基于前向神经网络的广义环境系统评价普适模型

为了建立由水环境、空气环境、生态环境、水资源环境、灾害环境、遥感环境、社会经济环境等不同环境系统组成的广义环境系统评价都能普适、通用的神经网络模型,针对BP神经网络因收敛速度慢、易于陷入局部极值而使实用性受限的缺陷,提出以双极性sigmoid函数作为网络隐层节点(神经元)的激活函数,而网络输出为所有隐层节点输出的线性求和的前向神经网络的广义环境系统评价模型.在设置广义环境系统指标参照值和指标值规范变换式,并对指标值进行规范变换的基础上,分别构建了适用于广义环境系统评价的任意2个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(2)结构)和任意3个指标规范值的前向神经网模型(NV-FNN(3)结构).而对于指标较多的广义环境系统评价,只要将多指标分解为以上2个指标和3个指标的两种简单结构的前向神经网络的广义环境系统评价模型的组合表示即可.理论分析和实例检验结果表明:该模型对任意广义环境系统的规范指标值皆普适、通用,因而使不同环境系统的评价变得简洁、统一.规范变换和优化算法相结合的建模思想和方法对简化广义环境系统评价的多元回归、投影寻踪回归、回归支持向量机和径向基神经网络建模亦有借鉴和启迪作用.     

太湖西部河网中沉积物氮的空间分布特征

选取太湖主要入湖水系(西苕溪水系和宜溧-洮滆水系)为研究对象,于2014年1月完成水体及表层沉积物各102个样品的采集,分析了沉积物中氮(N)不同形态的空间分布特征及其影响因素.结果表明,西苕溪水系表层沉积物总氮(TN)含量高于宜溧-洮滆水系,均值分别为2164.91 mg·kg~(-1)和983.52 mg·kg~(-1),两个水系间沉积物TN含量存在显著差异.西苕溪和宜溧-洮滆两个水系沉积物中无机氮(IN)以氨氮(NH+4-N)为主,平均含量分别为120.90 mg·kg~(-1)和49.85 mg·kg~(-1),而硝态氮(NO_3~--N)平均含量仅为9.60 mg·kg~(-1)和13.95 mg·kg~(-1).沉积物中有机氮(ON)含量及分布与TN相似,西苕溪和宜溧-洮滆水系ON均值分别为2034.41 mg·kg~(-1)和917.77 mg·kg~(-1),占各自TN的百分比分别为93.90%和92.99%.表层沉积物各形态N之间及与上覆水体之间均具有显著的相关性,表明沉积物与上覆水之间的浓度梯度可能会驱动IN向上覆水体进行释放.     

基于DEA的水泥脱硝清洁生产方案可行性评价

水泥工业是典型的高能耗、高污染过程工业,近年来水泥行业的快速发展带来了严重的资源、能源问题,并排放大量NOx,水泥行业已成为我国NOx重点减排领域之一。水泥行业进行清洁生产审计,实施相应清洁生产案(cleaner production programs,CPPs),是节能减排的有效途径。然而,我国目前所使用CPPs评价方法存在一定的缺陷,对技术可行方案的评价割裂为环境与经济两部分,不能做出有效选择,无法满足清洁生产审核工作的需求。引入数据包络分析模型(data envelopment analysis,DEA)用于CPPs评价,建立了扩展超效率模型S-E’,以水泥行业脱硝技术为例,将方案产生二次污染物NH3作为非期望输出、减少的NOx排放量作为输出,建立清洁生产方案超效率DEA评价指标体系,将方案输入、输出数据引入S-E’模型分析各脱硝方案环境与经济的相对综合效率,根据评价结果排序,能够选取最优清洁生产方案,为CPPs评价及筛选提供了一定技术支持。     

基于可拓云模型的电力生产安全综合评估方法

为保证电力生产过程的安全性,必须对其安全水平进行客观合理的评估.针对电力生产安全评估的特点,全面考虑安全生产分级边界的模糊性和随机性,采用可拓云理论来评估电力生产安全综合状态.首先结合现代安全管理理论和生产实际建立电力生产安全综合评估指标体系,并采用主客观综合赋权法确定各评估指标的权重;然后综合云模型本身的不确定推理特性和可拓学中物元理论兼具定性、定量分析的特点,构建可拓云模型进行评估,并引入置信度因子和危险因子标识评估结果的可信信息和危险信息;最后通过算例分析验证了该方法的可行性和合理性.     

