补赔奖融合机制下流域干支流治污减排策略演化博弈分析

流域是由干流和多个、多级支流组成的相互影响的复杂系统,为了解决流域水污染和水生态环境问题,需要干流和支流各地区的共同治理。然而,现有的研究大多关注上下游水污染治理机制的研究,对于干流与多个支流间治污协作机制的研究较少,因此水污染协同治理机制很难在全流域实施。论文为系统性解决流域跨界水污染问题,形成覆盖整个流域的水污染治理机制,将上下游跨界水污染治理研究拓展到干流和两个支流,研究干流政府和两支流政府决策行为的变化规律和影响因素。基于演化博弈模型,通过构建三方政府博弈收益矩阵并求解复制动态方程,探讨补偿赔偿奖励融合机制下三方政府策略选择的演化稳定路径,并讨论了博弈均衡点策略演化的稳定条件。基于数值仿真分析了污染转移系数、干流政府对支流政府的奖励以及初始治污意愿等参数对三方策略选择的影响规律。研究结果表明：1）支流政府之间的主要影响因素是污染转移系数和初始治污意愿,某一支流污染转移系数越大,其他支流治理意愿越低,当污染转移系数超过某一临界值时,其他支流会选择不治理的策略,同时支流政府的初始治污意愿越高,其稳定于治理策略的速度越快,污染转移系数的临界值越大;2）干支流政府之间的主要影响因素是干流政府对支流政府的补偿和奖励以及支流政府对干流政府的生态赔偿,干流政府对支流政府额外治污减排的奖励越多,越能激励支流政府治污减排。研究结论可为干流和多个支流间形成生态补偿、赔偿和奖励机制以达到治污减排目标提供参考。     

地表水和地下水资源评价集成模型的优化及应用

基于MODFLOW等模型基础,集成了3个模型的参数边界等方面的优势,以海河流域为例,通过对地表水以及地下水之间的相互作用关系基础上的计算,对海河流域的地下水开采的可持续发展和管理进行分析。计算结果表明,优化后的集成模型精确,可获得大范围的数据与结论。     

关联度分析模型在瓦斯监控传感器优化布点中的应用

瓦斯实时监控系统采样的关键因素在于井下传感器的优化布置,可较好地监测空间分布和采样间隔可提高特征量误报警的精确度。以挖金湾矿巷道背景为例,通过对众多位置的测量点进行相关度关联分析和二进制转换来获取其中有效的布置点,并据此建立可靠精确的传感器网络,最后通过挖金湾南翼盘区现场应用分析来验证所给出算法模型的准确性。     

江油市青莲镇规划应急水源地分析与评价

涪江作为江油市重要饮用水来源,在遭受上游水污染发生后,需要及时更换应急水源地供水,结合流域特点,选址青莲镇作为江油市应急水源地。通过调查研究青莲镇地下水资源量,全面研究了该地区地下水补给量、储存量和消耗量,并采集水源地水样进行实验分析,获取水源地水化学特征,研究结果显示青莲镇地下水水量、水质满足江油市应急水源地要求,最后利用层次分析法对江油市应急水源地进行了适宜性评价。     

多源数据联合刻画DNAPL污染场地的非均质性

污染场地评估工作中常使用数值模型刻画污染源区特性，其中水文地质参数准确与否对污染物迁移转化过程的判断至关重要。采用相对容易获取的观测值，通过求解逆问题的方式反演来推估无法直接获取的水文地质参数。该文针对DNAPL污染场地非均质性的精细刻画问题，构建一种综合迭代局部更新集合平滑器(Iterative Local Updating Ensemble Smoother, ILUES)、DNAPL污染运移模型、岩性物理模型和自然电位正演模型的数据同化框架，通过融合水力层析法(Hydraulic tomography, HT)观测数据与自然电位法(Self-potential, SP)观测数据联合反演三维含水层渗透系数场空间分布。在该框架下设计3组数值算例，比较不同类型观测数据对反演精度的影响。研究结果表明：基于ILUES算法分别融合HT数据、SP数据，均可有效地刻画DNAPL污染源区非均质结构，且ILUES算法耦合HT与SP观测数据能进一步优化反演效果，提高计算的精度和效率。     

许疃煤矿地温分布规律及热害预测分析

通过收集整理矿井内地温资料及井下采样分析测试岩石热物理参数，利用基于有限元的Comsol Multiphysics数值模拟，分析主采区的地温分布特征及致热因素，并将实测温孔与数值模拟对比验证，研究许疃煤矿地温分布规律及其影响因素。同时计算获取研究区内大地热流值，绘制矿井热害影响程度分区图，预测受热害影响的范围，为煤矿下一步的热害防治提供有针对性的对策。     

