水质模型、生态模型及计算机模型软件

本文系统地介绍了有关水环境主要的形态模型、表面络合模型、点源和非点源污染模型及其计算机模型软件,并着重阐述了生态模型的发展及应用等     

土壤中有机污染物运移模型的对比分析

分别建立了考虑非平衡吸附和生物降解的单区域溶质运移动力学模型(简称单区域模型)和两区域溶质运移动力学模型(简称两区域模型),基于数值模拟方法,对两种模型进行了定量的对比分析.分析结果表明,参与流动的水分的含量、不可动水区的持留释放能力是影响污染物在土壤-水环境中分配规律以及两种模型模拟结果之间差异的重要因素;较大的可动水区和不可动水区之间的质量转移系数,可以通过增加持留释放能力而增强不可动水区对溶质运移的影响能力,因此在模拟过程中不应单纯依据不可动水的含量大小来确定采用何种模型进行模拟,而应同时考虑可动水区和不可动水区之间的质量转移系数对模拟效果的影响.     

地下水水质评价的逻辑斯谛曲线模型

为检验已订的地下水水质评价标准的合理性，解决各单项水质指标的评估结果的不相容性问题，提高水质等级模型的分辨率，提出了一种新的水质评价模型－逻辑斯谛曲线模型，它的水质等级是连续的实数值。根据LOG模型的参数值可以分析各水质指标值对水质等级的影响程度，据此检验原订水质等级标准的合理性。并给出了基于实码遗传算法的LOG建模的实施方案。实例研究的结果说明，该方案是可行、有效且通用的，在环境质量综合评价中具有广泛的应用价值。     

农业区氨氮流失模型

定量分析了农田降水、产流,下渗,排水,蒸散发,灌溉之间的关系并提出相应的数学方程式,采用Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温线动态描述土壤中氨氮吸附与两相平衡状态,在此基础上,建立了一个模拟随农业排水和产沙的充失数学模型,并以江苏省锡澄农业区为例说明了这一模型的应用。     

农业非点源污染模型研究进展及趋势

对农业非点源污染模型AGNPS作了简要的综述,重点介绍了农业非点源污染模型的结构、原理和输入输出参数,以及该模型在国内外研究现状,同时介绍了运用RS和GIS帮助获得模型参数的方法和途径,最后对模型在中国的发展前景进行了展望。     

公路交通噪声预测模型FHWA与RLS90的比较

为了了解我国长期以来使用的两种公路交通噪声预测模型,即美国联邦公路局(FHWA)模型和德国RLS90模型的预测精确性,通过理论分析,比较了RLS90分段模型、RLS90长直线模型、FHWA模型的差异,并通过实际测量值对3种模型的计算结果进行了验证,表明RLS90模型在高速公路交通噪声预测中略优于FHWA模型。     

电渗透脱水污泥干燥特性曲线及干燥模型

通过电渗透脱水技术及自然风干技术两种预处理方式降低污泥含水率，当污泥初始含水率相近时，研究经两种方式处理后污泥的干燥特性曲线，并对电渗透脱水污泥干燥特性曲线的优势情况进行探讨。在40—120℃的低温条件下，研究电渗透脱水污泥（泥饼厚度为3．5mm）的干燥特性曲线并分析其干燥特性。通过所得电渗透脱水污泥的干燥特性曲线，引人薄层污泥干燥模型进行数值分析。结果表明，在实验条件下，电渗透脱水污泥的干燥速率要优于自然风干污泥的干燥速率。随着温度的升高，电渗透脱水污泥的干燥速率随之升高，干燥到所需含水率的时间则随之减少。Logarithmic模型比其他模型更适合描述薄层电渗透脱水污泥在低温条件下的干燥特性。     

湖泊富营养化模型的研究进展

湖泊的富营养化是全球普遍关注的环境问题之一.湖泊的富营养化模型是防治、修复和治理湖泊富营养化的重要决策工具.按研究的侧重点不同,将湖泊富营养化模型分为简单回归模型、水质模型、生态模型和生态-水动力水质模型,并分别回顾了四类模型的研究进展.最后指出湖泊富营养化模型的发展趋势,强调不确定理论、3S技术、耦合模型是今后湖泊富营养化模型研究的重点,应在此基础上建立通用的模拟、预测、评价和优化模型,为湖泊富营养化管理提供科学依据.     

