发布时间:2023-11-01 11:47:37
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中图分类号:X32 文献标识码:A
EFDC(The Environmental Fluid Dynamics Code)模型是由威廉玛丽大学维吉尼亚海洋科学研究所(VIMS,Virginia Institute of Marine Science at the College of William and Mary)的John Hamrick等人开发的三维地表水水质数学模型,可实现河流、湖泊、水库、湿地系统、河口和海洋等水体的水动力学和水质模拟,是一个多参数有限差分模型。该模型系统主要包括水动力、泥沙、有毒物质、水质、底质、风浪等模块。水动力学模块可计算如下内容:流速,示踪剂,温度,盐度,近岸羽流和漂流。水动力学模型输出变量可直接与有毒物质等模块耦合,作为物质运移的驱动条件,可以模拟各类污染物在水体中的迁移转化过程以及水体的生态动力学过程。本文以某河流为例,利用EFDC模型的有毒物质模块,实现模拟污染物在水体中扩散的过程,同时结合GIS实现整个过程的动态可视化。
1.GIS数据建立与处理
1) GIS数据库的建立
在整个系统建立过程中,首先要建立数据库。数据库的建立主要包括GIS数据和业务属性数据,其中空间数据主要包括:水系、居民地及设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被等基础数据;以及河流周边的敏感点信息数据。数据的坐标系采用WGS84(World Geodetic System 1984,是为GPS全球定位系统使用而建立的坐标系统)。其中属性数据包括与模型计算相关的参数信息数据、模型计算的结果数据、浓度信息数据等,模型计算结果数据量较大,为了提高性能需要建立相关的索引。
2)GIS数据的处理
查询出面状水系图层被研究对象的数据,提取河流两岸坐标点对(经纬度格式)信息,并序列化,以文件格式进行保存,然后启动坐标转换程序,导入序列化坐标文件,批量转换成大地坐标点对文件。
2.二维正交网格化
河道平面二维数学模型网格生成方法研究中两个关键问题:第一网格与河道拟合的贴体问题;第二二维网格、控制方程和数值方法三者之间的匹配问题。目前,常用的河道二维正交网格生成方法是边界拟合坐标系方法,即河道Thompson法,它主要是通过物理平面(天然河道平面)与变换平面(数模计算平面)之间Poisson方程边值问题数值解实现二维正交网格的生成。但河道Thompson法存在一些问题。本文采用Hermite三次插值函数,生成河道沿程纵向与河势或主流线相拟合的河势拟合线(曲线),并使得河宽方向横向网格线(直线)与网格控制断面相吻合,从而构造出平面二维正交四边形网格。具体网格化主要包括以下几个步骤:
1)确定网格控制断面和节点
选取研究河段的进出口断面、河段内水位/水文站点或测流断面、河势控制断面以及需要重点研究河段的控制断面等作为网格控制断面;在所选取的网格控制断面上确定网格控制节点,根据上面所生成的坐标点作为控制节点,所选择的网格控制节点即为数学上Hermite三次插值函数的计算节点。
2)生成河势拟合曲线
利用上述Hermite三次插值函数,可以生成一条既通过网格控制节点,又垂直于网格控制断面的河道纵向网格控制曲线。通过多次调整网格控制断面和节点,使得所生成的网格控制曲线与研究河段的河势或主流线相拟合,将最终生成的河道纵向网格控制曲线确定为河势拟合曲线。这一步是河势贴体网格生成方法的关键和核心。
3) 构造平面二维网格
选取和调整纵向和横向网格间距,构造由平行于河势拟合曲线的曲线簇和垂直于河势拟合曲线的直线簇(包括网格控制断面)的河势贴体平面二维正交四边形网格。经过处理后网格数据,数据以文件的方式导出进行保存,供EFDC模型计算应用。
3、 EFDC模型计算
EFDC具有通用性好、数值计算能力强、数据输出应用范围广等特点。尤其有毒物质模块的模拟精度已经达到相当高的水平。为了实现EFDC模型可视化的计算过程,对系统进行了重新的架构。首先把模型参数进行了梳理,编写了模型参数录入界面;然后把调用EFDC程序进行计算;最后以文件方式输出计算结果。
1)模型计算参数的说明和相关值明细表如表1所示:
2) 模型计算
模型输入参数后点击“模型计算”按钮后,把相关参数传递给配置文件,然后启动EFDC计算程序进行计算。在计算过程中不要关闭视窗,直到计算完毕。最后计算的结果存放在TOXCONH.OUT文件中,供集成系统进行调用。
4 .与GIS集成展示
为了能够使得模型计算结果动态的、直观的展现,本系统实现了模型结果与GIS无缝的对接,同时实现了模拟结果的动态展示,能够直观展示出污染物在水体中扩散的过程,以及系统能够手动添加监测点,并展示该监测点污染物浓度的变化值。
结语
1) 计算机技术、水质模型技术与GIS技术的发展为我们水污染扩散的模拟提供了强有力的工具。特别是本系统的建立使得整个数据处理、参数录入、模型计算、结果展示实现了可视化、自动化、直观化。
2) 基于GIS的EFDC模型的无缝集成系统经过运行表明,这种集成化的方式能够快速的计算模拟出某条河流出现污染物泄漏或排放的扩散过程。能够为应急决策提供依据。该系统可以在水源地保护应急工作中应用。
参考文献
[1]贾海峰等.GIS与地表水水质模型WASP5的集成[M]. 北京: 清华大学, 2001.
