渺无人烟的冰川中,在现阶段内也难以利用。地球上实际上能为人类开发利用的水资源主要是河流径流和地下淡水。地下水占地球淡水总量的22.6%, 为8600万亿吨,但一半的地下水资源处于800米以下的深度,难以开采,而且过量开采地下水会带来诸多问题。河流和湖泊占地球淡水总量的0.6%,为230万亿吨,是 陆地上的植物、动物和人类获得淡水资源的主要来源,可是由于水体污染,这一部分

水环境安全的研究进展实用版

YF-ED-J3959 可按资料类型定义编号 水环境安全的研究进展实 用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. (示范文稿) 二零XX年XX月XX日

水环境安全的研究进展实用版 提示:该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全,以及交通运输安全等方面的管理,使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行,防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改,请根据实际需要调整使用。 1安全 1.1人类历史是一个不断追求安全的历程安全是一个既古老又新兴的话题,是人类基本需求中最根本的一种需求。纵观人类发展的历程,就是一个不断躲避各种危险,追求安全状态的奋斗过程:在原始社会里,人类抵抗自然的能力还比较弱,受大自然的主宰,因而人类对安全的追求处于一种被动状态,只能选择逃避危险的生存环境;进入农业社会,人类改造自然的能力有所增强,比如有意识的修建水利工程,追求水的安全等,但是这种能力还很有

限,只是有意识的营造安全环境;进入工业社会,伴随着科学技术的进步,人类改造自然的能力越来越大,能够有效的确保人类生活的安全。然而,人类在改造自然的过程中,也给对安全的追求带来了新的压力和难题,如人类的过度开发,造成越来越严重的水资源短缺、水质恶化等水危机问题,给人类的生存提出了新的挑战。人类的发展一方面增强了追求安全的能力,另一方面也加大了追求安全的难度。由此可见,安全问题伴随着人类的产生和发展而始终存在。 1.2安全的概念在词典里对“安全”下的定义包括了相关的困难和疑惑:免受和远离危险(客观安全),有安全感(主要安全),不为事物或人所疑惑(自信和自明)。这些都是

我国环境污染的现状

我国环境污染的现状 一、自然环境污染 1、水污染 我国江河湖泊普遍遭受污染,全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化;90%的城市水域污染严重,南方城市总缺水量的60%~70%是由于水污染造成的;对我国118个大中城市的地下水调查显示,有115个城市地下水受到污染。三门峡市以黄河为水源,由于受市区污水排放的影响,源水水质劣于V类水质标准,藻类大量繁殖生长,“三氮”含量严重超标,且有逐年加重的趋势。汉江是长江最大的支流,近年污染也明显加重,90年代的水质监测表明,氯化物、硫酸盐、化学耗氧量、“三氮”含量显著高于80年代。 中国七大水系的污染程度依次是:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江、长江,其中42%的水质超过3类标准(不能做饮用水源),全国有36%的城市河段为劣5类水质,丧失使用功能。大型淡水湖泊(水库)和城市湖泊水质普遍较差,75%以上的湖泊富营养化加剧,主要由氮、磷污染引起。 全国生活饮用水水质也存在一定问题,全国水质普查全项合格率很低,约在10%。我国目前还有1.2亿农村人口的饮水卫生条件没有得到任何改善。南方仍有部分地区的农村饮用沟塘水、河水,其“三氮”含量高,与上消化道瘤高发密切相关。水利部部长汪恕诚形象化的表述是:“有河皆干,有水皆污”。 2、大气污染 中国大气污染的程度和危害度丝毫不亚于水体污染。主要分为以下几种污染: (1)二氧化硫。中国的资源消耗主要以煤炭为主,随着煤炭消耗量的增加,二氧化硫排放总量急剧上升,由二氧化硫排放引起得酸雨污染范围也不断扩大,直接造成我国粮食、素菜和水果减产,林木死亡,土壤和水体酸化。空气中的二氧化硫甚至引起人体呼吸系统疾病,造成人群死亡率增加。 (2)烟尘、粉尘。烟尘的主要排放源也是火电厂和工业锅炉,由于我国目前许多电厂使用的大多为低效除尘器,因此烟尘排放量居高不下,严重危害大气环境。 (3)机动车排气污染。受经济增长的推动,我国机动车近年来数量增长迅速,汽车排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物排放总量逐年上升。此外汽车排放

