Redistribution and export of contaminated sediment within eastern Fukushima Prefecture due to typhoon flooding

Tropical cyclones expose river basins to heavy rainfall and flooding, and cause substantial soil erosion and sediment transport. There is heightened interest in the effects of typhoon floods on river basins in northeast Japan, as the migration of radiocaesium‐bearing soils contaminated by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident will affect future radiation levels. The five main catchments surrounding FDNPP are the Odaka, Ukedo, Maeda, Kuma and Tomioka basins, but little quantitative modelling has been undertaken to identify the sediment redistribution patterns and controlling processes across these basins. Here we address this issue and report catchment‐scale modelling of the five basins using the GETFLOWS simulation code. The three‐dimensional (3D) models of the basins incorporated details of the geology, soil type, land cover, and used data from meteorological records as inputs. The simulation results were checked against field monitoring data for water flow rates, suspended sediment concentrations and accumulated sediment erosion and deposition. The results show that the majority of annual sediment migration in the basins occurs over storm periods, thus making typhoons the main vectors for redistribution. The Ukedo and Tomioka basins are the most important basins in the region in terms of overall sediment transport, followed by the other three basins each with similar discharge amounts. Erosion is strongly correlated with the underlying geology and the surface topography in the study area. A low permeability Pliocene Dainenji formation in the coastal area causes high surface water flow rates and soil erosion. Conversely, erosion is lower in an area with high permeability granite basement rocks between the Hatagawa and Futaba faults in the centre of the study area. Land cover is also a factor controlling differences in erosion and transport rates between forested areas in the west of the study area and predominantly agricultural areas towards the east. The largest sediment depositions occur in the Ogaki and Takigawa Dams, at the confluence of the Takase and Ukedo Rivers, and at the Ukedo River mouth. Having clarified the sediment redistribution patterns and controlling processes, these results can assist the ongoing task of monitoring radioactive caesium redistribution within Fukushima Prefecture, and contribute to the design and implementation of measures to protect health and the environment. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

Financial caps for oil pollution damage: A historical mistake?

The limitation of liability (known as financial caps) of the ship owner has a long tradition in maritime law in general and in the marine oil pollution compensation regime in particular. This paper uses the economic instrument to critically analyze such a mechanism, in order to answer the question if the financial caps are indeed a historical mistake.     

突发河流污染事件应急资源调度动态规划模型研究

突发事件的突然性和发展过程的不确定性,要求在限定的时间内,将足够的应急资源配送到合适的应急处置空间位置。本文构建了一个多源点多目标应急资源调度模型,该模型以最短应急处置时间为规划目标,以应急资源运输和应急工程构建时间之和必须小于污染物扩散到应急处置空间位置的时间、多个应急资源仓库综合调度资源数量必须满足处置需求为约束条件;在应急资源出库和装卸时间一定的情况下,根据污染物沿河流扩散的动态过程,运用Dijkstra算法实时选择应急资源配送的最优路径,计算各个仓库所需调度各类资源数量以及资源到达应急处置空间位置所需的时间;最终导出一个策略方案,并根据应急资源到达处置位置所用的时间与污染物扩散到该点的时间之比,评估该方案的决策风险。以突发六价铬污染为研究案例的实验结果表明：该模型能够验证各个应急处置空间位置能否作为应急处置点,获得应急处置空间位置最合理的应急资源调度方案、应急车辆动态的最优路线以及各应急处置点资源调度方案的决策风险评估结果,从而提高应急管理的决策效率,降低决策风险,该模型在救灾、溃坝等其他类似领域也具有一定适用性。     

新一代天气雷达雷击灾害实例分析及其防雷中的若干问题

通过对全国已安装的新一代天气雷达雷击灾害的调查,并结合湖北省武汉、十堰、恩施三部天气雷达雷击事故的分析,揭示了其事故原因主要在于防雷设备安装不完善、部分配置设备安装不合理及施工过程中未采取临时防雷措施。在此基础上,指出了新一代天气雷达防雷中的几个问题:一是雷达站应按行业标准对其采取综合防雷措施;二是对新一代天气雷达楼应科学划分雷电防护区并对各区采取全面的防雷措施;三是雷达辅助配置设备航空障碍灯不宜安装在天线罩顶端;四是在雷达安装施工期间必须增设临时防雷措施。     

