基于MCMC法的水质模型参数不确定性研究

参数识别是数学模型应用的前提.鉴于常用贝叶斯离散化方法在搜索复杂模型参数后验分布时的计算限制的原因,本文引入了MCMC采样法.为考察MCMC法对参数后验分布的搜索性能和效率,进行了2个案例研究.结果表明,MCMC法对参数后验分布的搜索,无论是搜索性能还是搜索效率,均表现出了独特的优越性.同时,Gelman收敛判别准则计算表明,MCMC采样序列均能稳定收敛到参数的后验分布上.可见,MCMC法适用于复杂环境模型的参数识别和不确定分析研究.     

优化、RSA和GLUE方法在非线性环境模型参数识别中的比较

参数识别是数学模型应用的前提,本文对非线性环境模型常用的3种参数识别方法进行了比较分析.优化方法是出现最早、应用最广泛的参数识别方法之一.但在观测误差存在的情况下,采用优化方法识别的最优参数进行模型预测,存在很大的决策风险.考虑到这种不足,RSA方法和GLUE方法摒弃了识别单一最优参数的传统思维,而把识别参数扩大到多点组成的参数集.RSA方法与GLUE方法不同的是,RSA方法把可行的参数点看成是同等接受的,而GLUE方法则根据模拟值与实测值的差别,确定其似然度,代表参数的可信度水平.除参数识别以外,RSA方法和GLUE方法也是全局灵敏度分析的重要工具.     

基于BP神经网络的污泥水解液合成PHA的多参数敏感性分析

本文采用多参数敏感性分析方法对影响污泥水解液合成PHA产量的参数进行分析.在实验数据的基础上,利用BP神经网络建立了PHA的产量预测模型.通过与真实试验结果的对比,验证了预测模型的精确度.根据训练完成的神经网络模型中的各参数变量到目标的权值和阈值,利用Garson算法定量得到各参数变量对于目标的参数敏感性系数数值.结论表明：基于BP神经网络技术建立的预测模型具有较高的可信度,多参数敏感性分析方法可评估多因素同时变化对PHA产量的影响,具有较高的实用价值.     

城市供水管网模型参数自动识别方法研究

在分析城市供水管网模型建设和应用问题的基础上,针对管网模型参数识别这一核心问题进行了研究,提出了基于GIS和SCADA的管网模型参数自动识别的流程,分析了管网模型参数自动识别的核心算法,提出了基于RSA方法的灵敏参数自动识别和基于MCS方法进行参数识别的算法和技术路线,并完成了管网模型参数自动识别模块的编程实现.最后选择一个典型城市小区供水管网为案例,进行了管网水力模型参数自动识别的示例研究,并得到满足要求的模型参数.     

超滤膜结构参数特性的分析研究

用电镜法和渗透率法对PVDF-300超滤膜表面的孔径分布、孔隙率以及膜孔密度等结构参数进行了测定.结果表明,用扫描电镜法和场发射扫描电镜法测定膜平均孔径及膜孔密度等结构参数是比较吻合的.从而可以根据膜结构参数在透水过程中的变化规律研究膜污染的机理,为以后建立以膜结构参数为参数的膜污染模型奠定了理论基础.     

