湖库泥沙资源化多目标优化配置研究综述

合理利用泥沙的资源特性,实现泥沙资源优化配置是湖库生态环境治理迫切需要解决的关键问题之一。该文旨在对泥沙资源化及多目标优化配置方法的研究进行综述,总结泥沙资源化的研究现状和分析其发展趋势。首先对泥沙资源优化配置框架的相关研究进行了综述,主要集中于泥沙资源优化配置、泥沙资源化的途径、泥沙管理生态化及优化配置方法等方面,然后分析了目前对于泥沙资源优化配置的理论认识、模型构建及应用、方案评价及决策存在的主要问题,最后探讨了泥沙资源优化配置相关研究未来发展方向。     

湖北省土地利用减碳增效系统仿真及结构优化研究

土地利用变化是引起碳排放的重要原因之一,土地经济效益是利用土地的目标之一,如何通过优化土地利用结构实现土地利用减碳增效是值得研究的重要问题。基于系统结构与功能相互作用的视角,梳理复杂系统内变量间的反馈关系,运用系统动力学(SD)进行建模,将约束条件纳入到多目标规划(MOP)中,实现MOP与SD模型整合,进行系统仿真并得出优化后2020年湖北省土地利用结构。结果显示,利用SD-MOP模型能够实现减碳增效目标下土地利用结构优化,与2008年真实值相比,耕地、林地、牧草地及建设用地分别增加了0.33×10~4、30.17×10~4、0.08×10~4和16.37×10~4 hm~2,其他农用地及未利用地分别减少7.23×10~4、33.15×10~4 hm~2;与无约束SD单模型仿真相比,土地利用碳排放量减少了58×10~4 t,经济效益年增长率维持在3.58%,优化方案具有可行性。SD-MOP模型优化的土地利用结构符合区域可持续发展要求,兼顾了土地利用碳减排和经济效益增长的双重目标,能为区域土地资源优化配置提供参考。     

新能源集中接入下的宁夏电网无功规划研究

针对新能源并网容量不断增加,大规模新能源接入电网时无功电压控制困难的问题,通过研究在新能源大出力方式下系统电压水平、电压波动及严重故障时电压失稳情况,提出了动态无功补偿、低压无功补偿配置方案。研究结果表明提出的无功配置方案适用于宁夏电网新能源场站和新能源汇集站的动态无功补偿,已纳入宁夏“十三五”电网滚动规划,对于保障宁夏电网安全稳定运行具有重要意义。     

危险废物处置综合废水处理系统优化研究

固体废物处置中心能够对多种固体废物和危险废物进行处置,在处置过程中产生的废水水质复杂,因此需要对废水进行综合处理,去除废水中的重金属和有机物。为了达到废水排放标准,以某固体废物处置中心的废水处理设施为研究对象,对处理设施中的还原沉淀和曝气生物滤池等环节进行优化,得出其最优的运行参数,结果显示:亚铁与六价铬物质量比为20∶1,曝气气水比为4,水力停留时间为2h时,出水的各项检测指标均达到废水排放标准限值。     

山东省能源消费分析及其优化策略

基于1980-2012年山东省能源消费统计数据的研究发现,山东省能源消费具有持续增长的演进特征和显著的结构特征。1980-2012年,一次能源消费总量增加了7.18倍,年均增长率21.77%;2000-2012年,终端能源消费量增加了2.46倍,年均增长率18.95%。从能源消费品种看,山东省能源消费具有显著的"高碳"和"非均衡"刚性特征。1998-2012年,煤炭消费量占一次能源消费总量中的比重都在75%-81%之间;2000-2012年,煤品消费量占终端能源消费总量中的比重都在48%以上。从能源消费部门看,具有显著的工业集中和行业集中特征,2005-2012年,工业能源消费量在能源消费总量中的比重都在77%以上。在工业内部,2012年,十大高能耗行业的能源消费占全部能源消费的59.92%,占工业能源消费的比重高达82.12%。交通运输部门的能源消费增长迅速,成为第二大能源消费部门。生活用能呈现快速的稳步增长态势,2000-2012年,生活用能量增加了2.58倍,年均增长率达19.83%;并且,居民生活用能结构由原来的"煤炭为主、电力补充"的消费格局转变到了目前的"电力为主、煤炭补充"的消费格局,生活用能结构的清洁化程度不断增强。能源消费结构的形成对山东省的能源安全和生态环境产生了明显的负面影响,能源消费的碳排放效应显著。1998-2012年,山东省能源消费的碳排放量增长了3.33倍,年均增长率高达22.19%,大于能源消费年均增长率和GDP年均增长率。山东省能源消费结构形成的影响因素主要有能源禀赋约束、经济增长和产业结构、能源利用效率低下、可再生能源开发利用滞后。为此,要推动能源消费革命,以促进能源消费体系转型;推动能源供给革命,以形成市场主导、多能互补、供需互动、内外合作的现代能源供给体系;推进传统产业改造升级、培育发展战略性新兴产业,以转变经济发展方式;综合运用多种市场和经济手段,增强企业自主节能减排、社会公众低碳消费的内生动力。     