采场支承压力带范围的实验研究

通过相似材料模型实验、现场试验及矿压观测数据统计分析，研究了采场支承压力沿倾斜方向和深度方向的有害影响范围和分布规律。     

贵州省某小型煤矿环境治理现状及其建议

目前煤炭资源的开采与环境问题的矛盾日益突出,以贵州省某小型煤矿为例,总结其环境治理现状,并分析存在的问题,提出了该矿山应对土地资源、粉尘、水污染和塌陷区采取的措施,对贵州省小型煤矿环境综合治理具有借鉴意义。     

页岩气开采致水污染的途径及污染物特点

针对水平钻井和水力压裂技术开采页岩气所产生的水污染问题,基于水文地质学原理,对美国页岩气开采导致水污染的实例及压裂液成分等方面的文献予以分析,对页岩气开采导致水污染的途径及污染物的特点进行研究。结果表明:页岩气开采导致地下水及地表水污染的途径主要包括越流、井筒泄漏及地表人类活动等。页岩气开采长期持续产生水污染物,水污染物种类多、总量大、危害大,某些水污染物难以监测。该研究可以为我国页岩气开采水污染防治标准等规则的制订提供参考。     

遥感技术在水电站地址勘察中的应用

基于降雨径流模型确定水电站地址勘察已成为水资源评价中的一个重要课题。随着卫星技术的发展,遥感、地理信息系统能够快速地确定水电站地址勘察。选取位于云南省中部滇中盆地地区澜沧江流域作为研究区,利用遥感和地理信息系统技术,从数字高程模型角度出发,确定了流域尺度、流域边界和最小面积、平均高程、流域平均坡度等水文信息。运用分辨率为2.5 m的IRS-P5立体卫星数据导出数字高程模型。该数字高程模型用于生成盆地的流向和流量累积图。通过对这些图像的分析得出了综合排水网;利用地形资料,包括流域面积、平均流域高程和降雨资料的有限点观测值,推导出整个流域的回归模型,使用平均面雨量计算其雨量分布图,结合Kriging统计方法生成子流域验证这个回归模型,并给出了水电站地址勘察建设地点。     

南方煤矿区喀斯特泉污染源识别及污染通道探查方法

凯里市龙洞泉位于贵州黔东南州大风洞镇青杠林村，泉水出露于汇水单斜与阻水逆断层接触带地段，属于典型喀斯特泉，是当地村民唯一生活水源。2017年7月该岩溶泉水因强降雨期间受到污染，泉水呈棕红色，通过取样化验，因Fe³⁺离子严重超标所致，通过水文地质调查和水质特征离子对比方法识别污染源，推断是泉水上游一处煤矿处于关停状态，强降雨入渗进入采空区，水位上升补给岩溶水条件下引起的污染。南方煤矿区喀斯特泉污染源和污染通道具有隐蔽性和多层性特征，采用水文地质调查、物探、水文钻探及测试、洞穴探测、示踪试验等综合方法，探明泉水污染通道位于采空区构造发育地带，探查其发育部位、埋藏深度及平面上展布。对喀斯特泉污染机理研究以及泉水污染治理具有指导意义。     

感应电磁技术在复杂背景场地调查中的应用

针对上海某“城中村”改造项目土壤污染状况初步调查中发生的生产企业资料缺失的情况，使用感应电磁技术对地块进行全覆盖扫描，根据地下6 m以上地层综合视电导率变化规律，对地块整体污染情况进行分析，并根据现场踏勘、人员访谈、资料收集和感应电磁法物探结果进行点位布设和采样检测。结果显示，除部分区域受地坪和钢筋影响外，地块整体电导率无明显变化；结合地块企业情况和感应电磁法物探结果，确认地块无地下储罐和有毒有害物质运输管线；地块土壤和地下水受污染风险较低。通过调查采样检测分析发现，地块土壤和地下水环境质量满足住宅用地的开发使用要求。     

巴拉素煤矿不同阶段水害问题防治技术研究

在我国西部地区煤炭资源丰富、水害问题严重。为了矿井在建设、生产等不同阶段所面临水害问题可得以有效防治，以侏罗纪煤田榆横北区巴拉素煤矿为例，通过对矿井地质、水文地质条件进行分析，确定主要充水水源和充水通道，并对2号煤层水进行涌水量预测，结合矿井不同阶段的水害隐患，提出相应的防治措施。结果表明:矿井采掘2号煤层时，2号煤层水、其顶板侏罗系延安组第四段和直罗组砂岩含水层水为矿井主要充水水源，覆岩导水裂隙带为主要充水通道。通过涌水量预测，分析确定采用水平廊道法预测的2号煤层水涌水量为防治水工作依据。结合现场实际，提出采用地面、井下等不同地段进行探查，物探、钻探等方法共同使用的综合方法，对后期矿井采掘过程中的顶板水、煤层水、采空区水、离层水等水害，提出相应的防治措施和方案。     

