Dobbins概率边界模型及应用

在W.J.Padgett等对随机水质模型研究的基础上,本文以样本资料为重要信息,直接推求BOD和DO的联合分布函数。以此为基础,结合地面水水质标准,推出BOD-DO的耦合达标率公式,同时结合Dobbins模型导出了上游断面的BOD-DO概率边界值计算式。以沱江流域顺河场至中瓷厂水质资料作为实例进行计算,结果表明模型有广阔应用前景。      

城市下水道污水水质模型的开发与应用

建立了下水道水质转化概念模型,以ASM3(活性污泥3号模型)为基础开发了下水道污水水质数学模型,通过模拟试验,运用遗传算法和曲线拟合技术进行了模型率定与参数估值.模型经现场试验验证可较好地模拟下水道中的ρ(DO)与ρ(TOC)的变化.应用该模型进行数值模拟,探讨了初始ρ(DO)和水力停留时间(HRT)等可控因素对下水道中微生物作用及有机质降解的影响.结果表明,在下水道中设置曝气点,可提高污水的ρ(DO),能有效地提高微生物增殖速率,强化有机物的生化降解能力.      

沱江水环境容量及水质管理规划探讨

本文论述了沱江污染特征,并从沱江水体存贮、输移和同化污染物的能力,水域生态系统转化能力及流域三个层次分别研究了沱江水环境容量。建立了水质模型,进行了水质预测,拟定了沱江水质管理规划。根据现有水域生态系统结构特征,提出了合理利用沱江生态系统自身功能减轻沱江污染的综合措施。     

随机因素对河流水质模型参数最优估值影响

用多宾斯－BOD－DO（Dobbins－BOD－DO）水质模型,生成真实的无干扰和有干扰的仿真水质数据。在此基础上,用绘制目标函数响应面的方法,分析水质监测数据中的随机噪声对水质模型参数最优估值的影响。分析结果表明,随机噪声干扰使最优估计参数＂漂离＂系统真实参数,并增加最优估计参数的不唯一性问题。     

基于GLUE法的多指标水质模型参数率定方法

目前对水质模型进行参数率定通常利用计算机算法来实现,但由于水质模型日趋复杂的非线性结构往往会导致"异参同效"现象,无法通过单个似然度判断参数的取值是否能够取得真值.为避免这一情况,本文提出了一套基于GLUE法的多目标模型参数率定方法,并以WASP水质模型的应用为例,通过Sobol方法确定模型的敏感参数,并利用DO、CBOD、氨氮、硝态氮4项指标的似然函数对参数同时进行率定.结果表明,该方法既可以有效地避免因追求"过拟合"而造成模型参数取值不当,也可以减小模型参数的不确定性,为具有"异参同效"现象的复杂模型的参数率定工作提供了一个更为可靠的方法.     

全程自养脱氮颗粒污泥培养及动力学研究

SBR反应器接种厌氧颗粒污泥,经过3个阶段培养,成功培养出全程自养脱氮颗粒污泥,并对颗粒污泥系统进行动力学研究.建立了描述全程自养脱氮的动力学模型.由于溶解氧(DO)在颗粒污泥内呈梯度分布,模型引入DO校正系数.通过模型研究反硝化作用、亚硝酸盐和DO对过程的影响,模拟结果与实测结果相一致.结果说明,异养反硝化菌的存在,在一定程度上影响厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程,但是随着启动的进行,反硝化的影响逐渐降低.初始亚硝酸盐浓度为20~30 mg/L时,厌氧氨氧化开始受到抑制,总氮去除率开始降低.DO浓度的过高或过低都会导致全程自养脱氮效果受限制.根据进水氨氮浓度调整DO浓度,可使总氮去除效率达到较佳水平.进水氨氮浓度为80 mg/L时,最佳DO为0.3~0.6 mg/L.     

沱江氮污染物转化规律及污染容量

本文研究氮污染物在沱江水体中的转化规律及其主要的影响因素。通过实验室模拟试验和野外现场水团追踪试验求得氨氮在沱江水中的总消失速度常数k_T、硝化速度常数k_N、温度校正系数θ以及氨氮的耗氧系数f_n。在参数计算方法上较前人有所改进。建立了计算沱江氮污染容量的数学模式,并用该模式估算了沱江在不同流量和不同水温条件下所能容纳氮污染物的负荷量。     