基于智能优化算法的河流水质模型参数的优化

为探索河流水质模型参数新的求解方法，根据有限的实测数据，分别应用免疫进化优化算法和免疫进化优选的捕食搜索算法，对河流水质模型计算公式中的多参数进行优化。将优化得到的计算公式用于国内外若干河流的河段中DO浓度值的拟合，并与实测结果进行了比较。结果表明，将免疫进化优化算法或免疫进化优选的捕食搜索算法优化得到的水质模型参数精度不仅较高，而且相对稳定，从而为河流水质模型参数的优化提供了一种新方法。     

基于实测光谱的叶绿素a估测模型

为了有效地监测太湖湖区的富营养化程度，建立一种最佳的估测模型。对太湖水体进行了连续监测，获得了从2004年10月20～29日的实测光谱数据和水质数据。通过实测光谱反射率和叶绿素a浓度的相关分析，得到了叶绿素a反演的最佳波段，并通过比值法、反射峰位置法、峰谷距离法、峰高法和一阶微分法建立了基于实测光谱的叶绿素a浓度的估测模型。通过14个检验点，分别对5种模型进行了对比分析，结果发现，通过比值法建立的估测模型总体误差最小，估测精度最高，其695 nm附近反射峰与677 nm反射谷的比值与叶绿素a浓度之间具有良好的相关性，可决系数R²可达0.7433，可以作为整个湖区叶绿素a浓度的最佳估测模型。最后，应用该模型对该季节湖区的营养化程度做出了总体评价。     

酸化模型及其发展趋势评述

本文将酸化模型分为指标评价模型、经验酸化模型和以湖泊－流域为基础的机理模型三大类。概述了几个典型的酸化模型的结构、对参数和过程的处理方法、存在的问题和应用范围并介绍了它们的一些具体应用。还以ＭＡＧＩＣ模型为例说明了酸化模型的发展及其趋势。作为模型的一个有机组成部分,本文还阐述了酸化模型的不确定性分析。     

湖泊富营养化模型的研究进展

湖泊的富营养化是全球普遍关注的环境问题之一.湖泊的富营养化模型是防治、修复和治理湖泊富营养化的重要决策工具.按研究的侧重点不同,将湖泊富营养化模型分为简单回归模型、水质模型、生态模型和生态-水动力水质模型,并分别回顾了四类模型的研究进展.最后指出湖泊富营养化模型的发展趋势,强调不确定理论、3S技术、耦合模型是今后湖泊富营养化模型研究的重点,应在此基础上建立通用的模拟、预测、评价和优化模型,为湖泊富营养化管理提供科学依据.     

GIS环境下流域降雨侵蚀动态模拟研究——以PCRaster系统和LISEM模型为例

本文结合ＧＩＳ和流域土壤侵蚀模型,对流域单次降雨侵蚀过程进行动态模拟研究。首先概述土壤侵蚀模型与ＧＩＳ结合的三种方式和特点;其次介绍地理信息系统ＰＣＲａｓｔｅｒ 的空间动态模型语言及其表达方法、命令函数和动态模型的逻辑组成,以及使用该语言实现的与ＧＩＳ完全结合的流域水文和土壤侵蚀动态模型－ ＬＩＳＥＭ 模型;最后分析用ＰＣＲａｓｔｅｒ 系统和ＬＩＳＥＭ 模型对黄土高原小流域次降雨过程进行动态模拟的实验结果,认为模型计算的总径流量和总土壤流失量具有较高的精度,模拟的径流过程线符合黄土高原小流域超渗产流的实际情况     

利用高斯混合模型进行烟气黑度智能检测

为了避免对照法或测烟望远镜观测法的人为误差,以及计算机图像处理方法检测环境造成烟气黑度等级的判断误差.提出了一种基于高斯混合模型的烟气黑度检测算法.该算法通过训练数据集对高斯混合模型进行学习,获得不同黑度等级的模型参数.在检测过程中,该算法利用这些模型对烟气图像进行分类,确定黑度等级.结果表明,该算法的检测错误率约为1.6%.     

