环境监测数值修约在Excel中的实现

本文简要介绍了环境监测技术规范中所规定的数值修约规则及相关规范要求的主要内容，并给出了相应的Excel修约公式和修约函数，可方便地用于对环境监测工作中实验测定和计算得出的各种数值进行修约。修约公式是一个利用Excel工作表函数构造的满足数值修约基本规则的工作表计算公式，在给定修约位数的前提下，可直接在工作表单元格中使用修约公式对数值进行修约，对于简单应用，具有方便、快捷、直观的特点。修约函数是一个利用Excel VBA编制的自定义函数，共有四个参数，其调用方法同工作表函数，具有针对性强、灵活、便捷的特点，可根据环境监测技术规范的特定要求，实现自动按有效位数或小数位数进行数值修约，并按相应的格式输出数据。     

Ecological Function Zoning for Environmental Planning at Different Levels

Environmental planning at different levels has been called for by environmental departments in China during last years to integrate environment consideration to economic development. Based on the accomplished environmental planning practice in Xiamen China, the paper suggests a general environmental planning process with ecological function zoning as its key steps, at the same time an effective method for ecological function zoning was formulated. The case studies of Dongfu suburban town environmental planning and Xiamen eco-city conceptual planning indicate that scientifically sound results of ecological function zoning can contribute to improving not only the adaptability and acceptability of environmental planning, also the environmental management and the decision-making. The experience shows that the ecological function zoning methods should be applied according to the principles of adaptive management, resource-based and community-based, so that it can integrate science into decision-making process, avoiding both narrow-minded viewpoints of planners and natural resource use conflicts among variety of stakeholders. Problems to be resolved in the future are also pointed out in the ending part.     

Stochastic Transfer Function Model and Neural Networks to Estimate Soil Moisture1

Abstract: A practical methodology is proposed to estimate the three‐dimensional variability of soil moisture based on a stochastic transfer function model, which is an approximation of the Richard’s equation. Satellite, radar and in situ observations are the major sources of information to develop a model that represents the dynamic water content in the soil. The soil‐moisture observations were collected from 17 stations located in Puerto Rico (PR), and a sequential quadratic programming algorithm was used to estimate the parameters of the transfer function (TF) at each station. Soil texture information, terrain elevation, vegetation index, surface temperature, and accumulated rainfall for every grid cell were input into a self‐organized artificial neural network to identify similarities on terrain spatial variability and to determine the TF that best resembles the properties of a particular grid point. Soil moisture observed at 20 cm depth, soil texture, and cumulative rainfall were also used to train a feedforward artificial neural network to estimate soil moisture at 5, 10, 50, and 100 cm depth. A validation procedure was implemented to measure the horizontal and vertical estimation accuracy of soil moisture. Validation results from spatial and temporal variation of volumetric water content (vwc) showed that the proposed algorithm estimated soil moisture with a root mean squared error (RMSE) of 2.31% vwc, and the vertical profile shows a RMSE of 2.50% vwc. The algorithm estimates soil moisture in an hourly basis at 1 km spatial resolution, and up to 1 m depth, and was successfully applied under PR climate conditions.     

聚丙烯基高分子功能材料吸附卷烟烟气中多种有害成分的应用

为了寻找能同时降低卷烟烟气中甲醛、乙醛、巴豆醛和颗粒物有害成分含量的离子交换树脂吸附材料,采用电镜扫描方法观察聚丙烯基阳离子树脂高分子功能材料的表面特征,应用压汞法分析其平均孔径、中值孔径、比孔容和比表面积,并测试了该材料的交换容量,采用环境试验舱检测法对比测试了该材料和活性炭降低卷烟烟气中甲醛、乙醛、巴豆醛和颗粒物有害成分含量的效果.结果表明,聚丙烯基高分子功能材料表面多斑点状突起,凹凸状明显,微孔和缝隙多,平均孔径为0.26 μm,中值孔径为149.3 μm,比孔容为19.23 cm3/g,比表面积为293.42 m2/g,交换容量为5.16 mmol/g,对烟气中甲醛、乙醛、巴豆醛和颗粒物的净化率分别达到79.6％、79.8％、82.8％和64.7％,而活性炭的净化率分别为20.3％、0、6.4％和54.2％.研究表明,该聚丙烯基高分子功能材料具有物理吸附和化学吸附性能,净化卷烟烟气中多种有害成分的效果明显优于活性炭.     