中图分类号F062.2文献标识码A文章编号1002-2104(2012)07-0067-06doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2012.07.011
近年来,随着环境保护运动的发展,民众环境意识的提高,以及可持续发展模式的兴起,各国政府对于环境保护的投入不断增加,环境管制标准也日益提高。有关环境管制对企业竞争力的影响已成为学术界研究的热点问题。学者们从微观层面、中观层面和宏观层面对此问题做了大量研究,各种新论也不断涌现。但是,目前国内外学者们在环境管制对企业竞争力的影响问题上还远未形成共识。本文利用我国省级面板数据,对政府加强环境管制对污染密集型企业竞争力的影响进行实证分析,目的在于从微观层面客观评估我国环境管制对企业竞争力的影响,为协调我国环境管制和企业竞争力关系、并最终实现经济发展与环境保护“双赢”提供有价值的参考。
1文献综述
西方学者对环境管制与企业竞争力影响的实证研究得出了差异较大的结论:一些学者如Robison[1]、Kalt[2]、Ederington & Minier[3]、Triebswetter & Hitchens[4]、Tewari & Pillai[5]等人的研究认为,政府加强环境管制将显著地增加企业的生产成本、降低生产率、并损害企业在市场上的竞争力。但另有学者的实证研究发现环境管制造成的成本增加对企业的影响虽然为负,但影响很小,不至于降低企业竞争力。例如Walter[6]、Wheeler[7]、Levinson[8]、Grossman & Krueger[9]等人发现环境管制带来的成本在产品总成本中所占的比例很小,与劳动力成本差异、基础设施完备状况等其他因素造成的成本差异相比,环境成本的差异并非是决定性的,环境管制对企业竞争力没有明显的负面影响。但是,Joshi等人[10]对于环境成本的估量,表示了不同意见。他们认为环境管制除了可见成本(在会计账目中分类为环境成本)之外,还有隐藏成本。基于企业会计账目的环境成本统计结果会低估环境管制带来的成本增加。以钢铁企业为例,环境管制带来可见成本上升1美元的同时,还会引起9-10美元的隐藏成本上升。不过,这些研究虽然对环境管制成本占企业总成本的大小、环境管制对企业竞争力影响的大小有不同意见,但都赞同加强环境管制会带来企业成本的增加,并进而对企业竞争力造成负面影响。按照这种思路,在环境管制标准不统一的情况下,如果一个国家或一个地区的政府加强环境管制,实施了比其贸易伙伴更严格的环境标准,这个国家或地区的相关产业会相应地增加生产成本。假若没有保护措施和机制,这些产业在市场上将会因产品的价格相对较高而失去原有的竞争优势,这些产业很可能因此转移到其他国家或地区。
目前,我国正处于突发性环境污染事故的高发期,形势十分严峻。由于突发性环境污染事故不同于一般环境污染,它具有以下的主要特点:(1)形式的多样性;(2)发生的突然性;(3)危害的严重性;(4)处理处置的艰巨性。这就需要做好突发性环境污染事件的预防,提高对突发性环境污染事件的处理处置的能力,以最大限度地减少其对环境和人身的危害。而环境应急监测是突发性环境污染事件处理处置中的首要环节,是科学决策不可或缺的技术支持。所以环境监测部门应明确其在污染事故中必须做的具体工作,并保持警惕,常抓环境应急监测准备工作,一旦发生突发性环境污染事故,才能迅速、有条不紊地进行应急监测,真正、充分地发挥其应有的作用。
一、应急监测的要求
对突发性环境污染事故的环境应急监测也不同于常规监测,要求做到:
1、快速:能在最短的时间内报出监测数据,为及时处理污染事故提供科学依据;
2、准确:准确查明造成污染事故的有毒有害物质的种类和浓度,是应急监测的关键;
