变尺度混沌-遗传算法在复杂河流水质模型参数优化中的应用

将变尺度混沌-遗传算法(MSCGA)应用于复杂河流水质模型参数优化.采用湘江衡阳段水质监测资料,以二维河流水质数学模型反演结果的均方误差为适应度函数,估计横向扩散系数Dx、纵向弥散系数Dy和污染物衰减系数κ.数值实验结果表明,MSCGA寻优过程具有明显的分级特征,级级收敛;在同样的条件下,MSCGA的收敛速度较快,为遗传算法(GA)的1.36倍;同时,MSCGA克服了GA早熟收敛的问题,其最优适应度函数值为7.6×10-4,而GA的最优适应度函数值9.6×10-4.将MSCGA应用于研究河段,求得Dx、Dy分别为0.1335、0.0011,BOD5、As、Cr的衰减系数κ分别为0.0229、0.0100、0.0107.     

怀化南编组站噪声污染分析与控制技术研究

铁路编组站噪声对附近居民健康和生活质量影响较大.本文通过对怀化南站编组站各类噪声进行测试和类比调查,分析怀化南编组站各类噪声强度分布,预测编组站的噪声防护距离,并探讨噪声污染控制措施的可行性.     

东洞庭湖沉积物中重金属的分布特征、污染评价与来源辨析

基于2008年1月对东洞庭湖6个具代表性监测断面的采样分析,通过地累积指数模型、多变量分析理论和主成分分析法,研究了东洞庭湖沉积物中重金属的污染富集分布特征及其主要来源. 结果表明,沉积物中重金属元素Cd和Hg在各采样断面的污染富集程度均较高,尤其是在樟树港、洞庭湖出口2个采样断面的污染富集程度达到重度污染水平. 相关分析表明,w(Pb),w(Hg),w(Cd)和w(Zn)之间呈显著正相关,w(Cr)与w(As)之间也呈显著正相关,其他重金属之间无显著的相关性. 通过主成分分析研究了重金属的来源,发现2个主成分的贡献率分别为52.267%和33.380%. 结合洞庭湖水系自身特点及周边点源、非点源污染情况,将东洞庭湖沉积物中的重金属划分为2类:Pb,Hg,Cd和Zn作为第一主成分,主要受人类活动中的工矿业采冶支配;第二主成分为Cr与As,与人类活动中的生活污水排放和农业生产有密切关系.      

河流水环境污染风险模糊综合评价模型

综合考虑水环境污染的脆弱性和受污染水体对人体健康的危害性, 建立了河流水环污染风险模糊综合评价模型.运用模糊语言,将脆弱性和危害性均分为6个等级,并根据F统计法和专家咨询法确定脆弱性和危害性的模糊隶属函数.由模糊综合评价得出河流水环境污染的风险水平.将该评价模型应用到湘江14个断面的水环境风险评价中,直观地表达各个断面污染风险水平,为湘江水资源管理和优先控制断面的选取提供新思路和新方法.     

城市污泥脱水干化技术进展

污泥处理与处置问题是世界性难题,而无论采取何种处置方式,污泥的脱水干化都是其必要前提。对现有的污泥脱水干化技术进行了研究,分别介绍了污泥浓缩技术、脱水技术和干化技术,详细阐述了其各自的现有技术手段、达到的干化效果和研究进展。并指出物理化学调理联合机械脱水是目前主流的脱水技术,而热干化是最为成熟的干化技术。重点描述了目前工程上应用比较多的工艺技术,以及污泥的脱水干化对于污泥农用、燃料化、焚烧和填埋等处理处置方式的积极作用。     

污染场地健康风险评价中多介质模型的优选研究

综合考虑了参数不确定性、模型不确定性对风险评价结果可信度的影响差异和国内实际污染场地健康风险评价中对已有模型的不当选择可能带来的负面效应,提出相对于参数不确定性的控制,针对目标情景的适当模型选择应成为提高风险评价结果可信度的更重要环节.本研究选取了模型理论架构上符合案例情景的美国环境保护署研发的3MRA、MMSOILS和美国劳伦斯伯克力国家实验室研发的CalTOX 3个被广泛使用的污染场地健康风险评价多介质模型,并与蒙特卡洛模拟相结合,载入污染厂址案例,并对特定受体进行了风险评价,由此定量分析了参数不确定性和模型选择不确定对评价结果可信度的影响程度,并通过对比3个模型的内在架构分析了不确定性的可能来源,最后总结提出了“6步综合评价模式”,该模式能有效提高污染场地健康风险评价的可信度及经济可行性.     

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.     

基于动态聚类分析和盲数理论的综合营养状态指数评价模型

考虑到常用水质富营养化评价模型的单一、确定性缺点,尝试将动态聚类分析与盲数耦合理论引入水环境富营养化评价领域,建立了改进的综合营养状态指数评价模型,最后借助克里格插值法对评价结果的可信度进行空间可视化表征。利用改进模型对2009年洞庭湖区域的水环境空间的富营养化状况进行了评价,结果表明,东洞庭湖、扁山、鹿角富营养化程度相对严重,隶属于富营养化的可信度分别达到了0.5444、0.5318和0.5260。与确定性评价模型对比分析表明,所建改进模型更充分地考虑到被观察个体的差异,集成了更全面的样本信息,并可同时计算出了各采样点综合营养状态指数的区间数与其相对应的可信度水平,从而有效地提高了评价模型的可分辨性。     

污泥厌氧消化的人工神经网络模型

基于污泥固体停留时间(SRT)为20 d的污泥中温厌氧消化实验,建立一个3层BP神经网络,以前1～20 d的进泥挥发性悬浮固体(VSS)、当天消化罐pH值和碱度共22个参数为输入,预测污泥消化系统日产气量,结果表明,网络具有良好的学习能力、泛化能力和辨识能力,能够较为准确地预测出系统日产气量.此外,根据进泥VSS不同,利用网络预测能力,调节pH值和碱度到合适的值,系统日产气量有明显提高,进一步证明了网络具有良好的预测能力和实用性.     

基于时序蒙特卡罗方法的某铬盐场污染地下水泄漏风险

突发性污染地下水泄漏对周围水环境的影响具有重要研究意义。借鉴时序蒙特卡罗(SMC)方法来模拟污染源运行状态,并结合相应的河流水质模型,对污染地下水泄漏后造成的河流水质超标风险概率进行研究;利用健康风险评价模型,对污染物泄漏时水环境造成的人体健康风险进行评价。以某铬盐场为例验证该方法的稳定性和实用性。结果表明,该场地受污染的地下水对人体健康产生的危害程度为中级,其超标风险概率随模拟时间的增加而趋于稳定。