最新当前国内外环境保护形势及其研究进展论文

当前国内外环境保护形势及其研究进展论 文 论文一般比较麻烦,连格式都得做好,写论文不是那么容易的,不过也不是很难只要你知道了格式,找到了材料,就方便多了。以下是由查字典范文大全为大家整理的当前国内外环境保护形势及其研究进展论文,希望对你有帮助,如果你喜欢,请继续关注查字典范文大全。 在社会和经济的不断发展的同时,全世界已经开始注意到环境污染的全球性影响,环境污染的程度在不断扩大,而且大规模的事件发生也频频不绝,严重的影响了人类的生活环境,甚至是生存的基础。全球的气候开始变暖,臭氧层遭到日益的破坏,多种生物频临灭绝,森林减少,海洋污染,水污染、雾霾、危险性废物等给人类带来了严重的伤害,环境的严重恶化,造成了环境不能得到一个持续的稳定,已经威胁到人类的生存与经济的发展。 一.当前水环境保护形势和研究 我国经济的飞速发展造成了严重的水污染,对人们的生活造成了严重的影响,直接危害到人们的健康问题。我国的七大水系水质均遭到污染,最为严重的是太湖、滇池水质,检测呈现为劣V类;其次是海河,为重度污染,黄河、淮河等水质遭到轻度污染。综合我国的水环境,可以为分以下几点:①还没有有效的方法来控制遭到污染的水质,地表水和地下水的污染都非常严重;②最主要的污染为重金属污染;③湖库水中氮、磷等浓度高,负荷大,甚至出现异常营养;④新型、复合型污染物严日趋扩大;⑤水资源超过开发限制,工业用水极度浪费。 全球的水资源都受到不同程度的染污,上述情况也均有显现,不过发达都对水

污染给予了有效的治理。目前,国际上对于水浸染,采取了生物监测、遥感监测等技术的应用,我国也相继开发和使用了多种水质监测系统。美国开发了S treeterPhelps等模型体系和水质模型,以便对污染物在水环境中迁移转化规律进行描述。我国对于水污染数值模拟的研究开发还在进一步进行中,虽然与一些发达国家的研究水平还存在距离,不过我国所构建的湖库等水域富营养化生态系统动力学模型,有着突破性进展。 从二十世纪七十年代,美国、日本和欧洲一些国家开始了水环境治理以及修复的工作,同时获得了明显的成果。国际上主要有三种治理水污染的技术手段,包括物理法,化学法以及生态法。我国在不仅对三湖、三河进行有效治理,而且对另一些湖泊、河流等给予了治理,在治理的过程中积累了不少经验,不过依然尚有诸多不足之处。我国迫切需要辨认、识别以及预测重大的水环境问题缘故,分析水污染的潜在发展走向,将水质改善、水生态系统恢复以及饮用水安全做为重点保护方向,合理的制定出水环境的保护方案以及水污染防治工作。 二.土壤环境保护形势和研究 我国的工业化的飞速发展以及日趋城市化,更受到全球变化的影响,土壤环境逐步受到污染。我国的受污染土壤大部分是因农药、重金属所至,矿区、石油以及固体废弃为主要污染来源,对我国的生态环境以及食品安全造成了严重的破坏。我国的土壤污染呈局部扩散至区域、从城市扩散到农村、单一发展到复合的多种交叉污染特征。土壤的浸染日趋严峻,已经不只是净土洁食的问题困扰,而是已经发展到土壤的侵蚀、荒漠化等生态问题。 我国从二十世纪八十年代开始关注土壤污染,不过目前对于土壤污染的状况了解并不完全,缺少一个系统的掌握。

