两种土壤粒径分形模型的对比研究

本文从两种土壤粒径分布分形模型的推导入手,分析得出的土颗粒质量-粒径分布分形模型(模型二)仅是在土颗粒密度相同的假定条件下对土颗粒数量-粒径分布分形模型(模型一)的近似替代,并以某滑坡滑带土为例,分别运用这两种模型对该滑带土样进行粒度分形特征的试验研究,结果表明:由模型二计算的粒径分布分维数和相关系数均比模型一的小,其误差产生的原因是土颗粒密度由于矿物成分的不同而存在差异;但是模型二的计算结果可以较好地反映试样的分形特征,其原因是各粒组的各种矿物的相对含量相差不大,土颗粒的平均密度近似相等,假定条件适应性较好。     

旱涝灾害的分形研究方法及其应用与前瞻

本在概述分形理论基本概念的基础上，首先探讨了分形理论对深化灾害学相关研究的方法论意义；其次，对旱涝灾害的几种分形研究方法进行了必要的概括，在此基础上，结合旱涝灾害中已有的分形应用研究，对其中存在的问题以及未来发展方向等进行了评述、讨论与展望。     

基于分形维数权重的南水北调东线源头水质评价研究

水质评价问题的实质是对水质现状和各评价因素间的函数关系的逼近,是一种复杂的非线性问题.针对水质评价指标之间的非线性关系,提出了基于分形维数权重的水质评价方法.为有效地评估南水北调东线源头的水质现状,首先选取影响水质评价的7个主要因素,根据标准等级水体分类标准,采用在等级标准中随机内插的方法,得到50个标准等级样本,并根据样本综合评估值与经验等级之间的关系建立分形插值评价模型;最后,以长江江都市芒稻河断面2001—2008年的年平均水质监测数据为例对模型进行验证.结果表明,该方法可以通过分段函数得到每个样本的具体得分值,因而具有较高的分类精度,为水质评价提供了一种较好的新方法.     

旱涝灾害的分形研究方法及其应用与前瞻

本文在概述分形理论基本概念的基础上,首先探讨了分形理论对深化灾害学相关研究的方法论意义;其次,对旱涝灾害的几种分形研究方法进行了必要的概括,在此基础上,结合旱涝灾害中已有的分形应用研究,对其中存在的问题以及未来发展方向等进行了评述、讨论与展望。     

基于因子分析法的空气质量综合评价研究

选取2018年南通市崇川区6项常规大气污染物进行分析,研究污染物的时间分布特征、内在联系,对空气质量进行综合评价.基于因子分析法结果显示,PM10、PM2.5、SO2、NO2、CO呈显著正相关,O3仅与CO在0.05水平上呈显著相关.提取特征值分别为4.149和1.041两个公因子,累积方差贡献率包含86.505％的信...     

基于分形理论和形状特征的大气颗粒物研究

本研究对青岛市黄岛区的大气颗粒物进行了采集,通过CCD图像采集系统在显微镜下获得8种典型大气颗粒物的显微图像,运用差分盒维数法计算其分形维数以及图像处理技术计算其球形度等形状参数.进而研究了颗粒物分形维数与粗糙度的关系、分形维数的尺度不变性、以及分形维数和形状参数的相关性分析.研究发现不同颗粒图像的分形维数是不同的,可以运用分形维数结合长径比、庞大率等形状参数对大气颗粒物进行模式识别,为解析大气颗粒物的来源提供新的特征参数.     

基于CMAQ空气质量模型研究机动车对济南市空气质量的影响

为研究济南市机动车排气对城市区域空气质量的影响,利用环境空气质量监测站点（简称"1号站点"）和路边机动车尾气监测站点（简称"2号站点"）的在线数据,以及基于4种模拟情景的CMAQ空气质量模型预测数据,研究了济南市城市区域大气污染物质量浓度变化规律及不同机动车车型对6种常规大气污染物的贡献.结果表明:①在采暖季,1号站点ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（NO₂）、ρ（CO）、ρ（O₃）和ρ（SO₂）月均值分别为435 μg/m3、702 μg/m3、84.2 μg/m3、6.8 mg/m3、4.5 μg/m3和92 μg/m3.②2015年12月24日（灰霾天）,1号站点ρ（CO）、ρ（PM_2.5）和ρ（PM₁₀）均明显升高,ρ（SO₂）、ρ（O₃）和ρ（NO₂）均变化不明显.2个监测站点中ρ（NO₂）和ρ（PM₁₀）均呈双峰趋势,2个峰值出现的时间与上、下班高峰期基本一致.除ρ（O₃）和ρ（SO₂）达GB 3095-2012《环境空气质量标准》二级标准外,其他污染物均超过GB 3095-2012二级标准限值,采暖季大气污染特征为颗粒物型污染.③机动车对研究区域NO₂和PM₁₀贡献率较大,其中,小型车对CO、NO₂、PM₁₀和PM_2.5贡献率最大,其贡献率分别为85.7%、50.1%、53.4%和52.8%.机动车排放源能降低空气中ρ（O₃）,其总贡献率为-25.5%,其中大型车、中型车、小型车对O₃的贡献率分别为-8.8%、-2.7%和-8.9%.灰霾天下不同机动车车型对空气中污染物质量浓度的总贡献率均比采暖季大.研究显示,济南市采暖季大气污染特征为颗粒物型污染,机动车排放源对空气中NO₂和PM_2.5有较大贡献.      