3、灵敏:监测方法应灵敏,特别是要能够发现低浓度的有毒有害物质、能快速反映污染事故的因子浓度变化;
4、简便:在仪器选择上应优先考虑携带方便、使用简单,最好是直读式的现场监测仪器,以适应应急监测的突发、快速特点。
二、应急监测的准备
对于环境应急监测的准备工作,首先应明确环境应急监测的主要任务,才能进行有的放矢的准备。
应急监测的主要任务:
1、协助定性
在国家突发公共安全事件的管理中,按其性质、严重程度、可控制性和影响范围等因素,一般将环境污染事故划分为:Ⅰ级――特别重大、特大,Ⅱ级――重大,Ⅲ级――较大,Ⅳ级――一般四类。事故的级别决定了不同的应急措施和响应程度范围。
2、确定污染物的性质
即是要尽快弄清污染事故的主要污染物及其性质,如污染物名称、分子式、毒性和理化特性等,尤其应尽快收集和弄清污染物对人体健康、动植物和生态的危害性(如致死、至残的阀值)、危害方式、持久性及其处理处置方法等等。
3、判断污染范围及其浓度变化情况。在弄清环境浓度和污染物排放浓度的基础上,根据水文、气象条件估算受污染的范围及其浓度变化情况。
4、预测事故的变化趋势。协调有关部门及专家,在对各敏感点(如受影响小区或吸水口、关键断面或位置等)进行及时监测的基础上科学预测事故的发展变化,为污染事故的应急处理处置提供科学的决策依据。
(二)、应急监测的准备工作
1、调查摸底,建立危险源档案
对辖区的污染源进行全面的调查摸底,分类建立危险源的档案。主要从以下几个方面进行调查:
(1)具有发生污染事故潜在危险的单位名称、地理位置、生产规模、污染物类型、特性、可能的危害程度等;
(2)污染源单位内及附近的地理情况:如单位内部布局、河流吸水口、区域水文、气象资料等;
(3)敏感目标的情况:与污染源的距离及方位、人口密度、疏散通道和方式、实施应急保护的方法等;
(4)有救援能力单位的信息:如公安、消防、防疫、医疗救护、防化部队、交通、电力、通信、气象等单位的地点及联络方式等。
2、制订应急监测预案
应急监测预案是对应急监测的组织机构、主要任务、工作程序和工作分工、质量保证等方面进行明确和规定,它是确保顺利实施应急监测任务的基本保障,在应急监测时起着非常重要的作用。一旦发生突发性环境污染事故,立即启动应急监测预案,保证应急监测工作及时、有序地展开。
3、组建专家库
突发性环境污染事故具有污染的严重性和处理的艰巨性、复杂性和专业性,在环境污染事故应有高度政治敏感性,事先组织建立突发性环境污染事故处理专家库。一旦发生突发性环境污染事故必须充分发挥专家作用,在事故定性、确定污染物性质、污染范围及程度、预测事故发展、选择和确定应急监测方案、处理处置方案等问题时应高度重视和充分听取专家的意见,有助于作出科学合理的判断和决策。
4、建立应急监测辅助决策系统
收集、整理辖区内各类污染物的性质、污染物类型及其监测方法、处理处置方法,了解历史该类污染的处理处置案例;地形图、地理信息系统、多年风玫瑰图、水文条件、GIS空间分析系统;受影响人群及敏感点位置等应急监测辅助系统。并制作成光盘或存盘在移动设备上以方便携带和安装使用。
5、应急仪器的筛选、维护、保养
优先考虑携带方便、使用简单,最好是直读式的现场监测仪器,以适应应急监测的突发、快速特点。同时考虑到事故刚发生是浓度较高,随后由于扩散、稀释污染物浓度会在短时间内下降,且变化较大,因此应选择检出范围较宽的能满足整个事故过程的仪器。重视日常维护,经常保养校准。比如经常充电;更换硅胶;实施标识管理,明确仪器的使用状态,并将责任落实到人,做到专人专管,保证应急监测仪器设备随用随取,且用得上、测得准。
6、强化应急监测人员的培训和演练工作