中国水资源现状调查报告

中国水资源现状调查报告 水是生命之源,是基础性自然资源和战略性经济资源,是生态环境的控制性要素,水作为与粮食、能源同等重要的三大战略资源之一,在经济、社会发展和国家安全中具有极其重要的地位。当今,全球都面临着缺水的挑战,每天都有不计其数的人因缺水而死。节约用水,刻不容缓! 一.水资源现状 世界水资源现状: 地球表面的70%被水覆盖,但淡水资源仅占所有水资源的2.5%,近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中,其余多为土壤水分或深层地下水,不能被人类利用。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可为人类直接利用,而中国人均淡水资源只占世界人均淡水资源的四分之一. 中国水资源现状: 中国水资源总量为2.8万亿立方米。其中地表水2.7万亿立 方米,地下水0.83万亿立方米,由于地表水与地下水相互转 换、互为补给,扣除两者重复计算量0.73万亿立方米,与河川 径流不重复的地下水资源量约为0。1万亿立方米.按照国际公 认的标准,人均水资源低于3000立方米为轻度缺水;人均水资 源低于2000立方米为中度缺水;人均水资源低于1000立方米 为严重缺水;人均水资源低于500立方米为极度缺水。中国 目前有16个省(区、市)人均水资源量(不包括过境水)低于 严重缺水线,有6个省、区(宁夏、河北、山东、河南、山西、 江苏)人均水资源量低于500立方米。中国水资源总量并不算多,排在世界第6位,而人均占有量更少,2240立方米,在世界银行统计的153的国家中排在第88位。中国水资源地区分布也很不平衡,长江流域及其以南地区,国土面积只占全国的36.5%,其水资源量占全国的81%;其以北地区,国土面积占全国的63。5%,其水资源量仅占全国的19%。 二.水污染问题 中国的海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠 江7大江河水系,均受到不同程度的污染。 随着科学事业的逐渐发展,厂房高楼的逐渐增多,水短 缺问题越来越严重.随着人类的破坏,原来的那个蔚蓝 色的“水晶球”已经不再明澈,不再蔚蓝了,即将干枯。 经过多年的建设,我国水污染防治工作取得了显著的成绩,但水污染形势仍然十分严峻。2005年,全国废水排放总量为524.5亿t(吨),工业废水排放达标率为,城市污水处理率仅为149。8万t.其中工业废水占39%~35%,城市污水占61%~65%,城市污水已经成为主要的污染源。 根据国家环保局发布的中国环境质量公告,全国七大水系中,珠江、长江水质较好,辽河、淮河、黄河、松花江水质较差,海河污染严重.411个地表水检测断面中,Ⅰ~Ⅲ类的断面仅占41%,Ⅳ~Ⅴ类的断面占32%,劣Ⅴ类水质的断面达27%,说明已有59%的河段不适宜作为饮用水水源.与河流相比,湖泊、水库的污染更加严重。2005年,28个国控重点湖泊及水库中,满足Ⅱ类水质的仅有2个,满足Ⅲ类水质的只有6个;Ⅳ~Ⅴ水质的8个,劣Ⅴ类的竟达12个,即

