利用Google SketchUp快速构建滑坡三维模型

Google SketchUp是直接面向设计创作过程的三维建模软件,功能强大,简单易用,并且可以与Google Earth结合应用。三维建模一直是滑坡灾害研究中的热点,本文首先介绍了利用SketchUp进行滑坡三维模型的构建思路;然后重点阐述了构建流程,包括滑坡表面地形的获取、滑动曲面的构建、滑坡三维体的生成以及三维模型的渲染;最后通过一个具体实例展示了用SketchUp构建的具真实感的滑坡三维模型、三维剖面以及将模型放置到Google Earth中等应用。结论表明使用SketchUp是进行滑坡三维建模的一种理想方法。     

安徽运漕地区隐伏地质体三维模型构建及应用

以安徽运漕地区为例,从地层与岩体特征入手,结合地质—地球物理信息,开展浅覆盖区隐伏地质体三维建模研究。介绍了划分建模单元及建立地质—地球物理模型和构建最终地质体模型的过程,针对区内侵入岩、浅成侵入岩发育情况,提出采用地层与岩体并行建模的思路,通过"先分后合"的方式构建地质体三维模型。最终的成果模型反映了研究区隐伏地质体的主要物性层(建模单元)、主要断裂与褶皱构造、岩浆隆起构造的空间展布特征,模型将区域重磁、断层展布、已知矿点与闪长岩类及三叠世周冲村组叠加显示,以三维可视化的方式标识了成矿有利地段的空间位置。     

人工神经网络模型在水质预警中的应用研究进展

水质预警模型是大数据时代构建环境智能决策与管理体系的关键技术.近年来,水质自动化监测能力的提升以及测管协同对环境模型的强烈需求,激发了研究人员探索新的建模方法并努力提高模型预测性能.其中,人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)模型发展迅速.本文综述了3大类ANN模型的发展历史和模型结构特点,梳理了ANN模型在水质数据软测量、数据异常检测和时间序列预测等方面的研究进展,归纳了一般建模流程、技术建议和常用的模型性能指标,发现ANN模型的应用依赖于监测数据质量,存在模型可解释性差、模型运行硬件资源要求较高等不足,提出未来水质预警模型的研发思路和重点,需要加快推进水环境监测技术与预警模型的协同发展和业务化应用,通过多种应用场景检验实现技术迭代,形成大数据驱动的水质在线监测-智能预警-应急管理支撑体系,助力我国环境治理能力现代化.     

深部矿产地质调查中多元数据三维地质建模技术研究——以铜陵矿集区为例

深部矿产地质调查以解析深部地质结构、寻找深部隐伏矿、半隐伏矿和难识别矿为主要目标。根据深部矿产地质调查工作的特点,提出一套基于数据库、3S、三维建模、三维可视化等技术,并适用于矿集区的三维地质建模技术方法。该技术方法以较全面的地质调查资料为基础,以成矿系统理论为指导,利用多元数据平行剖面建模法,以研究区"含矿地质体"及其空间展布特征为目标,分级构建"矿集区—矿田—矿床"模型并耦合,实现矿集区2 000m以浅三维成矿系统结构"透明化"展示。多元数据三维地质模型可为验证成矿模式、提取示矿信息、构建找矿模型及三维找矿预测等提供信息支撑,该建模技术已在铜陵矿集区实践验证并取得良好效果,可为其他地区开展类似工作提供借鉴。     

单轴虚拟振动试验技术研究

目的 探索结合有限元和闭环随机振动控制方法搭建的随机振动虚拟试验系统是否可信,以及其限制条件,并明确下一步的工作方向。方法 搭建虚拟振动,并获得虚拟试验结果,并和实物试验结果进行比对。分别搭建随机振动控制仪模型和振动系统有限元模型,再组合成整个闭环随机振动虚拟试验系统。对振动台、夹具、产品进行有限元建模后,再根据模态试验结果对其修正。振动台、夹具、产品的有限元模型修改到位后,组合成振动系统有限元模型,振动系统有限元模型联合控制仪模型,构建闭环随机振动虚拟试验系统,并将虚拟试验结果和实物试验结果进行比对。结果 在400 Hz之前的低频段,虚拟试验结果和实物试验结果的一致性较好。结论 这种方法搭建的虚拟振动系统,在400 Hz前的低频段,可信度较好。     

基于VRML的远程多媒体教学课件的研究与实现

针对目前远程教学中虚拟课件这一技术难点,结合当前网络技术的实际应用情况,提出了基于VRML技术实现远程教学课件的具体方案,介绍了VRML技术的工作模式、造型机制,以齿轮运动为例,着重讨论了三维建模和动态交互设计实现,指出了网上发布方法.     

