2050年中国能源消费的情景预测

与全球气候变化紧密相关的能源消费问题是当今世界各国关注的热点,特别是中国能源消费规模、能源消费峰值和消费结构等更是关注的重点。论文在简要评述中国能源消费峰值、能源消费预测方法和模型的基础上,系统回顾了国内外对中国能源消费预测研究成果,侧重于人口和经济等驱动中国能源消费的两大主要因素,参考主要发达国家经济发展过程中人均能源消耗及人均累计能耗变化规律,对中国未来能源消费趋势进行了定量预测分析。结果表明:1中国人均能耗、总量和人均累计消费量均有较大的发展潜力。2050年中国人均能耗大致在4.75~9.31 tce,上限也只相当于美国人均能耗峰值的76%;中国能源消费总量还将持续增长,2050年的能源消费总量在61.91×108~121.33×108tce;1870—2050年,中国人均累计能耗最佳分布区间为207~294 tce,只相当于1870—2012年美国人均累计能耗的46%、德国的56%、英国的57%。2文献梳理表明,当前预测中国能源消费峰值的各种研究成果大多认为在62×108~79×108tce,而峰值年份则出现在2035—2045年,论文认为除美国、英国和德国情景将有峰值出现外,其他情景尚不可能出现峰值;3法国情景下中国能源消费"零"增长将于2040年左右出现;日本、韩国以及基准情景预测显示,2035年以后中国能源消费将进入到2%左右的低速增长期。上述研究结果表明,中国未来能源消费预测采用法国、日本、韩国情景较为合理,2035年以后,中国能源消费将进入低速增长期。当前,中国人均收入不高,人均能耗尤其人均累计能耗处于较低水平,过早乐观承诺能源消费峰值,易使气候变化谈判陷入被动;从中国国情出发,需给中国社会经济发展留有能源消耗空间;促进能源资源的节约集约使用,积极倡导节能型生产生活方式,是中国社会经济可持续发展、保障能源安全、积极应对全球气候变化的现实需要。     

回采工作面瓦斯涌出量遗传投影寻踪回归预测

为快速、准确预测回采工作面瓦斯涌出量,基于投影降维思想,建立一种遗传算法(GA)投影寻踪回归预测方法。选取煤层瓦斯原始含量、埋藏深度、煤层厚度、煤层倾角、工作面长度、推进速度、采出率、临近层瓦斯含量、临近层厚度、临近层层间距、岩层岩性、开采深度作为评价因子,对某矿15个学习样本进行训练,建立GA投影寻踪回归预测模型。利用该矿3个实测样本对模型进行检验,并与主成分分析和BP神经网络方法结果进行对比。研究表明:利用GA投影寻踪回归预测回采工作面瓦斯涌出量,平均误差为3.43%,最大误差为5.7%,精度优于其他2种方法。     

页岩气开发对生态环境影响评价模型

针对页岩气特殊的开发方式及环评难度比常规气大的特点,运用"压力-状态-响应"框架模型,建立了页岩气开发对生态环境影响的评价指标体系。引入曲线投影的方式,并将投影寻踪方法和动态聚类方法相结合,提出了曲线投影寻踪动态聚类的定量评价方法;基于样本各指标的曲线投影和动态聚类方法寻找最佳投影方向,并建立相应的生态环境影响评价优化模型。结合全局最优经验指导和信息素交流,采用改进的蚁群算法对优化模型进行求解。该算法维持蚁群的多样性,且收敛性较好,同时也避免出现局部最优。对四川省威远页岩气区块进行了实例分析,结果表明:2010年、2011年和2014年的环评属于差类(4级),2012年和2013年的环评属于中类(3级),其中植被覆盖率、空气质量优良率、地表水质达标率、废水排放量、公众对环境的满意度、二氧化硫排放量和废水排放量达标率等指标对生态环境评价的影响较大。在页岩气开发初期,由于开发技术落后,再加上环保投资不高,环保意识不强,造成生态环境问题较为严重。随着学习借鉴美国的经验,及页岩气的开发技术进一步提高,加上国家对生态环境保护的重视,威远页岩气区块生态环境恶化得到有效的遏制。但开发时间越长,开采难度越大,将会产生更多更大的生态环境问题。分析结果与威远页岩气开发区域的实际情况相符,为页岩气气田生态环境影响评价奠定了科学基础。投影寻踪动态聚类方法具有无需设定参数、操作简单、客观等优点,是页岩气开发对生态环境影响评价的一种新方法。     