东莞市水环境问题的研究

东莞市水环境问题的研究 ——以长安镇为例摘要:随着东莞市经济的快速发展,其水体受到严重污染,为了保护水资源,实现可持续发展,研究东莞市的水环境的现状及其治理对策是很有必要的。本项研究以东莞市水环境问题中的水污染作为研究重点,具体以长安镇为例,对长安镇的污染源进行调查。介绍东莞市水资源与水环境污染现状和分析东莞市水环境存在的问题,并重点提出水资源保护与水污染治理对策与技术。 关键词:东莞市、水环境、污染、水污染控制与处理 第一章概述 1.1东莞市水环境污染现状 改革开放以来,东莞市经济快速发展,社会各项事业不断取得进步,人民生活得到很大的提高,是珠三角区域的富裕市之一。基于历史原因,在前期的经济发展中,由于环境规划滞后和区域经济无序发展,环境保护投入和环境保护设施严重不足,导致在工业企业大量增加和人口迅猛增长的同时,工业废水和生活污水大量未经处理而直接排入水环境。日积月累,目前东莞市废(污)水日排放量达240多万吨,造成东莞市境内的东莞运河、石马河、寒溪河、南畲朗、中心涌等主要河流、河涌水体和水质受到严重污染。枯水期水质低至地表水V类标准,水体发黑发臭。以东莞运河为例,东莞运河是一条人工河,日流量为200多万立方。从东北的桥头镇塘口流至西南的长安镇,再流入珠江后入海。全长103公里,流域面积达720平方公里,灌溉及排涝面积约20万亩,其主要功能是防洪排涝和沿线农业灌溉用水。同时又是沿线城镇工农业生产废水及生活污水的主要受纳水体。沿运河两岸也是东莞市人口密度最大,经济社会发展最快的地区之一。由于高强度开发和城镇化而产生的非点源污染,特别是养殖业的污染,导致流域水环境质量日趋恶化,基本上已成为东莞市的一条最大的纳污河,纳污量为全市排污量的50%以上。而东莞市境内的其他河流、河涌受污染程度也类同。至今,东莞市的水环境容量已在零以下。直接影响到东莞市的人民生活质量和投资环境。 1.2东莞市水环境面临哪些问题 东莞市政府刚刚发布的《东莞市环境保护规划纲要》中显示,东莞目前环境形势仍不容乐观。东莞人最关心的水环境污染、大气污染等环保问题依然严峻,尤其是水

农村水污染现状分析

甘肃林业职业技术学院环境工程系 毕业论文 题目:农村水污染现状分析 姓名: 专业:环境监测与治理技术 班级:093环境监测二班 指导教师: 答辩时间:年月日

农村水污染现状分析 摘要:随着农村经济的发展,城市化进程的推进和乡镇企业的迅速发展,农村水环境污染越来越成为人们关注的问题。农村水污染是由农业生产方式不合理,乡镇企业环保措施不足及人们的环保意识薄弱和不合理的生活方式多种因素构成。针对这一日益突出的环境问题,我们要从农村水环境问题存在自身特点入手,对症下药,通过发展生态农业,合理规划乡镇企业布局和城镇建设布局,并进行必要的环保普及教育等方式,把农村的水环境污染防治和扶贫工作结合起来,来突破环保事业中存在的这一薄弱环节,使农村的水环境得到保护和改善,以达到农村经济社会和环境保护的协调发展的双赢目的。 关键词:农村水污染生态农业乡镇企业环保意识 1、农村水污染状况及其成因 1.1我国农村水污染现状 随着我国经济发展和人民生活水平的提高,由此带来的严峻的环境污染问题日益受到人们的关注。过去,我们一直把环保工作重点放在大中城市,而忽视了占全国总面积近90%的广大农村。从而致使农村环境问题日益恶化,而水污染环境问题尤为突出,呈现出迅速恶化趋势。如:地表水体富营养化,地下水质逐渐恶化等。据统计:目前,全国有80%以上的河流受到不同程度的污染,我国农村有近7亿人的饮用水中大肠杆菌超标,1.7亿人的饮用水受到有机污染,而且,由于农药等化学物质的广泛使用,致使许多地方的地下水已经不适于饮用,严重影响了人民群众的身体健康和农村经济的健康发展。 1.2 农村水污染成因 1.2.1农业生产本身 首先,从近年来的农业生产本身的发展来看。随着科技的进步,我国农业生产方式也发生了重大变化,往昔的农家肥等有机肥料被农药、化肥的广泛使用所取代。近20年来,我国化肥的亩使用量已经超过世界平均亩使用量的一倍多。目前,我国农业每年的化肥使用量已经超过4000万吨,而利用率却只有30%—40%。农药的年使用量达120万吨以上,其中10%—20%附在植物体上,其余都散落在土壤和水中。并且,农药化肥和地膜的使用量有逐年大幅提高的趋势。这不仅带来了土壤的板结、酸化、土质和肥力的恶化,更重要的是化肥、农药等污染物通过农田排水及地表径流等方式进入地表水体,引起地表水体的富营养化。与此同时,又渗入到地下水中,严重影响了地表水和地下水的水质。这正是我们所常说的农业非点源污染。目前,国内外学者普遍认为,在全球范围内非点源污染物是污染

