水环境保护与经济发展决策模型的研究

采用模块化设计思想 ,构建了水环境保护与经济发展的决策模型 ,主要模型有水资源需求模型、水环境容量模型、宏观经济模型、水污染控制模型、经济结构优化模型等。通过对多级模型的求解 ,获得既符合经济发展目标 ,又满足环境保护要求的合理的经济结构和合适的发展速度。从而为水资源保护与经济发展的研究提供可借鉴的思路和方法。     

若尔盖亚高山草甸地上生物量与植被指数关系研究

为探讨亚高山草甸地上生物量和植被指数的关系,更好服务于草地生态建设,论文利用2008年7月覆盖若尔盖地区的TM影像,分别建立了7种植被指数（NDVI、RVI、DVI、SAVI、MSAVI、PVI、GVI）与地上生物量的线性和4种非线性（二次多项式、三次多项式、对数、幂函数）回归模型。研究结果表明植被指数（NDVI、DVI、SAVI、MSAVI、PVI、GVI）与地上生物量模型表现出三次多项式回归模型最优,再次是二次多项式模型、线性模型,相对较差的是指数模型;而基于RVI的地上生物量模型表现为指数模型最优,其次为三次多项式模型、二次多项式模型、线性模型。分析表明,基于RVI的地上生物量幂函数模型的模拟效果最好,复相关系数R²=0.817 7,精度检验结果表明该模型的平均误差为6.80%,拟合精度达93.20%,根据此模型模拟出若尔盖县草地地上生物量分布图,表明该县草地生物量东南部较高而西北部较低。     

不确定性方法耦合水质模型研究综述

水质模型是模拟和预测水体中污染物迁移和转化的重要工具.水质模型作为水环境保护的有效工具,已经广泛应用于环境污染控制和水质规划管理中.详细清晰地阐述了水质模型的研究进展、几种常用的确定性水质模型的特点及适用范围、在模型构建的过程中产生的不确定性的研究方法、模型结构的不确定性研究方法以及不确定性方法与水质模型耦合的研究现状,并说明了水质模型未来的研究方向和发展趋势包括:加强对模型的不确定进行数学描述与评价,在模型构建过程中,各种不确定性方法应相互渗透;将不确定性研究方法与传统的水质模型进行耦合,构建各种不确定性水质模型的多样化、复杂化、耦合化;将水质模型与“3S”技术结合,使应用水质模型实时、动态的反应水质变化成为可能.     

SWAT模型在我国流域水环境模拟应用中的评估验证过程评价

模型评估验证是模型开发和应用过程中的重要环节,是管控模型应用于管理决策风险的重要手段.近年来,以SWAT模型为代表的流域水环境模型在我国流域水环境管理中得到广泛应用,但模型评估验证过程尚缺乏规范性指导.结合SWAT模型建模过程和模型评估验证的基本步骤,梳理总结SWAT模型评估验证过程的评价方法,针对确定研究或决策目标、获取输入数据、构建模型、模型率定验证、展示模型结果等5个阶段分别设计评价指标.筛选中国知网收录的2015—2017年发表的以SWAT模型为主题的428篇学术论文作为研究对象,评价现有研究的模型评估验证过程,分析我国SWAT模型评估验证的现状以及存在的问题和不足.评价结果表明,我国现有的SWAT模型应用研究总体比较重视模型评估验证过程,能够清晰定义研究区域、建模目标和期望产出,说明输入数据来源和质量以及模型概化、参数灵敏度分析、参数识别、不确定性分析的方法和结果,模型模拟效果较好.但是,针对SWAT模型评估验证方法的研究较少,在模型参数识别方面还存在参数选取未考虑研究区域特征、参数识别结果不合理等问题.建议在SWAT模型应用研究中关注参数灵敏度分析和参数识别,结合研究区域特征建立本地化应用数据库,加强模型评估验证方法研究.当模型应用于流域水环境管理决策时,应完整地开展模型评估验证,并分析模型不确定性对决策的影响.      