基于DPSIRM框架的区域水资源承载力综合评价

综合考虑影响水资源系统的资源、生态、环境、经济、社会等因素,论文通过对水资源系统内在机理研究,构建基于驱动力-压力-状态-影响-响应-管理(DPSIRM)概念框架的水资源承载力DPSIRM评价指标体系,给出各子系统明确的含义,以反映系统内部各要素之间的关系。在此基础上,将模拟退火算法用于投影寻踪优化,构建耦合SA-PP模型。并将模型应用于2003—2012年云南省水资源承载力综合评价,并分析投影特征值的历年变化特征。研究结果表明:2003—2012年云南省水资源承载力呈逐步上升趋势,即在当前社会经济发展水平下,云南省水资源承载力逐步增强,社会经济发展的规模处于水资源可支撑的规模范围内。2006年以前,水资源承载力呈加速增长趋势,其增长潜力较大。2006年以后,水资源承载力波动幅度较大,而2009和2011年年增幅趋于零。最佳投影方向各分量的大小反映了各评价指标对水资源承载力的影响程度,值越大则对应的评价指标对水资源承载力的影响程度越大。对水资源承载力影响程度最大的5项指标依次为:生活污水排放量、"三废"治理投资、人均GDP、单位GDP水耗和森林覆盖率。压力子系统对水资源承载力影响比重为26.15%,表明压力子系统是影响云南省水资源承载力的最重要因子。研究表明此模型具有实用性,可为区域水资源规划与管理提供科学决策依据。     

遗传投影寻踪回归在城市环境质量评价中的应用

引入投影降维的思想,将遗传投影寻踪与回归分析技术运用到城市环境质量评价中。将此技术与神经网络方法进行实例比较,投影寻踪回归方法不但可以合理地作出环境质量的综合评价,而且消除了神经网络方法中类别判断不够精确的影响。     

自然灾害社会脆弱性评估研究——以上海市为例

基于投影寻踪聚类模型(PPC),结合基于实数编码的加速遗传算法(RAGA),对上海市进行了自然灾害社会脆弱性评估的尝试。结果表明:①灾害社会脆弱性最高的为崇明县,其次为宝山区和金山区;②灾害社会脆弱性最低的是黄埔区,其次是徐汇区和静安区;③总体而言,灾害脆弱性较低的地区集中于上海城市中心区,而城市边缘区的社会脆弱性一般较高。     

PMA-PP分析模型在内河水质科学评价中的应用

针对目前我国城市内河普遍遭到污染的问题,在分析影响内河水质因素的基础上,选取BOD5(五日生化需氧量)、CODcr(化学需氧量)、石油类、挥发酚、NH3-N(氨氮)、总磷等6个主要因素作为评价因子,建立了城市内河水质评价的投影寻踪分析模型,采用人口迁移算法对评价模型进行优化,并将该模型应用于南宁市10条内河水质的评价与排序。研究表明,用投影寻踪回归分析法进行水质评价,避免了传统评价方法由于主观原因造成的误差,评价结果合理可信、方法简单,为我国城市内河水质的评价提供了新途径。     

深水河大桥桥墩边坡稳定性分析

深水河大桥桥墩边坡地处广乐高速深水河大桥段,其稳定性直接关系着桥墩桩基工程能否顺利施工和整段广乐高速的工程进度。本文采用定性分析和定量计算的方法对深水河大桥桥墩边坡稳定性进行了分析,定性分析主要是通过赤平投影法作图初步分析边坡局部可能出现的组合滑面破坏模式,再取典型的楔形体进行破坏模式分析,定量计算主要是采用Bishop法分别计算该边坡在不同工况下的稳定系数,从而对该边坡的整体稳定性进行评价,以便提出相应的治理措施。     

中国城市用地增长极限规模测算

快速城市化出现的城市建设用地扩张问题,受到人们广泛关注,借鉴发达国家经验,我国需要测算一个极限区间值进行自上而下的总量控制,以促进最严格耕地保护制度和节约用地制度的落实.但是如何测算这个极限规模一直没有得到很好解决.本文提出了一个常规方法组合和关键指标相结合的技术思路来尝试解决这个问题.研究首先对城市用地扩展规模的影响因子进行了分析,讨论了城市人口数量和GDP分别与建成区面积相关性,确定了城市人口数量对建成区面积影响更大;在此基础上,采用逻辑斯蒂模型,依据我国1950-2010年经济数据,对城市化水平进行预测;用自回归分布滞后模型,依据1951-2010年全国人口数据对未来人口规模进行预测,并分为三个方案对结果进行了讨论;最后按照城市用地分类与规划建设用地标准,以节约集约用地为原则,将人均城市用地规模取值控制在65.0-115.0 m2,计算城市用地扩展极限规模.结果表明,到2045年,中国的城市化预测水平为79.99％,在中国人口增长控制较好的情况下,人口规模将达到14.97亿人,城市用地扩展规模为77 857.38-137 747.70 km1;若中国人口达到有关研究的预测峰值16亿人,中国城市化水平稳定在80％,城市用地扩展极限规模将会是83 200.00-147 200.00 km2.综合以上分析,未来我国的城市建设用地总量应在7.8万km2到14.7万km2之间.     

煤炭产业国际竞争力的遗传—投影寻踪评价

根据煤炭产业发展的实际状况,提出了煤炭产业竞争力评价的指标体系。采用探索性数据分析—投影寻踪法,结合遗传算法,建立了遗传—投影寻踪综合评价模型。以全球11个主要产煤国为对象进行了实证研究,验证了该方法的科学性和实践的可行性,提出提升我国煤炭产业竞争力的对策建议。