基于模型研究质量评价的SWAT模型参数取值特征分析

SWAT模型是目前我国应用最为广泛的流域水环境模型之一.由于该模型拥有分布式参数并且基于美国环境特征建立,确定合理的和符合我国流域环境特征的参数取值是模型应用中的关键工作.有研究通过总结现有报告的参数取值,为模型本地化应用提供参数取值参考,但这些研究忽略了其中SWAT模型研究质量之间的差异,也未考虑参数取值的非均匀性以及极端值的影响,因而研究结果的实用性不佳.建立了综合考虑模型建立、参数率定和验证、模拟效果的SWAT模型研究质量评价指标体系,对中国知网收录的2015~2017年发表的428篇SWAT模型研究文献开展定量评价并筛选高可信度文献.基于高可信度文献报告的SWAT模型参数取值,分析了15个涉及水文、泥沙和水质过程模拟的参数取值特征,包括参数取值分布特征及其在不同地理区域间的差异,以及参数率定值与默认值的偏差等.研究表明,在筛选得到的129篇高可信度文献中,SWAT模型应用整体上更加规范,且具有较好的区域代表性;15个模型参数在我国流域的取值分布具有正偏态、负偏态等不同特征,其中4个参数在我国不同地理区域的取值分布存在显著差异,12个参数在我国流域的取值明显偏离默认值.基于模型参数取值特征,以置信区间的形式给出了SWAT模型在我国本地化应用的参数取值建议,并针对不同数据条件下的模型应用提出了参数取值建议.     

面源模式反扩散参数研究

笔者对我国大气环境界普遍采用的面源模式计算方法进行了分析,提出了一种全新的概念--面源反扩散参数.采用反扩散参数的方法可以解决各种不同的扩散参数反演,准确模拟面源模式计算.文中给出了计算的范例和计算机程序.      

中国人群暴露参数研究进展

暴露参数作为描述人体暴露在环境介质中特征和行为的重要参数和量化指标,其准确性决定了环境健康风险评估结果的准确性,暴露参数本土化是我国环境健康风险评估的重要工作之一. 本文介绍了人体在呼吸、摄入和皮肤暴露途径下的暴露参数以及各国和地区暴露参数手册收录情况,提出目前尚未收录的生物可给性亦是重要的暴露参数. 对比分析了暴露参数的主要研究方法及其优缺点,重点比较呼吸速率、土壤/尘摄入量、皮肤黏附系数、皮肤渗透系数等参数的研究方法与适用条件,推荐适宜本土化的研究方法. 对近20年中国暴露参数论文进行文献计量分析发现,中国暴露参数论文发文量与政策导向密切相关,2012年和2018年是相关研究成果发表的高峰期. 通过分析现行的中国人群暴露参数手册在全面性、代表性和时效性上存在的不足,建议“十四五”期间开展精细化暴露研究,充分收录国内最新研究成果,对暴露参数手册进行更新和完善,加强暴露参数相关基础科学的研究工作,建立制定相关标准、规范和指南,为我国人群本土化暴露参数研究和应用提供参考.      

Bayes理论在河流水质模型参数识别中的应用

参数识别是水环境数学模型建模的重要步骤.在实际模拟过程中,往往难以获得理想的数据进行模型参数识别.充分利用研究者已有的经验,可在一定程度上减少模拟过程的风险.Bayes理论为把研究者的经验或前验信息纳入到水质模拟提供了一个定量手段.采用离散Bayes理论的基本方法,以国内某河段实际监测数据为基础,完成了模型的参数识别过程,并对识别结果进行了分析.验证结果表明,采用Bayes理论获得的参数识别结果能够达到模型验证的要求.     

水质模型参数优化的遗传算法实现及控制参数分析

参数识别是数学模型应用的前提.遗传算法是一种通用的全局优化算法,结构简单.一个实际应用问题能否利用遗传算法解决,关键在于遗传算法的设计和控制参数的选取.本文结合水质模型参数优化的特点,提出采用正交试验设计的方法来考察遗传算法不同控制参数对参数优化性能的影响,结果显示,正交法较好地识别了关键影响因素,并提出可能的最优方案.表明遗传算法能较好地应用于复杂多参数水质模型的参数识别研究.     