连续流双污泥工艺中反硝化除磷动力学研究

通过长期连续运行,文章研究了A2N/BAF中试工艺对低碳氮生活污水的处理效果,结果表明:出水COD、NH4+-N、TP浓度分别为38、8.81、0.41 mg/L,去除率分别为80%、75%、86%。基于工艺运行与莫诺特方程中关于底物去除的动力学模型,建立了工艺中反硝化除磷的动力学模型,包括COD去除动力学模型、厌氧释磷动力学模型,缺氧吸磷动力学模型、好氧吸磷动力学模型以及NO3--N去除动力学模型。并结合不同单元的除磷模型,建立了整个工艺的除磷模型。     

基于GSK-AdaBoost-LightGBM的交通事故死亡人数预测研究

交通事故预测研究有助于降低交通事故发生的概率。为提高交通事故预测模型的精度,首先应用网格搜索法获得LightGBM模型的最优超参数,并进行5折交叉验证提升模型的抗拟合能力,建立优化的LightGBM(GSK-LightGBM)模型;然后基于AdaBoost算法训练多个GSK-LightGBM模型,加权组合得到AdaBoost-LightGBM增强集成模型,并采用网格搜索法结合5折交叉验证,实现了AdaBoost-LightGBM模型的参数优化,构建了GSK-AdaBoost-LightGBM模型;最后基于采集到的1953—2018年我国道路交通事故死亡人数相关样本数据训练模型,得到基于GSK-AdaBoost-LightGBM的交通事故死亡人数预测模型,并引入均方误差、平均绝对误差和平均绝对百分误差3项评估指标评估了模型的预测性能,探究了模型的优化效果。结果表明:GSK-AdaBoost-LightGBM模型的3项评估指标值分别为0.014、0.00035和0.077,低于LightGBM模型、GSK-LightGBM模型和AdaBoost-LightGBM模型的评估指标值,说明该模型的预测精度较高,且明显优于LightGBM模型、GSK-LightGBM模型和AdaBoost-LightGBM模型。     

流域系统动力学模型的全耦合问题研究进展

从系统分析的视角出发,对流域系统动力学建模过程、方法进行总结。综述了国内外系统动力学模型(简称SD模型)在社会经济发展与流域水资源承载力、流域水环境承载和流域水生态承载力耦合关系的研究。从简单的零维模型发展到复杂的社会经济综合模型和OO-SD模型(即Objective-Optimization SD模型),国内SD模型耦合关系研究主要集中在叶尔羌河、洱海、滇池等流域,SD模型在监测、数据共享和模型结构、参数选取和不确定性分析等方面还存在不足,有待改进。     

城市生态健康评价方法比较与研究

文章从评价模型、指标的选择、权重的计算、评价等级等方面比较了模型评价模型和复合生态系统健康评价模型,并分别利用两种评价模型对唐山四年的生态健康状况进行了评价,为唐山的可持续发展提供了科学依据。     

HSPF水文水质模型应用研究综述

HSPF(Hydrological Simulation Program-Fortran)模型采用FORTRAN语言编写,以Stanford水文模型为基础,能够综合模拟径流、土壤流失、污染物传输、河道水力等过程,并大量应用于气候变化与土地利用变化的流域水环境效应情景模拟.该模型是半分布式水文水质模型的优秀代表,在国外得到广泛的应用.HSPF模型包括PERLND、IMPLND与RCHRES等3个主要模块,分别实现对透水地段、不透水地段与地表水体的水文水质模拟.总体来看,HSPF模型在国外水文、水质过程模拟,以及涉及气候变化和土地利用影响的情景分析中发挥重要作用,但是国内该模型的应用非常有限.HSPF模型存在的主要问题包括:①模型中某些方案和算法还有改进和完善的空间;②模型对数据输入要求较高,模拟的精度受到空间和属性等数据的限制;③模型只限于均匀混合的河流、水库和一维水体模拟,对于复杂流域或水体的模拟研究,需要与其它模型整合以解决更加综合的问题.目前,针对发展与完善HSPF模型的研究仍在继续,包括模型平台开发、模型功能扩展、模型校正方法研究、参数敏感性研究等方面.随着我国基础数据的积累及共享程度的提高,HSPF模型在我国的应用也将更加广泛.     

