基于机器学习方法的西安市数值模拟优化研究

为提高西安市ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)预报准确率,更好地服务西安市预报预警工作,以CAMx模式预报结果为基础,结合中尺度WRF气象预报数据、ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)观测数据,基于多元线性回归、岭回归、lasso回归、决策树、随机森林以及支持向量机6种机器学习优化模型,对西安市2019年PM_2.5及O₃模拟结果进行优化.结果表明:①CAMx模式对污染物的预报存在偏差,优化模型明显修正了CAMx模式的系统性偏差,提高了预报精度.②ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)的均方根误差(RMSE)由174.00、37.11 μg/m3分别降至34.36~39.37、24.77~28.82 μg/m3,相关性系数(R)由0.63、0.78分别提至0.70~0.78、0.83~0.88.③不同模型对模拟值的订正优势不同,随机森林对PM_2.5优化效果显著,优化提高率为80%;支持向量机对O₃的优化效果最理想,优化提高率为36%;线性回归方法对O₃的优化效果较好,但对PM_2.5的优化效果相对较差.研究显示,机器学习模型显著优化了CAMx模拟结果,反映了利用机器学习修正空气质量数值模式预报结果的研究意义和可行性.      

FTIR在环境毒理学研究中的应用

傅里叶变换红外光谱(FTIR)作为一种常用化学分析方法,与多元统计分析方法相结合,可以识别生物分子的变化情况.红外光谱具有操作简单、快速、灵敏、样品无损等特点,逐渐在环境监测和污染物毒性效应方面被广泛应用.通过研究生物体受到外界胁迫时生物大分子在结构上的变化情况,可从分子水平揭示污染物的毒性效应及其毒性机制.笔者从FTIR在环境毒理学中的研究进展、技术优势,以及其在毒理学中的应用等方面进行了综述.     

基于未确知聚类法的巷道围岩稳定性预测

针对影响巷道围岩稳定性的因素多且具有不确定性和隐蔽性的特点,选取实测RQD值、单轴抗压强度、隙壁状态3个主要影响因素作为判别指标,利用未确知测度理论,建立巷道围岩稳定性预测模型。利用25组巷道围岩资料作为模型构建样本,以样本均值为聚类中心,采用信息熵理论确定各判别指标的权重,从而计算样本的多指标综合测度;根据最小未确知测度距离原理判断样本所属类别,进而对巷道围岩稳定性进行预测,且用逐一回代的方法检验预测模型的合理性。刊用所建立的巷道围岩稳定性预测模型对大冶铁矿5组待判别样本进行应用预测,预测结果符合工程勘察实际,表明基于未确知聚类法的巷道围岩稳定性预测方法具有较好的实用性和有效性。     

热-水-力耦合作用下岩石损伤力学模型与验证

为了探讨高温、高孔隙水压、高围压对岩石损伤破坏的影响,基于损伤力学基本理论,并结合应变等价性原理,建立热-水-力耦合作用下的损伤力学模型,构建表征岩石损伤演化的表达式,通过水-力耦合作用下热损伤花岗岩室内试验验证了该模型的合理性,并根据室内试验确定了模型参数。试验结果表明:提出的模型能较好地反映热-水-力耦合作用下岩石应力-应变过程,且能表征上述作用下岩石损伤演化规律;高温损伤会导致岩石由脆性逐渐向延性转变,而孔隙水压会进一步加剧岩石损伤演化。     

国内船舶碰撞事故科研产出及主题趋势挖掘

为了全面认识国内船舶碰撞研究的整体现状及趋势,基于中国知网的2000—2016年506篇船舶碰撞学位论文和1957—2016年1 620篇期刊论文,使用科学计量和知识图谱的方法进行了可视化分析。结果表明:学位论文和期刊论文的产出主要集中以大连海事大学、上海海事大学、上海交通大学以及武汉理工大学为核心形成不同的研究团队。关于船舶碰撞的学位论文主要集中在AI、船舶避碰、数值仿真等方面,期刊论文的热点主要分布在船舶避碰、碰撞事故、碰撞危险等方面。整体来看,2000年以后学位和期刊论文在研究上的趋势是相近的,都在关注AI、数值模拟方法和碰撞责任主体等方面的避碰主题,近期新兴的研究更加关注在一些船舶碰撞微观的层面。     