大渡河上游丹巴地区地质灾害的地貌分维特征解析

地貌对地质灾害的分布、类型、规模与危害等特征具有重要的影响,宏观及微观地貌指标均能在一定程度上刻画其作用特征。应用高分辨率遥感影像详细解译崩塌和滑坡灾害,采用高精度DEM和滑动窗口技术提取地貌分维特征,并用其解析灾害分布的地貌特征。结果表明:灾害体的内部与后壁、前缘、侧壁和邻区均表现出较为明显的分异性,崩塌的微地貌分异特征较之滑坡显著,大型、厚层、老(古)崩塌及滑坡分异特征更为突出。计算地貌分维值可有效识别与其同时期的或更早的地质灾害,也可间接挖掘新发生灾害的微地貌复杂性和离散性。     

水分条件对灰化苔草根茎萌发及幼苗生长的影响

以灰化苔草(Carex cinerascens)根状茎为试验材料,采用室内盆栽培养方式,测定不同土壤水分条件下灰化苔草根状茎萌发、幼苗生长形态和生理参数。试验设置8个土壤体积含水量梯度:C1(2%,重度干旱)、C2(10%)、C3(15%)、C4(20%)、C5(25%)、C6(30%)、C7(40%,水分饱和)和C8(51%,淹水水深为2 cm)。结果表明:(1)在重度干旱和淹水条件下灰化苔草根状茎萌发率较低;轻度干旱(C2处理)条件下萌发率虽达100%,但C2处理幼苗平均株高仅为最大值(C6处理)的2/3。灰化苔草幼苗平均株高、地上生物量均呈随土壤含水量增加而先增大后减小的趋势,幼苗株高与地上生物量之间存在指数函数关系;(2)灰化苔草叶长、叶宽、叶片数和叶面积总体也呈先增大后减小趋势;灰化苔草幼苗通过个体变小、叶片数和叶面积减少、生长速率减缓等调节自身组织结构特点以利用有限的水分维持生命活动。(3)灰化苔草幼苗叶片叶绿素(Chl a、Chl b)含量、相对叶绿素含量(SPAD)、类胡萝卜素(Car)含量具有相同的变化规律,即随土壤含水量的增加而呈先增大后减小的变化趋势;叶绿素a/b比值随土壤含水量的增加而呈先减小后增大趋势;各处理间灰化苔草叶片含水量、Car/Chl比值无明显差异;灰化苔草幼苗叶片在水分缺乏或过多时通过使Chl a/b比值升高、Car/Chl比值保持稳定、合理分配Chl a和Chl b来确保植物能正常地进行光合作用;(4)利用高斯模型定量分析得出灰化苔草根状茎萌发及幼苗生长的水分生态幅在4.15%~51.35%范围内,最适含水量在16.22%~39.55%之间。     

基于生态效益的武汉城市圈土地利用结构优化

满足生态安全的土地利用结构优化是协调社会经济发展与生态环境间矛盾、实现土地持续利用的有效途径。以武汉城市圈为研究区,基于2002～2009年土地利用变更调查汇总数据,引入土壤有机碳储量和土地利用绿当量两个生态指标,评价了城市圈发展不同阶段土地利用结构的生态效益;并通过TOPSIS模型对历年土地利用结构生态合理度进行了评价。在此基础上,以经济效益和生态效益的最大化为目标,构建了2020年多目标优化模型,获得了符合城市圈发展需求的土地利用结构优化方案,呈现“四增三减三稳定”的数量格局,且生态效益指标和生态合理度均呈正向的发展趋势;进而提出了土地资源可持续利用的建议。研究结果对武汉城市圈土地利用总体规划修编、土地利用调控方案的优化以及土地可持续利用具有重要指导意义     

自然因素对环境空气质量的影响——以新疆昌吉市为例

本文以昌吉市为例,研究并分析了温度、风、气压三种自然因素对环境空气质量的影响.结果表明,影响环境空气质量的因素非常复杂,污染天气的形成与不利的自然气象因素密切相关.