三维可视化建模方法在污染场地中的应用

以某搬迁的电池厂原址场地为研究对象,利用场地地层勘探数据和土壤样品检测结果建立场地三维污染预测模型,对模型参数进行优化选择,在三维污染模型构建过程中采用交叉验证分析方法选择最优插值方法及参数,并对场地土壤中重金属铅的污染分布进行三维可视化预测分析。结果表明：三维地层模型构建过程中,样点最小间距设置为40 m×40 m,邻近点插值法最适合描述场地的地形地貌特征;克里格插值法更为适合进行场地污染特征插值分析。建立了三维可视化建模方法分析场地污染特征与场地地层及生产布局之间的相关性。     

顶空被动加标系统的多介质动力学模型

使用多介质模型建模方法,构建了针对疏水性液体物质的顶空被动加标系统的动力学模型,以浮萍生长抑制试验系统和鱼类胚胎毒性试验系统为例,得出了3种不同性质的疏水性液体物质正壬烷、十甲基环五硅氧烷（D5）和邻苯二甲酸（2-乙基己基）酯（DEHP）在顶空被动加标系统中的浓度变化,并使用实测浓度对模型进行验证.结果表明,正壬烷和D5在两类系统中平衡24h后,水中浓度便已达到完全平衡时浓度的80%以上,而DEHP的平衡时间很长,不适合使用顶空被动加标系统开展试验,原因是DEHP的挥发性极低.实测浓度和模型预测结果偏差较小.敏感性分析表明,试验系统参数中容器直径对待测物质在水中浓度影响较大,因此可通过调整容器直径来缩短平衡时间,或提高平衡后化学物质在水中的浓度.使用所构建的模型可确定试验系统平衡时间、水中待测物质浓度和待测物质添加体积是否满足试验需求,并可通过敏感性分析来优化试验系统参数,提升试验效率和质量.以上结果完善了顶空被动加标系统应用的理论基础.     

长隧道围岩施工变形特征分析的模型应用

隧道围岩监控量测是隧道安全施工的重要保证,通过对隧道现场实测数据进行建模来分析围岩施工的变形特征,可以判断隧道围岩的稳定性,从而指导隧道的下一步施工。利用灰色系统理论GM(1,1)模型和BP神经网络模型对某隧道现场监控量测数据进行数据拟合与建模分析,并通过计算拟合残差选取更适合的预测模型来处理分析数据。由模型预测结果可知,BP神经网络模型所得到的拟合值更加贴合实际发展趋势,拟合精度更高,具有一定的适应性。     

基于COHERENS模型的污染物质输运数值模拟

以COHERENS模型为基础,建立了长江下游感潮河段三维水流及污染物质输运数学模型,该模型通过σ坐标变换,使整个水域垂直方向可采用相同的分层。基于模态分裂法,将三维流动分成表面重力波(外模式)和内重力波(内模式);模型求解技术上采用算子分裂法,使用了superbee限制器TVD格式,减小非物理的数值虚拟震荡。选取长江常熟段为例,模型较好的模拟了感潮河段三维流场及污染带分布特征。该成果对感潮地区污染物输运规律及水污染控制具有指导意义。     

松花江流域沉积物ATP微生物量的分布特征

分析松花江流域沉积物中三磷酸腺苷(ATP)微生物量的分布,结果表明,ATP分布具有显著的空间特征,在河流发源地及部分城市地区河流段沉积物中具有高的ATP含量,统计分析(主成分分析,多元回归树分析和响应模型分析)表明:ATP是沉积物的主要成分性质之一,在本研究所涉及11个因子中,影响ATP分布变异的第一因子是空间位置(纬度,39.79%),然后是环境因子(总氮,18.49%;硝氮,16.24%),其中ATP随纬度呈二次曲线变化(P<0.001),与总氮呈显著正相关(P=0.027),和硝氮呈显著负相关(P<0.01).同时ATP也随有机质、总磷和海拔的增加而呈增加趋势(P<0.05).沉积物ATP与多种营养元素及其不同形态具有显著相关性,表明通过ATP活性微生物量可以反映水体环境的营养水平.     