ASM3模型研究与运用

根据国际水质协会推出的ASM3利用MATLAB建立模型,通过实验确定进水水质及模型初值,通过模拟结果与污水处理厂实测结果对比,确定重要模型参数范围,并用结果对其他污水处理厂进行模拟,模拟结果与实测结果吻合较好.     

基于灰色模型和模糊神经网络的综合水质预测模型研究

水质状态变化趋势预测研究对水资源管理和维护具有重要的现实意义。提出了一种将灰色模型和模糊神经网络相结合的水质预测模型。首先基于改进的灰色模型预测出水体中各理化因子在未来一段时间内的指标变化,然后采用T-S模糊神经网络对各单因子的预测值进行数据融合,构建水质变化综合趋势预测模型,预测出下一时间段的水质整体状态指标。实验表明,这种方式用来预测湖泊水质变化趋势具有可行性;与BP网络模型相比,基于T-S模糊神经网络系统的模型具有预测精度高、模型系统稳定等优越性。     

电渗透脱水污泥干燥特性曲线及干燥模型简

通过电渗透脱水技术及自然风干技术两种预处理方式降低污泥含水率，当污泥初始含水率相近时，研究经两种方式处理后污泥的干燥特性曲线，并对电渗透脱水污泥干燥特性曲线的优势情况进行探讨。在40~120℃的低温条件下，研究电渗透脱水污泥（泥饼厚度为3.5 mm）的干燥特性曲线并分析其干燥特性。通过所得电渗透脱水污泥的干燥特性曲线，引入薄层污泥干燥模型进行数值分析。结果表明，在实验条件下，电渗透脱水污泥的干燥速率要优于自然风干污泥的干燥速率。随着温度的升高，电渗透脱水污泥的干燥速率随之升高，干燥到所需含水率的时间则随之减少。Logarithmic模型比其他模型更适合描述薄层电渗透脱水污泥在低温条件下的干燥特性。     

浅层地下水遥感找水模型研究

采用遥感-数据-模型相融合的方法，建立了浅层地下水推断模型。该模型克服了以往勘察方法费用高、效率低、周期长的不足，从未知出发，由面到点，层次分明，衔接有序。经实地考察验证，该模型精度较准，效率较高，具有实用性，不仅可以宏观、快速、高效地确定浅层地下水的分布和范围，而且可以降低费用，缩短周期，起到事半功倍的作用，为进一步找水工程的布置提供依据，确定找水方向，避免找水的盲目性。     

基于Prophet-随机森林优化模型的空气质量指数规模预测

长时间的规模预测有助于从宏观角度分析事物的发展趋势与规律。对上海市2013—2017年逐日空气质量指数(AQI)进行分析,在此基础上建立了Prophet-随机森林(RF)优化模型。Prophet模型将AQI时间序列趋势分解为趋势项、季节项、节假日效应;RF算法用于弥补Prophet模型无法预测随机非线性部分的缺点,对Prophet模型进行优化,将Prophet-RF优化模型用于AQI的规模预测。结果表明:相比于Prophet模型,Prophet-RF优化模型的预测效果更加精确,其中,拟合值的均方根误差和平均绝对误差均减少了0.161,预测值的均方根误差和平均绝对误差分别减少了0.434和0.399。Prophet-RF优化模型解释性强且精度高,对于时间序列的规模预测具有较明显的优势。     

闸坝河流水质模型及实例研究

分析了闸坝控制河流具有水库特征，在比较已有闸坝河道水质模型的基础上，提出应在以下两方面改进，必须考虑蓄水量的变化，应能反映出水质沿程变化，在此基础上研制了新的闸坝河道水质模型，并进行了案例研究，证明了模型的有效性。