基于分形理论的矿区生态系统稳定性评价

引入非线性理论对矿区生态系统的稳定性进行研究.通过相空间重构的方法确定各混沌吸引子的关联维数,对矿区生态系统的稳定性进行评价.研究表明:焦作矿区矿产资源保有指数、矿产资源回收指数和矿产资源综合利用指数3个指标的分维值都较小,说明自然资源支持度的脆弱性是造成矿区生态系统不稳定性的主要原因.     

断裂构造的分形研究及其地质应用

文章详细总结了断裂构造分形研究的理论基础及其在地质研究中的应用。断裂构造的分维值可以定量描述断裂分布的复杂性和构造演化的成熟度 ,它是断层数量、规模、发育程度、组合方式及动力学的综合体现。断裂的分形结构特征与流体流动、油气运移成藏和矿床的形成有着十分密切的关系 ,断裂的分维值越高 ,断裂连通性越好 ,越有利于流体流动汇聚和矿床的形成。此外 ,还可以从活动断裂的分形分析来研究断层的活动性及其与区域地壳稳定性 ,进行地震预测。文中总结了目前断裂分形研究中存在的一些问题和改进方法以及今后研究的主要方向     

甘孜—玉树断裂东南段分形特征及活动性研究

基于分形理论,使用网格法估算了甘孜—玉树断裂东南段断裂系统不同走向、不同区域断层的分维值,借助等值线图对断裂的分形特征做出分析,结合相关资料探究研究区断裂的活动性。研究结果表明:研究区断裂系统在1~10km的标度区间内具有良好的自相似性,整体断裂分维值为1.5443,NW向断层分维值远大于NE向断层,以甘孜—玉树断裂为主的NW向断裂在研究区内具有较强的控制作用;甘孜—玉树断裂SW盘分维值大于NE盘,表现出更强的活动性和更复杂的断裂分布;研究区分维值的大小能有效反映断裂的活动性及其空间分布情况,研究区内甘孜—玉树断裂尚处于发育的活跃阶段,各段均存在较大的发震可能性     

城市大气环境质量比较评价分级方法

以城市大气环境实测数据为背景,经过Box－Cox变换,选取标准正态分布的代表点,得到大气环境质量分级标准值及对应概率。数据正规化后,从多种因素和总量统计进行大气环境质量综合比较分级,按综合分级值M_ij从（0.0～1.0）均分原则,分为清洁级、尚清洁级、轻度污染级、中度污染级、重度污染级和极度污染级。     

基于模糊隶属度模型的辽河干流水质评价

科学评价河流水质的时空变化,对河流水污染防治具有重要意义。基于2012—2018年辽河干流3个主要国控断面的水质监测数据,建立了水质综合评价指标体系和分级标准阈值体系,采用模糊隶属度模型构建了水质综合评价方法,综合测度了辽河干流铁岭、沈阳、盘锦段水质的时空变化。结果表明:2012—2018年,辽河干流各监测断面水质综合评价指数多为0.5~0.7,在中等和良好的临界水平波动,但上游水质总体略优于下游水质,而且水质季节变化特征明显。建议尽快构建辽河流域基于水环境容量的取用水动态调控机制,制定污水排放控制与水质监测实时挂钩方案,进一步加大水污染治理投资力度,不断完善流域水污染联防联控机制,以实现辽河流域水资源与水环境联动调控和精细化管理。     

A genetic algorithm based stochastic programming model for air quality management

This paper presents a model that can aid planners in defining the total allowable pollutant discharge in the planning region,accounting for the dynamic and stochastic character of meteorological conditions.This is accomplished by integrating Monte Carlo simulation and using genetic algorithm to solve the model.The model is demonstrated by using a realistic air urban-scale SO2 control problem in the Yuxi City of China.To evaluate effectiveness of the model,results of the approach are shown to compare with those of the linear deterministic procedures. This paper also provides a valuable insight into how air quality targets should be made when the air pollutant will not threat the residents‘ health.Finally,a discussion of the areas for further research are briefly delineated.     