有机垃圾序批式厌氧消化水解动力学模型研究

在传统一级模型中引入水解有机颗粒表面积,推导并建立了片状颗粒、圆柱形颗粒和球形颗粒有机物水解修正一级模型.片状颗粒模型与传统一级模型的表达式相同.圆柱形颗粒模型和球形颗粒模型的水解速率与未水解颗粒有机物浓度并非服从一级反应动力学,而是分别与未水解颗粒有机物浓度的3/2和5/3次方成正比,且与颗粒有机物的初始浓度有关.通过试验求得有机垃圾的传统一级模型、圆柱形颗粒模型和球形颗粒模型的水解速率常数分别为0.2493、0.5378和0.6741d-1.模型预测结果与残差分析表明,有机垃圾的形状更接近于圆柱形或球形,修正一级模型比传统一级模型能更好地预测有机垃圾的水解过程.     

富营养化生态模型研究探讨

文章探讨了生态模型的概念、富营养化生态模型的研究状况,并介绍了富营养化湖泊典型生态模型,包括磷与湖泊富营养化相关模型以及生态动力学模型,简要介绍了我国已的湖库生态动力学模型的应用,最后分析了富营养化生态模型的问题和展望.     

构建湿地系统水力学参数的设计模型研究

构建湿地污水处理系统的水力学参数对于其功能的发挥起着非常重要的作用。在探讨构建湿地主要水力学设计参数的基础上,根据描述构建湿地污染物去除的几类机理模型:一级动力学模型、连续完全混合反应器模型、Monod动力学模型、Ergun公式以及对流-弥散模型,分别导出了相应的构建湿地污水处理系统水力学设计参数的计算模型并分析了不同设计模型的特点。     

国内外空气质量模型研究进展

本文系统总结了国内外空气质量模型的发展历程及最新进展,分析不同时期、不同类别空气质量模型的基本特征及适用条件,重点介绍ISC3、AERMOD、ADMS、CALPUFF四个法规化中小尺度空气质量模型及NAQPMS、WRF-CHEM、CAMx、CMAQ四个综合型区域尺度空气质量模型的基本原理及典型特征,探讨空气质量模型在我国实践应用中存在的主要问题。最后分析我国建设法规化空气质量模型的必要性,并提出法规化模型建设的前置条件及核心内容。     

农业面源污染模型研究进展

介绍了USLE、CREAMS、EPIC、ANSWERS、AGNPS、Ann AGNPS、SWRRB、SWAT等常用的农业面源污染模型的研究历程,讨论了模型的基本组成、特点和现有问题。针对农业面源污染模型在数据获取、模拟结果和模型引进本土化等问题,提出了新的研究思路。对发展趋势的分析可以发现:农业面源污染模型将更多地作为大型流域集成管理模型的第一部分进行开发,并且向环境评估和管理等方面发展;新兴技术可促进模型优化,"3S"技术将成为农业面源污染模型研究的热点。     

酸化模型MAGIC的原理及应用

本文综述了MAGIC模型结构、输入输出参数、参数的处理、优缺点及其应用,该模型由24个方程式组成,考虑了阳离子交换、硫酸盐吸附、矿物风化等过程,是一个集总参数的过程定向模型,可以用于某点位或区域的酸化趋势预测和临界负荷计算.该模型在环境酸化研究中已获得广泛应用.其发展趋势是结构的不断完善、与其它模型相结合和将统计方法纳入模型等.     