3OCrMnSiA钢的快速循环球化退火的研究

通过对30CrMnSiA钢的球化退火工艺进行的研究,推荐了一种适用于该材料的最佳快速循环球化退火工艺,不仅节能效果明显,而且工艺操作简单,质量稳定。所得结果对生产中正确选择球化工艺有一定的指导意义。     

阳极金属喷涂层在海水中的电化学性能

采用电化学方法,研究了喷涂用锌丝、锌铝合金丝和铝丝及其喷涂层在海水环境中的电化学性能和阴极保护性能;测试了3种喷涂层经实海曝露4年后的极化曲线。结果表明,3种喷涂层材料对碳钢在海水环境中均具有阴极保护效果,但喷锌涂层腐蚀较快,喷铝和喷锌铝合金涂层表面生成氧化膜,腐蚀较小。     

大直径薄壁钢筒变薄旋压成形工艺研究

论述大径比高精钢筒变薄旋压成形试验过程 ,通过确定合理工艺过程 ,选择最佳工艺参数 ,从而旋出了合格筒体。结果表明 ,D40 6A钢退火状态变薄旋压性能良好 ,旋压塑性变形稳定 ;有效控制扩径量和壁厚差是变薄旋压成形和获取高精钢筒的关键     

新疆伊犁特克斯河山口水库中的材料制品腐蚀研究

目的了解不同涂层体系及金属材料在新疆伊犁特克斯流域的腐蚀行为,为特克斯河流域水利开发提供设计依据。方法通过实地投放金属涂层制品、涂层体系及金属材料,并按周期取样观察对比。结果获得了8种金属涂层、14种金属与封闭涂层、5种富锌涂料体系、10种复合涂层体系、2种碳钢材料和5种不同不锈钢和碳钢面积比偶合件0.5,2 a的试验结果。结论喷锌层是该水库中最适合的金属涂层;环氧封闭是表现最好的封闭涂层;环氧富锌是最好的富锌底漆;氯化橡胶、环氧沥青、环氧面漆、无溶剂耐磨环氧表面良好,适合用作面漆;脂肪族聚氨酯面漆、氟碳面漆不适合用于水下;可复涂聚氨酯用作面漆应视涂层体系谨慎使用;碳钢腐蚀速率和不锈钢与碳钢偶合件面积比之间存在显性的线性关系,不锈钢比例越大,碳钢腐蚀速度越快;镀锌层对钢丝绳有明显的保护作用,比未镀锌钢丝绳腐蚀较轻。     

铝包钢丝拉拔工艺设计与试验

选用连续挤压包覆法生产的铝包钢丝毛坯，采用强制润滑拉拔技术进行拉拔试验研究。通过试验、比较筛选了适合铝包铜丝拉拔的耐温耐压润滑剂。在对铝包钢丝拉拔工艺进行合理设计的基础上，拉制出了产品。对产品的机械性能和电性能进行了测试，并对断口进行了扫描电镜的观察。结果表明，双金属的结合性能良好,各项性能指标均达到相关标准。这一试验研究对铝包钢丝的生产有指导意义。     

利用有机碳同位素组成辨识土壤污染过程的方法初探

利用有机碳含量变化特征和有机碳同位素组成的变化规律,探寻土壤碳源和迁移转化过程.在北京市首钢烧结厂和通州永乐店分别采集了2条土壤剖面,对样品进行了有机碳含量和同位素组成的分析.研究结果表明,首钢工业区烧结厂和城郊土壤样品有机碳含量相差很大,表层土最高含量分别是4.4%和0.8%;首钢烧结厂附近土壤样品有机碳同位素组成仅...     

Deformation inhomogeneity in roll drawing process

The deformation inhomogeneity of flat wires produced with roll drawing process is analyzed. The effect of main process parameters, i.e., initial wire diameter, forming roll dimension and thickness reduction on deformation inhomogeneity is established by means of experimental tests and a developed FE model. Vickers microhardness–strain relationship is developed for the analyzed material (low carbon steel AISI-1010) by correlating the microhardness measurements and effective strain fields as predicted by an axisymmetric numerical model of a compression test. A non-linear finite element model of roll drawing process is developed for a thorough understanding of process parameters effect on deformation inhomogeneity. Thus, in order to encompass the wide range of process conditions, an inhomogeneity index, calculated as the coefficient of variation of effective strain, is used. The numerical results showed that the inhomogeneity factor of flat wires produced with roll drawing is highly dependent on area reduction.     