河流水质系统灰色模型的识别、模拟和应用

借助于灰色系统理论的思想和方法可以构造河流水质灰色模型,根据实测水质资料可以识别出河流水质灰色模型中的最优灰参数,在此基础上,可以对河流水质系统进行灰色模拟。灰色模拟考虑了实际河流水质系统中客观存在的不确知因素和偶然因素影响。本文概述了河流水质灰色模型的构造、河流水质灰色模型的研究意义、河流水质灰色模型的灰参数识别、河流水质系统的灰色模拟及其在四川沱江水质系统模拟中的应用。     

基于RSM优化设计CASS工艺处理低碳源污水工艺参数

利用响应面法(RSM)优化设计CASS工艺处理市政污水的各项工艺运行参数,通过Box-Behnken Design(BBD),以TP、NH_3-N去除率为响应值建立二次回归模型,并选定缺氧搅拌时间、曝气时间、充水比和DO值为影响因素,考察各因素交互影响的显著性。确定了CASS工艺脱氮除磷的最优工艺参数为:缺氧搅拌时间为120 min、曝气时间为90min、充水比为0. 30,ρ(DO)为1. 29 mg/L。在此最优条件下,TP去除率为63. 83%,NH_3-N去除率为80. 24%。对比分析模型计算的预测值与实验值,TP、NH_3-N去除率预测值偏差分别介于-1. 65%～+1. 73%和-2. 04%～+1. 75%,表明在不同的低碳源进水条件下,用该模型代替真实工艺运行参数对实验结果进行分析具有较高的可靠性。     

基于全局敏感性分析方法的WASP模型不确定性分析

为了定量讨论WASP(The water quality analysis simulation program,水质分析模拟程序)模型中各参数对模拟结果的影响及其不确定性,本文在Simulink环境下对模型进行重组,利用Sobol方法,对影响DO、CBOD、NH3-N、NO3--N等4项输出的各参数敏感性进行了研究,重点讨论了输入条件如时空变化对参数敏感性的影响.结果表明:Sobol全局敏感性分析方法能够有效地筛选出WASP模型中对DO、CBOD、NH3-N、NO3-变化模拟较为敏感的参数,在实现模型参数“本土化”中具有较大的应用潜力;对比总敏感性与一阶敏感性指数之间的差异, WASP模型当中的若干参数(如GP1、PNH3、anc等)耦合性较强,不宜使用一次一个变量法对这些变量进行敏感性分析;在参数敏感性变化方面,即使对于同一条河流,WASP的参数敏感性指数会因边界条件的时空变化而发生改变.敏感性受空间变化的影响不大,但受时间(季节)变化的影响显著;输入变量随时间的变化,会引起模型不确定性在各季节上的较大的差异;WASP模型当中存在明显的“异参同效”作用,仅靠传统方法进行全局寻优率定,并不能体现水体各组分之间相互转化的过程,还需要结合实验对关键参数进行率定.     

生物除磷生化代谢模型的研究进展

阐述了在生物除磷过程中生化代谢模型的建立与发展,分别介绍了早期的Comeau/Wentzel模型和Mino模型,在生物除磷代谢模型发展上有重要意义的Smolder模型和Delft模型,以及目前较被关注的反硝化除磷模型和国际水协(IWA)提出的ASM2和ASM2D模型.从而提出将生物除磷模型同化学除磷模型相结合,与在线监测技术发展融合,并且在模型中加入更多的环境因素将是生化除磷模型的主要发展方向.     

喷射鼓泡反应器湿法烟气脱硫的研究

以中试喷射鼓泡反应器为基础 ,一个石灰湿法烟气脱硫模型被建立。该模型以膜理论为基础 ,包括 SO2 的吸收模型和反应器模型。模型涉及的化学反应被假设为瞬间可逆完成。模型计算结果能较好地与实验值吻合。     

乐安江沉积物对重金属的吸附模式研究──表面络合模式在天然沉积物研究中的应用

应用表面络合理论及其研究方法对乐安江沉积物的表面特征及对重金属的吸附特性进行了研究．进行了乐安江沉积物样品的表面电位滴定实验及样品对重金属Ｃｕ、Ｃｄ的吸附实验．应用图解法及ＦＩＴＥＱＬ优化程序确定了表面络合模式中的相应参数，并对模式的预测能力进行了检验．研究了３种表面络合模式即恒定容量模式，扩散层模式和三层模式的拟合应用情况．结果表明，３种表面络合模式均能较好地描述天然沉积物的吸附过程，但哪种模式从化学原理上看更正确尚不能证明．从模式计算的难易程度分析，扩散层模式有一定优势．模式应用中应特别强调的是模式参数间的相关性和一致性．     

内陆水体叶绿素反演模型普适性及其影响因素研究

利用具有较大时空差异性的水体组分和光学特性数据集对现有叶绿素半分析(三波段和四波段模型)和生物光学反演模型进行检验,研究叶绿素反演模型的普适性及其影响因素.结果表明,叶绿素生物光学分析反演模型具有较高的普适性,总体反演精度可以接受,但反演精度受叶绿素比吸收系数时空差异影响较大;三波段和四波段叶绿素反演模型反演精度较高,但是由于水体组分组成及其生物光学特性差异使得反演因子最佳波段位置和反演模型参数存在较大的变异性,大大降低了三波段和四波段叶绿素反演模型的普适性,其中后向散射系数光谱曲线形状和叶绿素比吸收系数是三波段和四波段模型普适性的主导影响因素.     