黔川典型白酒多元素组成及其原产地判定研究

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)分析测试黔川三个不同原产地的19个典型白酒样中的48个元素含量组成。对多元素含量进行多维尺度分析(MDS)、方差分析(ANOVA)、主成分分析(PCA)和判别分析(DA)等多变量统计分析,探讨多元素组成对不同原产地白酒溯源的可行性,筛选出白酒原产地判定的有效指标。结果显示,不同原产地白酒样中多元素含量有其各自的分布特征,其中Ca、Na、Fe、Mn、Be、Sc、V、Cu、Ga、Ge、Y、Cs、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Tm、Yb和Lu等23个元素存在显著差异。多维尺度分析和主成分分析将白酒样分成不同类别,其类别与原产地基本一致。通过逐步判别分析,筛选出6个元素指标可判别白酒样的产地来源,依次为Mn、Ga、Sc、V、Na和Cs,整体正确判别率为94.7%。利用多元素指纹技术对白酒原产地判定是可行的。     

流域环境保护与均衡发展的矛盾及其对策探析

为寻找可兼顾发展与环保、效率与公平、能调动上下游双向积极性的制度安排或系统解决方案,尝试提出了“水系工业排放配额制”的方法,即将水系所能承载的最大工业排放量作为配额,公平分配到流域单元,并允许其交易;企业可在投资治污抑或购买排放配额之间进行自由选择,环境脆弱的流域单元也可向外转让其“闲置”的排放配额,这样其因承担源头保护义务而被迫放弃的部分工业发展权就从配额交易中得到了补偿,并可将此补偿用于发展生态适宜产业,鉴于流域环境保护与均衡发展矛盾的复杂性及工业排放控制的难度,方案的实施宜循序渐进．     

大型环境地理信息系统的改进设计与实现研究

构建大型环境地理信息系统在提高环境保护的智能性方面具有重要意义,提出基于嵌入式ARM的大型环境地理信息系统设计方法.系统分为环境地理信息采集层、信息管理控制层和信息输出层,采用多线程的套接字技术进行环境信息过滤,采用TCP/IP以太网技术构建大型环境地理信息管理的信息资源共享模块,在云计算环境中进行地理信息的在线查询和资源调度.以嵌入式ARM9TDMI为内核微处理器,实现大型环境地理信息系统的软件开发,用ARM片上控制器来完成地理信息系统的读写和数据访问操作.系统测试结果表明,设计的大型环境地理信息系统对环境地理信息存储和调度的吞吐性能较好,数据输出的误码较低,信息系统具有很好的人工智能性.     

污泥掺烧过程中Cl/S/P/矿物质的热交互作用对Cd迁移转化行为的影响

采用化学热力学平衡分析方法,应用污泥实测数据模拟计算了污泥掺烧过程中Cl/S/P与矿物质的交互作用,重点模拟研究了Cl/S/P/矿物质交互体系对Cd迁移转化的影响.研究结果表明,污泥掺烧过程含Cl、S及P逸出气体以HCl(g)、SO_2(g)及(P_2O_5)_2(g)形式排放.污泥掺烧含有CaO-SiO_2-Al_2O_3体系中,CaO可以抑制S以SO_2(g)释放,而SiO_2及Al_2O_3对SO_2(g)逸出有促进作用,同时CaO及Al_2O_3可以抑制P的挥发.污泥掺烧过程中SiO_2及Al_2O_3对Cd挥发都有一定抑制作用,但CaO及Fe_2O_3对Cd基本无影响;当Cl存在时,Ti O2和SiO_2对Cd吸附作用减弱,并使Al_2O_3吸附剂失效;当S存在时,可导致吸附剂对Cd中毒,而P可导致Al_2O_3吸附剂失效;Cl-S-P耦合体系中,单一矿物质对Cd迁移转化影响主要受Cl和S控制.SiO_2+CaO+Al_2O_3共存体系中,Cl的存在可导致固体吸附剂SiO_2和Al_2O_3失效;S、S+Cl、S+P、S+Cl+P的存在受控元素为S,并且可以抑制Cd的挥发;P、Cl+P的存在对Cd影响受控元素为Cl,可促进Cd挥发.     

城市级环境信息系统总体方案的研究与开发

在分析我国城市级环境信息现状和需求的基础上,提出了我国城市级环境信息系统的总体方案，系统依靠现有的环境数据和管理软件建立城市环境信息基础数据库，依照数据仓库的组织方式对环境数据重新进行整合，并在此基础上开发出数据查询分析应用和地理信息系统，同时结合城市环保局的办公自动化系统，建立了一个统一的环境信息发布平台，提高了环境信息的共享水平。     