“双碳”目标下钢铁行业控煤降碳路线图

钢铁行业的低碳绿色转型和率先煤耗和碳排放达峰,将对我国实现整体碳达峰目标和经济高质量发展作出重要贡献.基于碳排放-能源集成模型,对我国钢铁行业"双碳"目标下控煤降碳路径开展情景研究.结果表明,我国钢铁行业很有可能在"十四五"前期实现碳达峰,峰值16.4~16.7亿t （含过程和间接排放）,作为主要消费能源的煤炭也将一起达峰,峰值4.6~4.7亿t标煤（含焦炭）,在最激进的强化情景2035年煤炭消费和碳排放将降至2020年的38%和49%;粗钢产量很大程度上主导了钢铁行业的碳达峰进程,推进全废钢电炉短流程和加大废钢利用是碳达峰阶段最主要的控煤降碳措施.基于预测结果提出的钢铁行业控煤降碳路线图显示,需求侧方面,粗钢产量在不考虑"双碳"目标约束的情况下也会随工业化、城镇化水平逐渐达到发达国家水平而达到峰值并开始下降,新能源相关基础设施建设在实现碳中和期间带来的钢材需求增长体量相对有限;技术进步方面,推广长流程节能降碳技术应用是短期内性价比较高的措施,应重点推进高炉高效喷煤等技术的应用,同时增大高炉球团矿平均配比,远期碳捕集封存技术将具有较大的碳减排潜力;产能结构方面,推进全废钢电炉短流程是钢铁行业在碳达峰阶段的主要措施,到"十四五"末期电炉钢占比将提高至15%~20%,在碳中和目标下氢冶金是唯一具有超低碳排放潜力的生产工艺,在未来随着可再生能源或余热余能生产的绿氢供应量提高,氢冶金将成为与基于废钢的电炉短流程并重的钢铁生产工艺.     

我国碳排放权交易价格影响因素回归分析

2017年年底我国正式启动统一碳排放权交易市场,碳市场为我国实行二氧化碳减排提供了有效手段。由于碳市场起步晚,市场交易机制、法规制度等方面亟待完善。本文在探究碳排放权交易机制和碳价格形成过程的基础上,尝试将技术进步作为解释变量之一进行分析。实证研究选取2014年7月—2018年12月五个活跃度高的碳试点日交易价格数据,采用多元回归模型分析六个影响因素与我国碳排放权交易价格的相关性。实证结果表明,金融市场、能源价格、空气质量、国际碳市场、技术进步均与碳排放权交易价格存在显著的相关关系,其中技术进步因素具有较强的影响力,与碳排放交易价格呈显著的负相关关系。碳排放权交易价格影响因素的确定可为我国健全和完善统一碳排放权交易市场提供决策参考。     

Low-carbon transition of iron and steel industry in China: Carbon intensity,economic growth and policy intervention

As the biggest iron and steel producer in the world and one of the highest CO2 emission sectors, China’s iron and steel industry is undergoing a low-carbon transition accompanied by remarkable technological progress and investment adjustment, in response to the macroeconomic climate and policy intervention. Many drivers of the CO2 emissions of the iron and steel industry have been explored, but the relationships between CO2 abatement,investment and technological expenditure, and their connections with the economic growth and governmental policies in China, have not been conjointly and empirically examined. We proposed a concise conceptual model and an econometric model to investigate this crucial question. The results of regression, Granger causality test and impulse response analysis indicated that technological expenditure can significantly reduce CO2 emissions, and that investment expansion showed a negative impact on CO2 emission reduction. It was also argued with empirical evidence that a good economic situation favored CO2 abatement in China’s iron and steel industry, while achieving CO2 emission reduction in this industrial sector did not necessarily threaten economic growth.This shed light on the dispute over balancing emission cutting and economic growth.Regarding the policy aspects, the year 2000 was found to be an important turning point for policy evolution and the development of the iron and steel industry in China. The subsequent command and control policies had a significant, positive effect on CO2 abatement.