中小流域综合水质模型系列的建立

根据中小流域的水文特点和实际要求，建立了综合水质模型系列、将河流、水库和非点源污染模型有机结合在一起，并对河流水模型加以改进，增加了模拟ＣＯＤ和底泥泛起功能，完成了保护水源地的决策性水质模型，模拟和计算了非点源污染随降雨径流进入水体的过程，利用本模型系列可对流域进行优化管理。     

北京市空气质量动态统计预报系统

简要介绍了北京市空气质量动态统计预报系统的构成、特点,以及所采用的线性回归模型LRM,分类判别树CART模型,CART与LRM结合的模型,动态统计预报模型DSM,多点预报模型MPDSM 5种预报模型,分析了不同预报模型的特点和性能.所建立的动态统计预报模型DSM有良好的预报性能,减小了在高污染季节的预报误差;多点空气质量动态预报模型也具有较好的预报性能.      

战场电磁兼容预测中的接收机建模研究

目的建立战场电磁兼容预测分析的接收机数学模型,包括接收机频率选择性模型、敏感度门限模型、互调模型及与接收机有关的修正系数计算模型等。方法在分析接收机干扰类型的基础上,建立上述数学模型,并探讨模型中的参数获取方法。结果给出了频率选择性模型分段折线斜率常数的获取方法,并对相关的互调系数、保护比等重要参数的实验测量方法进行了分析。结论建模结果可支持战场电磁接收装备仿真,为战场电磁兼容预测分析奠定基础。     

基于树模型的北京市PM2.5预测效果对比分析

在城市空气质量预测中,ρ（PM_2.5）会受到气象条件和时间周期的影响。选取北京市全市为实验区域,对多种污染物浓度特征、时间特征及天气特征等进行分析,采用2019年33个空气质量监测站逐小时数据开展PM_2.5预测实验,建立了基于特征的LightGBM （light gradient boosting machine） PM_2.5质量浓度预测模型,分别与随机森林模型（RF）、梯度提升树模型（GBDT）、 XGBoost模型3个PM_2.5浓度预测模型进行对比。结果表明:在PM_2.5浓度预测精度方面,LightGBM模型最高,XGBoost模型次之,RF模型最差。LightGBM模型的PM_2.5污染浓度预测准确率高于其他模型,R2为0.9614,且具有训练快、内存少等优点。LightGBM模型的5个评估指标均优于其他模型,说明其在PM_2.5逐时预测上具有很好的稳定性和应用前景。     

Reconciling model results with user needs to improve climate policy

The aim of this study is to understand the ‘reconciliation process’ between model results and user needs in Participatory Integrated Assessments. This process is analyzed for the Delft Dialogue, a project in which scientists and UNFCCC delegates used the IMAGE model to assess the consequences of different climate policy proposals. The Delft Dialogue consisted of five iterations in which model results were presented and requests for new analyses were prioritized. These requests were diverse, changed over time and linked long-term model projections with short-term policy targets. We conclude that two factors played an essential role in the reconciliation process in the Delft Dialogue: (1) user requests were identified in iterative interactions and guided the selection of model analyses and (2) model analyses were co-produced by participants and modelers. This Dialogue shows that reconciliation processes can be facilitated through a transparent, interactive and iterative process where user needs are elicited to guide the choice for model analyses.     

配水管网中与有机物反应的余氯衰减动力学模型

提出一级二级反应组合动力学模型,用大量实验数据拟合模型中的参数,模拟配水管网系统中余氯衰减的水体消耗部分.该模型定量反应了温度T、初始氯浓度c₀和TOC与余氯衰减之间的复杂关系.除初始阶段外,组合模型可简化为一级反应模型;T、TOC和c₀与余氯衰减之间的关系分别可简化为指数关系、正线性关系和负线性关系.该模型较好地解释了余氯衰减在初始阶段进行相对较快这一现象.实验数据验证的结果表明:该组合模型与实验数据吻合良好,优于传统的一级反应模型.