颗粒物微界面吸附模型的分形修正--朗格缪尔(Langmuir)、弗伦德利希(Freundlich)和表面络合模型

运用分形理论修正了颗粒物微界面吸附模型,建立了朗格缪尔(Langmuir)、弗伦德利希(Freundlich)和表面络合模型的分形吸附等温线方程式．其中,朗格缪尔(Langmuir)吸附等温线的分形表达式为：Γ=ΓmCc^1/m／(b^m Cc^1/m),指数m与颗粒物表面分维Ds的关系如下：m∝ac^D/2-1∝ro^Do-2;表面络合模型的分形表达式为：Γ=ΓmCs^(n/x)/(b^(n/x) Cs^(n/x)),而且lgb=lg(ks／kb) pH,指数x／n与颗粒物表面分维Ds的关系如下：x／n∝0^D/2-1∝r0^D-2;相应的弗伦德利希(Freundlich)吸附等温线的分形形式分别为：Γ=(Γm／bm)Cs^1/n,Γ=(Γm／b^(x/n))Cr^(n/x),通过对献中的数据的模拟初步讨论了分形模型的适用性,结果表明,它们具有更接近于实际的描述微界面吸附过程的能力,通过lg(x／n)=lgk’ (Dn-2)lgro计算出土壤颗粒和尾矿砂颗粒的表面分形维数分别为2．42和2．72。     

基于生物配位体模型的汾河铜水质基准研究

铜是山西汾河流域主要污染物之一,为准确评估流域铜暴露的生态风险,调查了汾河流域本土水生生物的毒性数据,运用生物配位体模型方法获得汾河铜的保护水生生物短期和长期水质基准值,分别为98.62和29.71 μg/L。依据铜的水质基准进行风险评价,结果显示,汾河水体中铜对水生生物属于无风险水平。

     

基于轨迹计算的污染物归趋概率模型

为建立一种能够描述源区排放的污染物对受体区域影响的空间分布格局和研究源汇定量关系的手段,在轨迹计算的基础上,利用概率方法和多介质模型方法,建立了一种基于正向轨迹计算的污染物归趋概率模型(潜在汇影响函数),并在模型中嵌入了诸如降解、干沉降和湿沉降等主要去除过程.作为实例,运用这一模型研究了广东省排放的芘在大气中的空间分布及长距离输送.结果表明,该模型能够实现既定目标,在获得源区排放资料的基础上,还可以获得由此形成的浓度空间分布格局以及相关的输送通量.     

基于GA-BP模型的景观小水体富营养化评价方法

为了研究适用于景观小水体富营养化评价的方法,以上海市10个公园景观水体为实验对象,在初步了解了景观小水体水质和营养状况的基础上运用主成份分析法对各项水质指标进行评价因子筛选,并对筛选出来的因子建立富营养化评价等级.运用MATLAB软件的GA-BP算法建立评价模型对10个公园4个季度共40组数据进行评价,结果显示与营养度指数法结果总体一致.选用的Chla, TP, TN, CODMn, SD五个评价因子的数据都比较易得,模型可推广性强.     

Water quality assessment in Qu River based on fuzzy water pollution index method

A fuzzy improved water pollution index was proposed based on fuzzy inference system and water pollution index. This method can not only give a comprehensive water quality rank, but also describe the water quality situation with a quantitative value, which is convenient for the water quality comparison between the same ranks. This proposed method is used to assess water quality of Qu River in Sichuan, China. Data used in the assessment were collected from four monitoring stations from 2006 to 2010. The assessment results show that Qu River water quality presents a downward trend and the overall water quality in 2010 is the worst. The spatial variation indicates that water quality of Nanbashequ section is the pessimal. For the sake of comparison, fuzzy comprehensive evaluation and grey relational method were also employed to assess water quality of Qu River. The comparisons of these three approaches'' assessment results show that the proposed method is reliable.     

地气解耦的Himawari-8卫星PM2.5浓度估算深度神经网络方法

现阶段大气PM_2.5遥感反演方法大多数都基于卫星气溶胶光学厚度（aerosol optical depth,AOD）产品,这些产品通常是从表观反射率（top-of-atmosphere reflectance,TOA）中反演而来.直接建立TOA产品和地面站点监测的PM_2.5浓度间的反演模型能够有效降低由AOD反演所带来的误差传递,但是现阶段反演PM_2.5所用到的TOA同时耦合了地表反射率和大气贡献值,想要进一步提升反演精度则需要设法将二者分离.基于此,本文利用Himawari-8（H8）卫星数据,由6S模型进行大气校正,继而统计得到H8前6个波段之间的地表反射率关系式,再运用卫星第六波段表观反射率与地表反射率接近的特性,估算得到前5个波段的地表反射率,并扣除地表反射率得到大气贡献值,以此来达到地气解耦的目的.随后,本文基于深度神经网络构建了PM_2.5、大气贡献值、卫星亮温数据、观测角等之间的关系.以安徽省为例,反演结果表明,与不考虑地气解耦的TOA-PM_2.5方法相比,本文提出的ATM-PM_2.5方法精度更高,在未参与训练的验证站点上,ATM-PM_2.5的R²和RMSE值为0.87和13.77 μg·m^-3,相对于未经过地气解耦的TOA-PM_2.5,R²提高了20%,RMSE值降低了5.24 μg·m^-3.另外,利用H8卫星时间分辨率较高的特点,本文对安徽省域范围内进行了逐小时的PM_2.5监测,显示本文方法有潜力为PM_2.5实时监测提供数据支撑.