应急监测的现场情况非常复杂,且具有非常强的专业性,为此,应当强化应急监测人员的专门培训,以全面掌握各种污染因子的应急监测分析方法和相关的技术规定和要求。同时应该着重提高应急监测人员的实战经验,各监测部门可以根据辖区内的潜在危险源的类型和分布情况,有针对性地开展实战演练,要求各监测人员应当认真参与,全程序操作,出现问题及时纠正,全面总结在演练过程中存在的弱点,要做到心中有数,将来一旦发生污染事件,有相对应的处理经验。
三、应急监测的质量保证
质量保证是环境监测的生命线。加强应急环境监测质量管理工作是应急监测数据准确性、可靠性的重要保障。主要措施有:
1、执行“持证上纲”制度
“持证上纲”是监测规范化的重要保证措施之一,是指分析人员必须是经过考核合格的人员,以确保数据的准确性。
2、执行“计量”制度
为确保监测数据的准确性、有效性,应急监测仪器设备应该按时送计量部门进行周期性检定,并对仪器设备进行标识,明确其使用状态。
3、作用前的校准
要保护环境,首先要去调查:用敏锐的眼睛细致地观察它,用敏感的心去发现,下面的这些你留意过吗?
1、现实生活中的环境污染
(1)条条清澈的小溪被污染,一株株美丽的花草树木被污染,一棵棵高大的树木在一阵阵隆隆的机器声中倒下……这些残酷的画面,就是人类可恶的“杰作”!破坏环境对我们造成的危害极大,它会给我们的生活带来一系列的灾难,如沙尘暴,大雨,山洪,海啸等自然灾害。
(2)以前小河,清澈见底,能看见小鱼,现在工厂为了提高效率,竟把小河当成了排放污水的好地方,小河被污水弄得肮脏不堪。
2、如何保护环境
(1)我们要以自己的实际行动保护环境,最简单易行的就是从自己做起,注意节约用水。
(2)拒绝使用塑料袋等一次性物品,减少白色垃圾的产生。不乱丢生活垃圾,按相关要求分类存放。
(3)作为未来接班人的青少年,保护环境,人人有责,我们要了解人类环境的构成和环境污染问题的严重性,要了解有关环境保护的法律法规,增强环境保护意识,自觉履行保护环境的义务。要从我做起爱护环境;做一个保护环境的卫士。
思路导航
有了调查,就有了发言权,我们先要摆事实,摆出现实生活中环境污染中的现象,然后要决心保护环境。
首先,找出现实生活中的环境污染问题。
其次,要用具体行动来保护环境。
最后,要倡导全体学生来保护环境。
木瓜主持:你看出来了吗?这里有一个小小的技巧,那就是千万不要吝啬你的发现,把你感受到环境污染的严重性以及如何保护好环境写出来。
【思路一】
“保护环境……”
开头,可以摆出保护环境的主题,可以这样写:“保护环境,人人有责……”
接着,要详细写出现实生活中存在的严重的环境问题。例如“大气污染”“水污染”“噪声污染”等。
结尾,要有保护环境的决心,倡导学生爱护环境。
【思路二】
“保护环境……”
以保护环境热爱家园为例。
开头,可以点出保护环境的决心。如“保护环境,热爱家园,是每一个人的责任,如果每个人都从生活和工作中,抽取一点时间,为保护环境出一份力,哪怕是一分钟,也能把家园变得更美丽”。
接着,可详写环境污染的严峻形势。
结尾,要用实际行动来保护环境。
词汇百花园
1、描写环境美好的词语
一、垦区农场环境污染现状
黑龙江垦区作为大型国有企业,实行的是农牧业为主的国营农场发展模式,虽然与农村有较大区别,但生产职能上基本相同,只是管理方式和运营模式上存在差异,实际上是特殊环境下的特殊体制农村。垦区农场在发展中,虽然实现了规模化、机械化,但大量化肥、农药的施入和畜牧业的强力发展,结果带来了农畜环境污染严重,整体环境质量下降,间接或直接地影响了垦区人民生活的健康发展,加大垦区农村环境治理,改善垦区环境质量已成为环境保护工作开展的中心工作。具体污染表现如下:
(一)化肥污染:据统计,化肥在使用过程中浪费严重,约有70%逸失于环境中,造成环境污染,主要表现几个方面:一是部分化肥随农业用水和地表流入河、湖、库、塘,污染了水体,造成了水体富养化。二是不合理使用化肥,使土壤板结、地力下降。三是化肥中重金属、无机盐等有害成分,长期施用对农用环境造成影响。四是氮素化肥浅施、撒施后部分逸失进入大气,造成污染。
(二)农药的污染:我国农药的利用率较低,大部分农药散失于环境之中,使大气、土壤、水体、农畜、水产品受到污染并通过食物链对人体健康造成危害。一些高毒农药的施用在杀死害虫的同时,也杀死、杀伤害虫的天敌和其它益鸟,影响了生态平衡。田间施药时部分农药落入土中,严重污染土壤。农药的大量使用造成生态平衡失调、物种的多样性减少,使农场本来较脆弱的农业生态系统更加脆弱。
(三)塑料薄膜污染:农膜的使用一方面给农业带来明显的经济效益,另一方面给农田土壤带来污染,被称为“白色污染”。垦区每年大约有近千吨塑料薄膜残留在土壤中,使土壤的通透性变差,另外地膜中有害物质的分解还会对农产品品质产生较大影响,由于大部分农膜使用非降解地膜,农作物减产20-30%。这对农业发展来说是一个不容忽视的隐患。
(四)空气污染:秸秆焚烧,虽然灰分可当化肥并省去了清除秸杆的麻烦。但给大气造成了严重的污染并增加了二氧化硫和降尘的含量。
(五)工厂污染:由于城市环保力度加大而使大量工业企业转移到农场,这种污染转移造成了污染加剧。造成了农场生态环境的进一步恶化。
(六)城镇化问题:随着垦区城镇化进程的加快,大量的连队人口向农场场部转移,由于环境意识的薄弱和经济发展水平限制,造成城镇生活污染不断加剧,进而对其周边农业区域的生态环境造成了更大的污染。
二、解决垦区农村环境问题存在的意义
黑龙江垦区是一个机械化程度高的现代化农业地区,农业的发展状况对黑龙江省乃至全国粮食安全影响重大,农业及农场的可持续发展,是垦区可持续发展的根本保证和优先领域,它直接关系到整个垦区经济社会建设的成败。环境保护在转变农业增长方式,使农业生态环境由恶性循环走向良性循环,实现发展高产,优质高效的农业起着至关重要的作用。也是关系到垦区农业能否持续发展的一件大事。垦区农场环境的污染主要有农药、化肥、塑料薄膜等农用化学物质形成,破坏生态平衡、降低产品质量。
三、垦区农场环境污染治理主要存在的问题
一是缺乏长效机制。农场环境是垦区环境保护的薄弱环节,基础设施落后、监管力度不够、环保意识薄弱,区域污染难以得到及时有效控制。二是畜禽养殖业增长速度过快,难以控制,规模化养殖场治理费用高,企业无力承担,治理率低;三是农场生活垃圾和污水处理存在技术和资金方面困难,沿溪流江河随意倾倒排放,造成土壤和水体的严重污染。四是化肥、农药的过量使用,有机肥用量减少,造成环境有机污染负荷加大,污染物消纳能力降低。五是全社会环保意识仍然较淡薄,对区域性污染危害的严重性和长期性认识不足,对农场的环境保护整治力度不够。
四、相关对策
(一)加大农场环境保护的执法力度,建立农场环境保护长效管理机制。一是开展区域性的环境污染综合治理活动,建立农场环境和卫生长效管理机制;二是落实环境保护领导责任制,将环境质量和环境保护工作列入各级领导干部政绩考核的主要内容,确保认识到位、责任到位、措施到位、投入到位;三是建立激励与约束机制,抓紧出善有关农场生态环境保护的考核办法,明确任务职责,实施目标考核,使农场生态环境保护走上经常化、规范化、制度化轨道。
(二)设立农场环境治理基金,解决区域环境治理。各管理局要将环保投入列入本级财政预算的重点内容并逐年增加,加大对污染防治、生态保护的资金投入,设立基金,重点解决辖区污水和生活垃圾的处理。
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