枢纽港口环境风险度量方法及调控研究

The air pollution of large port has been more emphasized heavily recently by many governments and researchers. Vessels entering and leaving port, collecting and distributing system and port constructions create pollution problems-polluted gas and particulates. There are some differences in port pollutions’ generating, gather and spreading under different geographical conditions, climate and port scale. So, the analysis of above factors will be helpful to build ecological hub port and reduce pollution hazards. This project will focus on the following parts:(1) Identifying the time-space relationship between traffic system of hub port and pollutions;(2) The model of environment bearing capacity and risk assessment of hub port;(3) The optimization model for hub’s internal factors considering air pollution; and (4) The optimization model for new-built hub port considering air pollution and regions. We will adopt the experimental and mathematical technique to deal with above contents. The uncertainty method and PECAS model will be used to figure out the relationship between port operation mechanism and air pollution, and the relationship between port’s sustainable development and hinterland’s economic condition. The research scheme of "the cause of air pollution- overlay analysis of air pollution-risk assessment- comprehensive regulatory measures (local regulation and global regulation) " is established.

大型枢纽港口污染问题日益受到各国政府及学者的重视，船舶进出港、集疏运系统、港内施工等都产生大量的危害气体及颗粒物。在不同的地理、气候及港口规模条件下，港口污染物的形成、扩散及危害存在较大差异性，因此枢纽港口污染物的解析、聚集及扩散机理分析，对减少其负面影响、建立绿色生态枢纽具有重要意义。本研究围绕以下四个内容展开：（1）解析枢纽港口综合交通系统与污染物排放量在时间和空间维度上的关系；（2）枢纽港口环境承载力及环境风险计算模型；（3）面向港口内部因素的环境调控规划；（4）面向跨区域的港口环境宏观调控优化方案。围绕上述内容，项目组将采用实验、数学分析相结合的方法，引入不确定性分析方法和PECAS模型，分析港口内部运营机制与环境间的互动机制，综合考量港口可持续发展与腹地经济的关系，最终建立“污染物成因——污染物叠加综合分析——风险评估——综合调控（局部调控和全局调控）”的研究思路。

项目组通过数据采集、大数据挖掘、数学建模、统计分析等方法开展了如下研究工作：1）解析了枢纽港口综合交通系统（包括船舶、集卡、港口码头周边区域机动车流）大气污染物排放量随活动水平、交通流特征、时间、空间的变化规律；2）开展了港口枢纽环境风险计算及评价，通过测算港口大气污染物总量以及周边区域机动车大气污染物排放量，运用高斯模型计算受体区域污染物浓度，并结合国家标准进行风险评价；基于Bossel模型构建了港口污染物接收能力评价指标体系，对长江干线典型港口进行了接收风险定量分析；基于DPSIR模型，构建了港口大气环境承载力评价指标体系并基于熵权法进行了指标权重的计算，得到案例港口的承载力结果和发展趋势；3）经过大数据清洗、补足及挖掘，对港口船舶停靠、货运量、装卸时间及排放量的关系进行了解析；构建了不同港口集卡作业模式下的最优路径规划模型、面向环境的港口集卡扩容模型、面向环境和效率的港口周边交通流优化方法等；4）基于大数据挖掘分析了港口枢纽中长期规划必需的输入数据：交通需求和水陆两类阻抗；基于PECAS模型分析了港口城市空间开发规划并进行了稳定性和不确定性分析；最后开展了面向环境的港口泊位规划研究。项目组共发表国内外核心期刊和学术会议论文16篇，其中北大中文核心期刊论文5篇，国际期刊论文2篇，会议论文9篇；已录用北大中文核心期刊1篇，在审国内期刊论文1篇、国际期刊论文1篇。申请发明专利3项，其中授权1项，已受理2项。申请软件著作权5项，其中已获批4项，已受理1项。依托项目培养研究生11人，其中博士生3人，硕士研究生8人。项目组成员参加国内外学术会议13人次。科研奖励1项。完成了项目计划任务。