造纸废水处理过程的高斯过程回归软测量建模

针对造纸废水处理系统的时变性、非线性和复杂性等特点,本文提出一种基于高斯过程回归的软测量模型.基于平方指数协方差、线性协方差和周期性协方差函数组合构建了7种高斯过程回归模型,分别对出水化学需氧量和出水悬浮固形物浓度进行回归预测.此外,还对比了多元线性回归模型、主成分回归模型、偏最小二乘模型、人工神经网络模型和高斯回归模型的预测效果.对比计算结果表明无论是对输出变量的训练拟合还是预测,高斯过程回归模型的拟合效果均优于非高斯过程回归模型.高斯过程回归模型的预测结果表明：对于出水化学需氧量,线性协方差函数与周期性协方差函数的组合模型可以取得最好的预测结果;对于出水悬浮固形物,平方指数协方差函数与线性协方差函数组合模型可以取得最好的预测结果.     

城市非点源污染模型研究进展

回顾了城市非点源污染模型的发展历史,分析了能够模拟城市非点源污染的7个国外模型(SWMM、STORM、SLAMM、HSPF、DR3M-QUAL、MOUSE和HydroWorks)的特点、适用性和局限性,介绍了国外城市非点源污染模型不确定性研究方法和成果以及城市非点源污染分析概率模型,总结了国内城市非点源污染模型的研究成果.指出国外城市非点源污染模型在污染物累积和冲刷、泥沙和污染物运移、污染物的生化反应等方面模拟能力不足,而国内城市非点源污染模型多是经验模型,模拟面积较小,模拟精度较差.提出未来城市非点源污染模型研究应提高泥沙和污染物的模拟能力,探索无资料和不完全信息下城市非点源污染的模拟和预测,加强城市非点源污染随机性模型的研究,发展城市非点源污染模型与GIS的耦合应用.     

生态模型在水体富营养化研究领域的应用进展

生态模型在水体富营养化研究领域的应用拥有巨大潜力,为帮助初学者尽快掌握近年来生态模型在水体富营养化领域的研究成果,运用CiteSpace梳理了2008-2018年生态模型在水体富营养化领域的应用进展,以期为生态模型在水环境领域的广泛应用提供参考.以WoS（Web of Science）核心库收录1 523篇文献和CNKI（中国知网）数据库收录的3 779篇文献为样本数据源,通过可视化分析软件CiteSpace进行相应的数据挖掘和计量分析,提炼出生态模型在水体富营养化领域应用进展、前沿热点、演化路径和未来趋势.采用文献调研、分类梳理的方法,系统地分析和总结了EFDC系列模型、CE-QUAL-W2模型、DYRESM-CAEDYM模型、AQUATOX模型、Vollenweider（VOL）模型、PCLake模型、MIKE系列模型、WASP模型在水体富营养化领域应用现状、局限性、不确定性来源及注意事项.结果表明:2008-2018年国外研究应用热点主要涉及富营养化、营养盐循环对水生态系统的影响、气候变化及富营养化水体的管理等领域;国内热点研究则主要集中在水体富营养化问题相关领域应用.研究显示,新型试验数据的采集与获取（遥感数据、高频传感器）、大数据、数据-模型耦合及数据同化、生态建模之间耦合等应用是未来发展趋势.      

华东地区月均日辐射总量实测值和估测值的比较

一些基于日照时数的数值计算方法常用于估测海平面月平均的日辐射总量。这些方法包括最初的线性模型、改进的Angstr(o|¨)m回归函数模型,二次函数模型,幂函数模型以及新的Angstr(o|¨)m对数模型。二次模型最有优势。在二次模型的基础上,本文对上海、南京、杭州等华东地区的月均日辐射总量的实测值和预测值进行了比较,得到不同城市的计算模型,结果显示月均日辐射总量的实测值和预测值具有很好的一致性和显著相关性。     

小学阶段乘法的不同现实模型分析与教学建议

乘法是小学阶段的重要概念。基于文献系统梳理出乘法的四种现实模型:等量组的聚集模型、矩形模型、配对模型及倍数模型,并以此为框架分析人教版小学数学教材中的乘法内容,并提出具体教学建议。