环境流体动力学代码EFDC模型的研究及应用进展

Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2014, 3, 247-256 Published Online June 2014 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/251200789.html,/journal/jwrr https://www.wendangku.net/doc/251200789.html,/10.12677/jwrr.2014.33031 The Research and Application Progress of Environmental Fluid Dynamics Code Hainan Ai, Wenshi Zhang, Xuebin Hu, Qiang He, Yuanyuan Liu Key Laboratory of the Three Gorges Reservoir Region’s Eco-Environment, Ministry of Education, Chongqing University, Chongqing Email: aihainan@https://www.wendangku.net/doc/251200789.html, Received: Apr. 2nd, 2014; revised: Apr. 9th, 2014; accepted: Apr. 15th, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.wendangku.net/doc/251200789.html,/licenses/by/4.0/ Abstract With improvement of people’s understanding of environmental problems and the rapid develop-ment of computer science, simulation of environmental processes has become a research focus in the field of environmental science and geochemistry. Environmental Fluid Dynamics Code is de-veloped according to multiple mathematical models by Virginia Institution of Marine Science. Based on more than 200 papers from journal at home and abroad from 2003 to 2013, this paper presents the application and study of hydrodynamic model, water quality model and sediment model about estuaries, rivers, lakes and reservoirs, and meanwhile analyzes the development di-rection of EFDC. Keywords EFDC, Hydrodynamic Model, Water Quality Model, Sediment Model 环境流体动力学代码EFDC模型的研究及 应用进展 艾海男,张文时,胡学斌,何强,刘媛媛 重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆 Email: aihainan@https://www.wendangku.net/doc/251200789.html, 作者简介:艾海男(1982-),男,副教授,主要从事活性污泥数学模型、排水管道污水处理研究。

城市景观格局演变的生态环境研究进展

城市景观格局演变的生态环境研究进展 摘要:随着人类生活的进化、进步,逐渐形成城市这一现象。随着城市的诞生,不可避免的出现了城市景观,城市景观对于人类活动的影响开始逐渐突显出来,而且越来越明显的影响着人类的生活各个方面。城市景观格局的改变影响物质循环、能量流动等生态过程,降低区域生态系统的抗干扰能力好稳定性,这样就产生了一系列的生态环境效应。本文的目的是研究的原因和在调查的演变生态环境研究进展的影响演化的城市景观格局分析的影响。 关键词:城市景观,格局演变,环境效应,热岛效应 中图分类号:TU984.2 文献标识码:A DOI: 10.11974/nyyjs.20150932025 1 景观格局研究进展 1.1 景观分类 景观生态学是一个跨学科的多个领域。景观生态系统本身是非常庞杂和层次,也就是因为这个,景观生态分类系统就出现了一定的必要性和可能性。 景观分类是建立在景观格局分析的基础上的,期间最主要的就是确定好景观类型,因为这样可以直接决定景观分类的精度。想要确定景观类型的方式是多种多样的,但是在早