基于InVEST模型的白龙江流域水源供给服务时空分异

甘肃白龙江流域是我国嘉陵江上游水资源重要的补给地之一,对其开展流域生态系统水源供给服务功能空间定量评估研究,有利于水源区保护规划的制定和生态补偿机制的建立。论文基于研究区土地利用数据、气象、土壤和野外观测数据等,应用InVEST模型水源供给模块估算白龙江流域生态系统的水源供给量,并定量分析流域水源供给服务的空间分布特征及不同地形因子的影响。结果表明：白龙江流域生态系统水源平均供给量约在388 mm左右,且存在一定的空间异质性;中部干热河谷区域水源供给量相对较小,东南部山地林区降雨量大,水源供给量较高,林地（如云冷杉类、针叶林类等）和农田水源供给量较高。流域内水源供给量随海拔高度和坡度的增加呈现先增加后减小的趋势,其高值区主要分布在1 500~3 500 m和15°~40°区段;阴坡区域水源供给量大于阳坡区域。     

石灰与磷肥对籽粒苋吸收镉的影响

籽粒苋(Amaranthus hypochondriacus L.)是我国广泛栽种的牧草,但具有富集重金属Cd的特性,探讨减少其吸收镉的方法技术,可以降低人畜受害风险.研究利用温室盆栽方法,比较了施用磷肥和石灰对降低籽粒苋Cd吸收量的影响.于含镉5 mg·kg-1的污染菜园土中,以粉末形式加入3 g·kg-1 Ca(OH)2,或以液态形式加入磷肥(0.326 g·kg-1 Ca(H2PO4)2)至P浓度80 mg·kg-1,该施用量为农业应用常规水平.播种籽粒苋,于60 d后收获,测定相关参数.结果表明,施用石灰使土壤pH上升1.7单位,土壤有效Cd下降至极低水平,从而大幅降低籽粒苋Cd吸收量,较对照下降约56%,但施石灰也使土壤供磷量下降,使籽粒苋的生物量也减少了约一半.施用石灰后,土壤的Ca与K供应量以及籽粒苋体内Ca与K含量均明显增加,Ca、K与Cd形成的竞争吸收也是施用石灰后籽粒苋Cd含量下降的一个原因.本地菜同土含有较高的有效磷,以常规农业磷肥施用量施用磷肥对籽粒苋吸收Cd没有明显影响,对生物量也没有明显影响,但适当提高施用量预期会有一定的效果.因而,对广州地区菜园土,使用合理的石灰施用量,可有效降低籽粒苋Cd吸收量.     

旧工业建筑再生利用关键制约因素研究

科学识别旧工业建筑再生利用的关键制约因素,对促进旧工业建筑再生利用实施及城市可持续更新具有重要意义。首先,通过扎根理论总结11个影响西安市旧工业建筑再生利用的制约因素;然后,采用Fuzzy Decision-Making and Trial Evaluation Laboratory(DEMATEL)方法对制约因素之间的关系进行分析,进而确定影响旧工业建筑再生利用的关键制约因素。结果显示,相应的法律法规缺乏、支持政策不足、旧工业建筑信息不齐全和利益相关者认识不足是西安市旧工业建筑再生利用的关键制约因素。这表明政府在旧工业建筑再生利用发展中扮演至关重要的角色。因此,建议优先采取措施使政府对旧工业建筑再生利用加大重视力度并予以支持,发挥政府的引导作用,逐步推动旧工业建筑的再生利用。     

紫外线B、臭氧、磁场协同沼泽红假单胞菌降解废水中的苯酚的效果

为了提高沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)在降解有机污染物过程中对开放环境的适应性,进一步提高对污染物的降解活性,分别应用紫外线B、臭氧、磁场协同沼泽红假单胞菌对苯酚溶液及炼油厂含酚废水进行降解试验,比较不同协同方式的作用效果.试验得出:在三种方式的协同降解过程中沼泽红假单胞菌的生长量、脱氢酶活性和苯酚的降解率显著高于对照.其中紫外线B协同沼泽红假单胞菌降解苯酚的处理与对照比较,菌体生长量增加了33.53%,在对数生长期的生长速率增加了10%,降解72 h时其脱氢酶活性增强了31.77%.协同处理对人工废水和炼油厂含酚废水的降解效率都有显著提高.结果表明:一定强度的紫外线B、臭氧、磁场能促进沼泽红假单胞菌的生长,增强其脱氢酶活性,提高对苯酚的降解.紫外线B、臭氧、磁场协同沼泽红假单胞菌在降解苯酚过程中,沼泽红假单胞菌对开放环境的适应能力提高.     

喀斯特山区石漠化生态治理效益模糊综合评价——以广西都安瑶族自治县为例

以广西都安县石漠化治理示范区为例,建立了石漠化生态治理效益的评价指标体系,运用模糊综合评价模型对石漠化生态治理效益进行了评价.结果表明,石漠化治理前生态效益、经济效益和社会效益等级分别为:一般、差、很差;治理后为:一般、一般、良好.石漠化治理前综合评价等级为差,治理后为一般,这说明广西都安县的石漠化治理已取得一定成果.