围岩稳定性评价的改进物元可拓模型与应用

为弥补现有地下工程围岩稳定性评价方法的不足,建立了改进的物元可拓模型。通过构造一种新的关联函数,解决了因传统的物元可拓模型的关联函数是一个分段函数而存在的不便于计算的缺陷,以及评价指标间的互不相容性问题,拓宽了物元可拓法的应用范围。将改进的物元可拓模型应用于某地下工程围岩的稳定性评价,结果表明,样本1、2、5属于Ⅱ级(较稳定),样本3、4属于Ⅰ级(稳定)。通过将其评价结果与传统可拓法及模糊数学综合评判结果进行比较分析,证明该评价方法的正确性。研究表明,改进的物元可拓模型的评价结果与实际工程地质情况更为吻合,准确度更高,能够反映各因素对围岩稳定性的影响,其合理性和可行性得到了验证。     

基于LCA的北京市公交车节能及温室气体减排潜力分析

新能源公交车是未来城市公交行业节能及温室气体减排的重点发展方向.新能源公交车在行驶阶段具有良好的节能及温室气体减排效果,而汽车制造、能源生产等相关生命周期阶段的能耗及温室气体排放常被忽视,且目前新能源公交车的乘客运载功能相对较弱,可能对节能及温室气体减排的潜力造成较为显著的影响.因此,本文基于北京市公交车的运营特征,采用生命周期评价(LCA)方法,选择客运周转量作为功能单位,核算了天然气公交车、混合动力公交车和纯电动公交车等新能源公交车相对于柴油公交车的节能及温室气体减排效益.结果表明:发展新能源公交车对促进北京市公交行业及城市节能低碳发展具有积极的作用,但相对于基于运营里程的核算结果,本研究新能源公交车节能及温室气体减排潜力均较低,主要原因是新能源公交车的实际载客量相对较低;混合动力公交车和纯电动公交车在空调开启时的节能潜力与温室气体减排潜力均远低于天然气公交车;通过发展情景分析,建议北京市现阶段应优先发展天然气公交车,适当发展纯电动公交车和混合动力公交车,以减少北京市公交车的总体能耗,同时降低温室气体排放强度.     

运用正弦扫频实现电动振动台模型的频域辨识

目的研究以电动振动台为典型设备的相关振动试验装置的频域辨识技术。方法通过分析电动振动台数学模型,采用正弦扫频试验方法,进行全频带振动台空台面正弦扫频,并对所获得的时域正弦扫频数据进行频谱分析,进而获得系统的频率数据,再运用复数域上的最小二乘拟合算法,完成振动台模型传递函数的辨识。结果通过某型电动台空台面试验,对一组实测数据进行辨识,辨识出的电动振动台模拟与真实模拟一致。结论通过该方法并合理选取模型结构,能够很好地辨识出振动试验装置的模型。     

基于分形维数的斜坡非饱和带土体大孔隙分布研究

对取自于云南省昭通市头寨滑坡滑源区附近的两个大尺度(25cm×25cm×50cm)土柱样品进行CT扫描,选取典型剖面切片,通过CT值范围将大孔隙分离从而研究土体中的大孔隙分布;计算大孔隙分布分维数(盒维数),研究其大孔隙的不规则特征,结果表明:土体中大孔隙的盒维数随深度增加呈单调递减规律,且与大孔隙度具有显著正相关关系;但大孔隙度只能表征在某一深度上大孔隙的分布多少,而大孔隙的不规则特征则需盒维数表征;最后得到大孔隙的累积大孔隙度与大孔隙孔径(在盒维数为常数时)符合幂函数规律,研究结果有利于利用分形理论建立大孔隙模型,从而研究水分在大孔隙中运动过程。     

基于Copula函数的汉江中上游流域极端降雨洪水联合分布特征

选取汉江中上游流域作为研究对象,根据流域九个气象站点1969~2008年逐日降雨资料以及丹江口水库同时期日入库流量资料,采用年最大值法(AM)和百分位法两种选样方式选取1 d、3 d降雨和1 d、3 d洪量极值样本,分别运用广义极值分布(GEV)、广义帕累托分布(GPD)、伽玛分布(Gamma)3种极值统计模型对样本进行单变量边缘分布拟合,运用Gumbel、Clayton以及Frank Copula函数模型对样本进行多变量联合分布拟合,遴选出描述流域降雨和洪水联合分布规律的最优概率模型。结果显示:对于AM选样样本,边缘分布为GEV时降雨洪量的二维和三维联合分布Frank Copula函数拟合效果最优;对于百分位选样样本,边缘分布为GPD时降雨洪量的二维联合分布Gumbel Copula函数拟合效果最优,三维联合分布则是Frank Copula函数拟合效果最优;比较二维和三维Copula函数模拟结果,三维联合Copula函数推求的设计值更大,说明三维联合分布考虑了更多的变量和极值信息,能更全面地反映极端降雨洪水事件的真实特征,对工程设计更显安全。     

基于SPEI的云南中部区域干旱时空变化特征分析

利用云南中部地区1961~2010年逐月降水和气温资料,采用降水距平百分率和历史旱情资料验证了标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)在该地区的适用性,并采用Mann-kendall突变检验、Morlet小波和经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)等方法,分析了该地区干旱的时空演变特征,结果表明:(1)SPEI与降水距平百分率在时空上具有很好的相关性,验证了SPEI对降水变化的敏感性;(2)SPEI指数与历史旱情资料比较吻合,能够有效地反映云南中部区域的干旱特征;(3)年均SPEI呈波动下降趋势,干季SPEI降低趋势明显。年均SPEI存在着24a的主周期和9a的次周期,并于1977年发生了突变,此后开始降低,在整体上呈现出干旱化的趋势;(4)从SPEI的空间分布特征来看,其在整体上受大尺度气候系统的影响表现出一致的下降趋势,而在区域内部则表现出东南-西北(干热河谷)的反向结构差异。