基于KPLS数据重构的非线性过程监测与故障辨识

为适应快速变化的化工产品需求,过程工业逐步向柔性生产发展,使得间歇过程的应用日益广泛。这一类工艺过程具有动态和非线性的特征,过程故障带来的工艺波动和安全风险是较为突出的挑战。采用基于核函数的偏最小二乘方法,在高维特征空间提取特征变量,这些变量包含了生产过程的非线性结构特征,也反应了过程工况的模式特征。针对传统线性方法存在的故障漏报等问题,利用核函数技巧,在特征空间进行数据重构,进而计算统计监控指标SPE,并通过对SPE的在线监测实现更加有效地故障辨识。本方法针对标准非线性测试对象进行了过程监测,实现结果充分说明了方法的有效性。     

国家人地关系的国际比较研究

作为地球表层的一个物种,人类生存与发展始终以最大限度的资源与环境占有和获取为第一需求,即使进入现代时期,情况依然如此。实际上,随着社会财富和人口的快速增长,人地关系的稳定与协调始终是各国、特别是人口大国（>1亿人口）持续发展的首要任务和基本目标。自然禀赋（淡水、耕地、草场、森林、能源和矿产）与人文活动（人口、GDP和碳排放）的要素综合分析表明,尽管11个对象国的资源环境秉赋（本底）特征差异明显,但是在资源环境开发的极化效应作用下,各国现代化进程的国家人地关系均呈现出不同程度的紧张状态。一方面,随着资源环境开发规模和深度的不断扩大,国家财富积累与人口数量快速增长;另一方面,环境恶化和资源枯竭对各国乃至全球有限的资源基础支撑能力造成日益严峻的挑战。此方面,日本的国家人地关系演进最具说服力。     

基于不确定性分析的城市总体规划环评方法与案例研究

围绕城市总体规划特点,在分析识别规划经济增长和用地布局方案中存在的多种不确定性的基础上,以产业和用地为基本评估单元,综合运用蒙特卡罗随机采样技术和HSY算法及地理信息系统,建立了基于结构与空间不确定性分析的规划环评方法和系统评估模型.以大连城市发展规划对近岸海域的环境影响为例,说明该方法的具体运用.案例研究结果表明,规划年大连市入海污染物排放特征和环境敏感行业表现出较大的空间差异性,局部地区污染物排放量超出环境控制目标值的概率较大.     

城市规划实施过程的水资源承载力自适应评估

估算目标年水资源的供给和需求是城市规划编制的内容之一,通常方法是基于特定情景假设下的历史信息外推,但这具有突出的不确定性;规划在实施过程中也将面临各类不确定因素的干扰,从而改变目标年水资源承载力(供给与需求差值)的风险水平.鉴于此,提出基于自适应管理的评估方法:依据规划实施过程不同阶段可获得的历史数据,利用时间序列分析、曲线拟合、组合预测、蒙特卡罗采样等方法,识别未来水资源承载力风险特征的变化,作为应对措施决策的依据.北京市案例研究表明,用2006 年(应对年)之前数据与用2002 年(基准年)之前数据预测结果存在较大差异:2020 年(目标年)水资源需求与供给差值的数学期望由-9.8 亿m3(2002)增加至-3.4 亿m3(2006),风险保证率(需求不超过供给能力的概率)由70.5%下降至58.6%,标准差由23.2 亿m3 缩小至11.2 亿m3;在95％风险保证率下,供需缺口由9.4 亿 m3 增加至11.6 亿m3.     

中国区域水资源可持续利用评价及类型划分

基于可持续发展理念 ,分析了水资源可持续利用的特征 ,构建了评价水资源可持续利用的评价指标体系 ,从水资源现状、水资源利用效率、水资源可持续利用压力和水资源可持续利用能力 4个方面对水资源可持续利用状况进行综合评价 .按照此评价指标体系 ,采用定性和定量相结合的方法 ,对我国 31个省市自治区的水资源可持续利用状况进行评价 ,然后按照评价结果将其分为高发展组、较高发展组、中等发展组、较低发展组和低发展组 5个类型 .从空间分布上看 ,水资源可持续利用状况基本呈现从东南沿海向西北内陆逐渐递减的趋势 .从影响水资源可持续利用的因素看 ,除了水资源禀赋外 ,水资源利用效率低下成为制约水资源可持续利用的另一个重要因素 .从评价中还发现 ,水资源禀赋同水资源利用效率呈现一定的反相关关系 .     