期的时候,仍然是采用集中国土、林业、测绘部门的土地覆盖利用的数据进行。当前社会,随着社会技术的发展,景观格局的研究形式也采用到了遥感数据这样的高技术,变成了提取景观信息的不可忽视的方式。 最传统的遥感图像分类办法有2种,监督和非监督分类办法,而且这2种办法都是依据光谱信息统计作为基础的。其中,监督分类的精度较高,但是缺点是需要率先建立起训练样本,因此对需要分类地物、地形要有了解。而非监督分类就是比较简单的一种,不需要像监督分类那样提前进行信息的了解,因此判别的精度就会稍微差一些了。 具有不同光谱的光谱和光谱分类过程异物常常基于的分类精度的特性函数的冲击性能。分形维数可以有效地显示出质地粗糙,并揭示了表面的性质的自相似性,因此,在基本的分形纹理的复杂功能受到关注的分类。因为在一定范围内,该材料的分形性质是独立的分辨率和视角是稳定的。基于分形理论的分形维数的景观分类是根据稳定的一个大问题,计算出的差异,如何提高分类准确度,该方法进一步研究分形维数的稳定和优化。 1.2 景观演变驱动力 景观格局变化的影响是多种因素作用的结果,通常分为2种自然力和社会经济,并且在不同的时空尺度上,2种驱动力作用也是不尽相同的。

水环境安全的研究进展.docx

水环境安全的研究进展 1安全 1.1人类历史是一个不断追求安全的历程安全是一个既古老又新兴的话题,是人类基本需求中最根本的一种需求。纵观人类发展的历程,就是一个不断躲避各种危险,追求安全状态的奋斗过程:在原始社会里,人类抵抗自然的能力还比较弱,受大自然的主宰,因而人类对安全的追求处于一种被动状态,只能选择逃避危险的生存环境;进入农业社会,人类改造自然的能力有所增强,比如有意识的修建水利工程,追求水的安全等,但是这种能力还很有限,只是有意识的营造安全环境;进入工业社会,伴随着科学技术的进步,人类改造自然的能力越来越大,能够有效的确保人类生活的安全。然而,人类在改造自然的过程中,也给对安全的追求带来了新的压力和难题,如人类的过度开发,造成越来越严重的水资源短缺、水质恶化等水危机问题,给人类的生存提出了新的挑战。人类的发展一方面增强了追求安全的能力,另一方面也加大了追求安全的难度。由此可见,安全问题伴随着人类的产生和发展而始终存在。 1.2安全的概念在词典里对“安全”下的定义包括了相关的困难和疑惑:免受和远离危险(客观安全),有安全感(主要安全),不为事物或人所疑惑(自信和自明)。这些都是“安全”这一概念的一个部分。最早人们对安全的理解,主要是指预测危险并消除危险,取得不使人身受到伤害,不使财产受损失,保障人类自身再生、健康发展的自由(宫

学栋,1999)。亦即人们一提到安全自然想到的人身安全、健康安全等。邝杨(1997)视“安全”为人类个体或人类组织的生存免受威胁之状态。蔡守秋(2001)在此基础上考虑得更细致,将安全分为两种:一种安全主要是针对人类健康和生产技术活动而言,指对人的健康没有危险、危害、损害、麻烦、干扰等有害影响,常见的有生产安全、劳动安全、卫生安全、安全生产、安全使用、安全技术等;而另一种安全主要是对人为暴力活动、军事活动、间谍活动、外交活动等社会性、政治性活动以及社会治安与国际和平而言,常见的有社会安全、国家安全、国际安全等。王广民、郑保义(2001)也基本赞同对安全的这种分法,将安全分为狭义安全(生产技术性安全)和广义安全(社会政治性安全)。西方国家对广义安全区分为传统安全和非传统安全,前者指传统的国家政治制度安全、军事安全等,而后者指一些新的因素如环境恶化、有组织的跨国犯罪、大规模移民、金融一体化、网络犯罪等对国家安全带来的威胁等(刘东国,2002)。可见,安全科学是从安全需要(目标)出发,研究人-机(物)-环境之间的相互作用,求解人类生产、生活、生存安全的科学知识体系(张景林、王桂吉,2001)。综上所述,人类对安全的理解是有一个发展历程的:从单纯追求人类的生存安全出发,关注人的自然属性,提出了狭义的安全概念;伴随着人类对自身认识的加深,在安全的理念里融入人的社会属性,安全概念有了拓展,提出了广义的安全概念,以至传统性安全与非传统性安全的划分。可以看出,对安全概念的理解与深入体现了人类文明的进步。表1汇总了文献中有关安全概念的演化和进展状况。

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