氢自养还原菌同步去除水中Cr(Ⅵ)和NO3-

本实验研究了序批式条件下Cr（Ⅵ）和NO₃^-浓度、pH值和H₂含量对于氢自养还原菌同步去除水中Cr（Ⅵ）和NO₃^-的性能及微生物群落的影响.结果表明：系统中存在氢气时,正常活性的氢自养还原菌可实现Cr（Ⅵ）的还原;Cr（Ⅵ）初始浓度不高于2000 μg/L时,Cr（Ⅵ）和NO₃^-的还原速率及氢自养还原菌的活性不会受到Cr（Ⅵ）初始浓度的影响;作为一种优先电子受体,NO₃^-会与Cr（Ⅵ）争夺电子,降低Cr（Ⅵ）的还原速率;氢自养还原菌同步还原Cr（Ⅵ）和NO₃^-的最佳pH值为7.0左右,酸性或碱性环境都会抑制Cr（Ⅵ）还原,且NO₂^-会随着pH值的升高逐渐积累;作为电子供体,H₂是还原Cr（Ⅵ）和NO₃^-的必要条件,但H₂足量后,过量提供H₂不能提高Cr（Ⅵ）和NO₃^-的还原速率.     

废水生物强化中基因工程菌的流失和环境生存状况研究

在废水生物强化处理中,基因工程菌从生物反应器向环境的流失会造成潜在生态风险.在传统活性污泥法反应器(CAS)和膜一生物反应器(MBR)中,考察了1株降解阿特拉津基因工程菌的流失和流失后在模拟自然环境中的生存状况.结果表明,基因工程菌在接种初期从反应器中流失的密度最大.在接种密度为1010CFU/mL时,CAS的最大流失密度接近接种密度,MBR的最大流失密度仅有102CFU/mL.在模拟自然环境中,流失密度是决定基因工程菌生存状况的主要因素.在CAS出水1010CFU/mL流失密度下,高种群密度基因工程菌在水体和土壤中生存时间较长(30 d以上),潜在生态风险较高;在MBR出水102CFU/mL流失密度下.基因工程菌在水体和土壤中很快衰亡,潜在生态风险较小.环境条件对基因工程菌生存状况具有影响,提高土壤的含水率、有机质含量以及环境选择压力的存在有利于基因工程菌生存.     

A model supported by GIS for locating and quantifying PM2.5 emission originated from residential wood burning

A research method was presented for spatially quantifying and allocating the potential activity of a fine particle matter emission （ PM2.5 ）, which originated from residential wood burning （RWB） in this study. Demographic, hypsographic, climatic and topographic data were compiled and processed within a geographic information system（GIS）, and as independent variables put into a linear regression model for describing spatial distribution of the potential activity of residential wood burning as primary heating source. In order to improve the estimation, the classifications of urban, suburban and rural were redefined to meet the specifications of this application. Also, several definitions of forest accessibility were tested for estimation. The results suggested that the potential activity of RWB was mostly determined by elevation of a location, forest accessibility, urban/non-urban position, climatic conditions and several demographic variables. The linear regression model could explain approximately 86% of the variation of surveyed potential activity of RWB. The analysis results were validated by employing survey data collected mainly from a WebGIS based phone interview over the study area in central California. Based on lots free public GIS data, the model provided an easy and ideal tool for geographic researchers, environmental planners and administrators to understand where and how much PM2.5 emission from RWB was contributed to air quality. With this knowledge they could identify regions of concern, and better plan mitigation strategies to improve air quality. Furthermore, it allows for future adjustment on some parameters as the spatial analysis method is implemented in the different regions or various eco-social models.     

Preparation of cross-linked magnetic chitosan with quaternary ammonium and its application for Cr(VI) and P(V) removal

Pollutants that exist in anionic species are issues of concern in water treatment. Compared to cationic pollutants, the removal of anionic pollutants by adsorption is more difficult because most adsorbents carry predominantly negative charges in neutral and alkaline environments. In this study, a cross-linked chitosan derivative with quaternary ammonium and magnetic properties（QM-chitosan） was prepared and employed to remove chromium（VI） and phosphorus（V）（Cr（VI） and P（V）） from aqueous environments. The QM-chitosan was characterized by Fourier transform infrared spectrometry（FT-IR）,thermogravimetric analysis（TGA）, energy dispersive X-ray（SEM-EDX） and zeta potential.Batch experiments show that QM-chitosan can effectively remove Cr（VI） and P（V）, and the main mechanism was believed to be electrostatic interaction. A pseudosecond-order model was fitted to describe the kinetic processes of Cr（VI） and P（V） removal. The adsorption isotherms of both Cr（VI） and P（V） on the QM-chitosan were well fitted by the Langmuir isotherm equation. The saturated adsorption capacity of P（V）（2.783 mmol/g） was found to be higher than that of Cr（VI）（2.323 mmol/g）, resulting from the size of the H2PO-4ions being smaller than that of the HCr O-4ions. However, the theoretical calculation and experimental results showed that QM-chitosan had a stronger affinity for Cr（VI） than P（V）. The adsorption–desorption of the QM-chitosan was evaluated, and high regeneration rates were demonstrated.