增长、就业及减排目标约束下的产业结构优化研究

该研究建立了投入产出框架下的产业结构优化模型,在减排目标、GDP增长率、就业率的多重约束条件下,测算了中国实现国民经济最小波动的最优产业调整路径,揭示了低碳经济与可持续发展下应当鼓励和控制发展的重点行业:产值提升最大的应包括批发零售贸易、公共与居民服务业、机械电气设备制造维修业、住宿餐饮业等排放系数较低且最终需求水平较高的行业,产值下降最大的则是电力热力生产和供应业、金属冶炼及压延加工业、以及石油加工及炼焦燃气等,这些行业无疑是实现国家在稳定增长前提下减排目标的关键。通过调整约束条件的强度,研究发现,随着碳减排约束的收紧、以及经济增长目标的提高,所需的产业结构调整幅度会逐渐增大,并且减排力度加强所要求的结构变动比经济增长率提高所要求的变动更大,因此对于中国经济未来发展,实现减排任务比片面追求GDP增长率难度更大、成本更高。由于模型解得的理论最优变动率普遍小于过去10-20年中国各行业的实际增长率,因此本研究提出的"降排放、保增长"的产业结构调整方案具有一定的现实可行性。尤其是第一产业和矿产开采业近10年的实际变动率已经接近模型求解的最优调整方案,但是大多数行业的实际增长值要远超过理论最优值,所以适当放缓增长步伐,能够在保持适当的经济增长率与就业率的前提下,有效降低能耗及排放强度。     

火力发电厂冷端系统设计优化

针对某火力发电厂扩建工程汽轮机组冷端系统设计中存在的问题,根据扩建工程技术要求、现场总平面布置情况及工程概算,对冷端系统进行现状分析后提出了冷端系统优化方案。结果表明:优化方案有效降低了基建初始投资及运行费用,优化了机组运行方式,保证了机组安全、稳定运行。     

基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机的岩爆倾向性预测

为有效预测岩爆灾害发生烈度,提出一种基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机(H-PSO-SVM)岩爆倾向性预测模型。根据岩爆发生机制,在分析岩爆发生的主要影响因素的基础上确定出评判指标;综合考虑模糊层次分析法(FAHP)所得主观权重和熵权法所得客观权重,应用调和平均数概念,构建组合赋权准则;引入遗传算法交叉、变异操作改进传统粒子群(PSO)极值跟踪和粒子更新方法,建立H-PSO-SVM岩爆倾向性预测模型。利用国内外已有工程实例数据进行50次随机抽样试验,对比分析H-PSO-SVM模型和PSO-SVM模型等预测结果。结果表明:H-PSO-SVM模型应用于岩爆工程实例预测具有可行性和适应性,模型预测的准确率高于其他模型,且预测结果更稳定。     

人员作业微环境仿真试验设计及模拟优化

为降低我国职业病的患病概率,考虑绝大多数作业场所涉及的风流、粉尘、瓦斯、CO及温、湿度等微环境特征,提出了一种人员作业微环境仿真试验平台,并基于Fluent软件采用DPM和Species Transport方程构建微环境数值仿真模型,以实现对人员作业微环境仿真试验方案的模拟优化。模拟结果表明,受人体仿真模型、粉尘、瓦斯及CO等微环境因素影响,仿真舱体内各微环境因素的扩散不均匀,当抽风机风量为400 m~3/min、气溶胶发生器粉尘释放速度为10 m/s、环境温度为293 K、入口温度为303 K、入口加湿量达到100 kg/h、瓦斯和CO释放位置为距上顶板1/3位置处多点释放时,各微环境因素可达到绝大多数作业场所的仿真要求,最终确定出人员作业微环境仿真试验方案。     

优化BCR法-ICP-MS在土壤重金属化学形态分析中的应用

为了研究土壤重金属元素的化学形态,以优化的BCR法模拟自然环境条件,连续提取了不同土壤标准物质中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的交换态、还原态、氧化态;采用微波混酸(5mL HNO_3+2 mL HCl+1 mL HF)消解土壤样品,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析测定,在碰撞反应池模式(CCT)下以~(115)In和~(209)Bi双内标加入法进行信号漂移补偿和干扰校正;以形态分析标准参考物质(欧盟RCR-701)验证了方法的准确性。结果表明,CCT动态模式能有效地降低检测过程中多原子离子的干扰作用,检测分析方法的检出限均小于0. 2 ng/g,RSD 1. 35%(n=5),方法验证性实验说明所选方法准确可靠;土壤样品中各元素3种化学形态与残渣中含量的加和均与总量参考值接近,回收率在95%～110%之间;该法适于土壤重金属形态的提取和分析测定,对研究土壤重金属的赋存特征、迁移转化规律及影响因素、重金属元素的来源及土壤重金属污染的治理与修复有一定的指导意义。