废弃矿区土壤重金属污染程度及生态风险评价研究

采用内梅罗指数法、地累积指数法对废弃矿区土壤重金属污染程度进行分析，并用潜在生态危害指数评价生态危害情况。研究结果表明，内梅罗指数法筛选Zn、Pb、Cd、As是主要污染因子，综合污染指数分别为16.30、9.48、20.16和7.07，属于重度污染；除点位11、12和14以外，其他11个点位的污染程度均为重度污染。地累积指数法筛选出Zn、Pb、Cd三种元素，未污染的元素为Ni、Hg、Cr、Ag，主要的污染点位是点位1、2、3。潜在生态危害指数法评价结果表明，主要污染因子为Cd、Hg两种元素，轻度污染的元素为Zn、Pb、Cu、As、Ni、Cr，主要的污染点位是点位1、2、3。     

第二次全国污染源普查安阳市水环境承载力研究

安阳市既是一个典型的工业城市,又是一个资源型缺水城市,水环境压力较大。基于安阳市33个地表水断面监测数据及第二次全国污染源普查数据,对全市水环境承载力及工业废水排放特征与空间分布进行系统分析,以探究影响安阳市水环境承载力的主要污染因子及各辖区、各河流承载力状况。研究结果表明,2020年,龙安区、北关区、殷都区水环境承载力状态均处于临界超载状态;8条主要河流除安阳河属临界超载状态外,其余7条主要河流均属未超载状态;地表水污染仍属于典型的有机型污染,工业废水排放量主要集中在殷都区、龙安区、汤阴县和滑县,且污染物主要进入卫河。研究可为安阳市进一步加强区域水污染防治,建立水环境承载力预警长效机制提技术支撑。     

模糊数学法综合评价土壤重金属污染程度研究

为了评价土壤中重金属污染程度，采用模糊数学法研究了最大隶属度、污染程度等，评价结果表明:研究区域土壤Zn、Pb、Cu、Cd、As、Hg、Ni和Cr最大值浓度超出背景值16.25、14.87、4.76、9.79、10.70、11.68、1.22和1.06倍，土壤受到Zn、Pb、Cu、Cd、As和Hg六种重金属元素的污染；模糊数学法综合评价重金属元素的最大隶属度为0.472，污染程度为三级污染。     

底板带压开采工作面并行电透视探测技术应用研究

汾西矿务局水峪矿部分工作面现已面临带压开采问题，受下伏奥陶系灰岩水害影响，工作面安全回采过程中的防治水工作难度增加，尤其是带压开采工作面底板灰岩水的有效探测变得异常紧迫与重要。为了解决底板带压开采工作面富水区的探测问题，水峪矿引入了并行电透视技术，并对相应工作面进行了探测应用。并行电透视技术相对于传统音频电透视技术具有仪器智能化控制发射接收切换、一发射点并行对应多接收点、仪器智能快速高效跑极施工的3项技术优势，可体现应用现场施工高效、实际探测效果可靠的技术特点。经过对并行电透视技术及探测应用效果分析研究，证明该方法技术领先，现场施工高效，实际探测结果可靠，实用性强。     

我国煤矿矿井水氟污染现状及除氟技术研究

氟污染成为制约矿井水资源化利用的重要因素，分析了我国煤矿矿井水氟污染现状及含氟矿井水的水质特征。化学沉淀法、混凝沉淀法、离子交换—吸附法、电化学法和膜法是目前常用的除氟方法，通过对各种除氟方法的原理、处理效果和优缺点等进行对比发现，离子交换—吸附法较为成熟，在矿井水除氟工程中应用最为广泛。研究表明，开发高效、经济、安全、稳定的除氟材料与成套装备，是含氟矿井水资源化利用的重要途径。     

基于GMS的某典型石化园区地下水污染运移研究

石油化工园区作为地下水重点污染源之一，企业生产过程中产生的废水和固体废物可能对周边地下水构成污染风险。以北方沿海某石化园区作为研究对象，基于GMS建立水文地质概念模型和三维数值模型，对园区污水处理厂非正常状况下废水泄漏后石油类污染物在地下水中的迁移过程进行模拟预测。研究结果表明，在污染物泄漏后的30年预测期内，污染物最远迁移约56 m，污染羽前缘尚未影响到下游地表水体。研究成果可为我国滨海地区石化园区的地下水污染防控提供科学依据。     

综合余热节能改造项目在矿井中的研究与应用

目前矿井所使用的洗澡用水等热水大多是由工业燃煤锅炉提供的，但是随着国家对环境治理工作的进一步深化，淘汰燃煤工业锅炉是政策导向。锅炉取消后，如何解决矿井热水的供应问题，成为制约矿井正常生活生产的关键问题。龙门煤矿结合自身实际条件，通过综合余热节能改造项目的研究和应用，结合矿井所处地理位置的气象环境条件、建筑条件、矿井压风机的运行状况、井下排水的水温情况，综合设计安装了太阳能取热、压风机余热回收、矿井水水温回收相结合的水加热系统，不但成功取消了燃煤工业锅炉，满足了环保的要求，同时还解决了职工洗澡的用水问题，更重要的是减少了污染物的排放和对环境的污染。