源项对FLEXPART模式模拟福岛核事故放射性物质长距离传输的影响

对包括拉格朗日粒子模式在内的大气扩散模式,提供准确的源项有助于获取更好的模拟结果。以日本福岛核电站2011年3月发生的核泄漏事故为研究对象,采用日本原子能机构Terada源项以及挪威大气研究所Stohl源项,利用FLEXPART(FLEXible PARTicle dispersion mode)模拟了放射性物质137Cs在全球大气中扩散传输的过程,并利用大气辐射监测数据讨论了基于两种源项模拟烟云的时空分布特征,探讨了源项对模拟结果的不确定性影响。结果显示:Terada源项及Stohl源项之间释放总量、释放速率、释放高度等虽然略有差别,但总体趋势描述相似,使得基于两源项的模拟烟云的扩散过程及影响区域基本一致。两模拟烟云在中纬度西风带作用下,均表现为自西向东扩散,经过太平洋、美洲大陆、欧洲,最后在整个北半球传输。基于两源项在亚洲—太平洋及北美大陆等近距离的模拟烟云的首次到达时间与首次监测时间吻合度较好,在全球尺度上基于Stohl源项的模拟在首次到达时间方面表现更优。其次,基于两源项进行全球尺度的模拟,近距离站点的模拟效果优于远距离站点模拟效果,且基于Stohl源项的模拟精度较好,Terada源项可能存在低估。另外模式进行全球尺度的模拟时,针对不同粒子数目对模拟结果的影响进行了分析,发现粒子数目的多寡对模拟精度有所影响,也影响模拟烟云扩散后期的疏密程度。     

河南省年平均气温的时空分布及变化特征

采用EOF分析、气候突变分析、最大熵谱分析、倾向率等多种方法,对河南省1961-2005年的年平均气温进行时空特征分析,结果表明:河南省年平均气温空间分布由南向北递减;第一主分量代表了河南省年平均气温变化的时空特征,显示出全省气温变化具有高度的一致性;1994年为气温变化的突变点,其后气温增温明显;时间序列具有4 a、5.5 a、2.4 a的变化周期。     

沙尘暴天气对兰州市环境影响的个例分析

利用实时气象观测资料、空气质量监测资料及兰州市太阳辐射资料 ,从沙尘天气实况、天气气候成因和对兰州市空气质量、太阳辐射强度影响等多方面 ,对 2 0 0 1年 4月 6～ 1 0日兰州上游发生的一次强度较大、范围较广、持续时间较长的沙尘天气过程做了初步探讨。结果表明 :( 1 )西西伯利亚南下强冷空气与南疆、蒙古地面热低压的相互作用为沙尘天气的发展提供了有利的动力和热力条件 ;前期持续增暖少雨 ,导致表层土质干燥疏松 ,沙尘源丰富 ,是此次沙尘天气发生的物质基础 ;( 2 )此次沙尘天气导致兰州市出现严重的大气污染事件 ,使兰州市空气质量恶化 2～ 5倍 ;( 3)沙尘天气对兰州市太阳总辐射有着正、负两方面的作用 ;沙尘天气白天减小地面净辐射能收入 ,抑制地面增温 ;夜间减小地面净辐射能支出 ,抑制地面冷却。     

灾害天气对日照市电力事故的影响研究

利用雷雨、大风等灾害天气资料和电力事故历史数据资料,分析了电力事故发生的时空分布特征及其与雷雨、大风、日平均气温等天气要素之间的关系。进而利用事件概率回归(regression estimation of event probability,REEP)和Logistic回归分析方法,得到了日照市电力事故发生概率与雷雨、大风和日平均气温之间关系的预警模型。研究结果表明:1)雷雨、大风是造成日照市电力事故的重要气象因素。2)雷雨、大风和高温等灾害天气对电力事故的发生虽都有促成作用,但影响能力存在较大差距。3)两种回归分析模型对因子和变量之间关系均有较好的拟合效果,相较而言,REEP模型更为直观,Logistic回归分析方法更为客观,适用性更强。4)回归分析结果建立在客观资料基础上,回归模型具有准确性、实用性,可为电力事故预警发布系统提供理论和技术支持。     

引发公路交通事故的气象条件分析

利用1999~2003年间发生在丽水市境内的交通事故,并结合该地的气候特点,分析了引发交通事故的气象条件。结果表明:交通事故的发生与日照、雨量、最高温度、温差、能见度、相对湿度、雪深以及风速等有一定的相关性。另外夏季高温、冬季低温、高湿、雨、雪天气以及转雨日都很容易引发交通事故;秋冬季节的雾、雨天、雪天会使能见度降低从而引发交通事故;雨日比无雨日容易发生交通事故;交通事故的发生还与降雨量级有系,特别是大雨天最容易发生交通事故。夏冬季的晴天比阴天容易发生交通事故,而秋季阴天比晴天容易发生交通事故;结冰、积雪等天气尽管发生的次数较少,但引发的交通事故损失却非常大。     

开滦苯加氢精制工程环境风险评价

以某苯加氢精制工程为例,探讨了焦化行业环境风险评价方法;利用该项目所在地近3 a地面常规气象观测资料,分析了当地的污染气象特征;采用风险识别、源项分析、后果计算、风险评价等环境风险评价技术方法,筛选出主要风险因子并进行风险预测,采用多烟团模式并考虑气象因素进行风险计算。结果表明:污染事故发生后,苯类物质的地面浓度最大值为3 214 mg/m3,位于距离事故发生源WNW方向约50 m处超标1 339倍,由此可知近距离污染严重;高浓度污染物主要集中在污染源附近,随着距离的延长,污染物浓度不断向下风向扩散,超标范围在6 km内。利用简化分析法,定量给出此项工程的最大可信事故风险值为7.6×10-6/a,小于化工行业风险值8.33×10-5/a,此工程风险值水平与同行业比较在可接受的范围内。