基于主体的建模方法在环境学科中的研究进展

基于主体的建模方法(ABM)通过自下而上的仿真模拟,考察系统中微观层面异质性主体的状态和行为特征、主体之间的交互、主体与环境的作用,来表征系统宏观现象的涌现,是进行复杂系统模拟和政策评价的重要工具。本文在大量文献调研的基础上,总结了ABM在水文领域、土地资源管理、大气污染防治及环境政策评价等方面的研究进展,归纳了其在主体设计、交互关系与规则、系统环境特征等建模范式方面的共性,论述了该方法对环境系统建模分析的重要意义。     

“石化双雄”莫成“减排双矬”

“石化双雄”海外的炼油企业环保水平达到世界领先,在国内却不到及格线,减排进度甚至大幅落后于全国各省和其他一些央企,如此结果发人深省。     

一种浮游植物快速浓缩及固定方法的可靠性分析

为验证一种浮游植物快速浓缩固定方法——滤膜浓缩法的可靠性,采用“鲁戈氏液固定沉降法”和“滤膜浓缩法”同时鉴定了不同浮游植物浓度梯度水样,并进行了对比分析,结果表明：鲁戈氏液固定沉降法与滤膜浓缩法整体上均鉴定出7门,32属,但不同梯度上滤膜浓缩法鉴定出的浮游植物种类较多.两种方法门水平上除裸藻门（P<0.05）外丰度均无明显差异（P>0.05）,属水平上相对丰度99%以内的浮游植物均无明显差异（P>0.05）,即无论是门还是属水平上,滤膜浓缩法对浮游植物丰度的鉴定是可行的.采用两种方法得到的不同梯度下藻密度拟合方程斜率差异较小（P>0.05）且相关性显著（R²=0.958,P<0.01）,但滤膜浓缩法鉴定出的浮游植物细胞密度更大.整体来看,滤膜浓缩法得到的藻类鉴定结果与鲁戈氏液固定沉降法基本一致.     

稻田土壤N2O消纳能力及nosZ-I型功能种群应答机制

稻田土壤长期的淹水厌氧环境有利于反硝化作用的进行,是导致N₂O大量排放的重要原因之一.目前,关于稻田土壤N₂O排放特征的相关研究已有不少,然而关于稻田土壤N₂O的消纳能力及相关功能微生物的应答机制尚不明确.本研究以淹水水稻土原状土柱（0~5 cm）为研究对象,在土柱底部输入外源N₂O气体,系统监测所添加外源N₂O通过土柱的浓度及关键土壤因子的动态变化特征,以及分析nosZ-I型功能种群组成的演替规律,以期揭示淹水水稻土N₂O的消纳能力及nosZ-I型功能种群的应答机制.结果表明,外源N₂O输入后约97.39%扩散进入土柱,逸散出土表的N₂O占0.72%~7.75%,达到排放高峰后被土壤继续消耗,培养192 h后外源N₂O处理比对照多消耗67.10% N₂O,N₂O消耗速率提高144.2%.同时,NH₄⁺-N、NO₃^--N和DOC分别多消耗了19.65%、16.29%和8.41%.N₂O输入192 h后nosZ-I的群落多样性没有显著差异,但是其种群组成发生显著改变：优势菌株OTU5004、OTU5065、OTU960和OTU1282（Proteobacteria）相对丰度显著提高,其中OTU5004菌株相对丰度比初始样和CK升高7.30%和4.63%,非优势菌株OTU5265（Azoarcus sp.）比初始样和CK升高0.33%和0.15%.上述结果表明,0~5 cm深度渍水水稻土壤具有很强的N₂O消耗能力,外源N₂O添加使N₂O消耗速率明显加快,提高了淹水水稻土壤对N₂O的消纳潜力,促进碳氮转化和nosZ-I群落组成变化,这将为降低大气N₂O排放提供新的参考.     

长江流域区域可持续发展态势与对策

提出了一套包括基础系统、协调系统与潜力系统在内的区域可持续发展评价体系。旨在以基础-过程-潜能为主线。资源、经济、社会、生态环境为基本要素单元，并结合外部介入因素对一个地区的可持续发展进行评价。利用这一指标体系．分析了世纪之交长江流域可持续发展的态势．并与沿海经济带及全国其它省区进行了比较。主要结论有：长江流域区域可持续发展总体水平不高。不符合其在国家经济开发中所处的地位；长江流域区域可持续发展状态的内部差异为流域开发带来困难与挑战，但优势互补的潜力也为实现流域资源综合开发与生态环境综合治理带来机遇。最后，针对以上存在的问题提出了建议与对策。