基于盲数理论的水体沉积物重金属污染评价模型

针对污染风险评价系统多种不确定信息共存的特点,将盲数理论引入污染评价领域,建立基于盲数理论的地累积指数评价模型.用盲数表示沉积物污染物浓度和地球化学背景值,并通过盲数可靠性分析BM模型和隶属度加权计算得出重金属污染程度等级.将该模型应用于洞庭湖水系沉积物重金属污染的评价,结果表明,这些重金属的富集程度由高至低排列的顺序为:Cd>Cr=Cu=Zn=Hg=As>Pb,Cd是洞庭湖沉积物污染的主要环境污染因子.该模型算出了重金属地累积指数的可能值区间,并且得出与其相对应的可信度水平,进而定量计算出重金属隶属于各污染程度的可能性,它弥补了传统确定性方法的不足,更真实、更客观地表征了评价区域沉积物重金属的富集污染程度.     

基于延拓盲数的湖库水体富营养化评价模型

基于湖库水环境系统随机性、模糊性、灰性、未确知性等多种不确定性共存或交叉存在的特点,将延拓盲数引入水体富营养化评价,通过与综合营养状态指数方法的综合集成,构建了湖库水体富营养化评价延拓盲数模型和等级识别模式,并将其应用于巢湖塘西河河口水体富营养化评价.结果表明:塘西河河口水体处于重富营养化状态,可信度超过0.86(即86%),且在模糊截集水平α=0.8情形下,综合营养状态指数期望值达79.34,属于重富营养等级.实例研究证明了新构建模型对于不确定性条件下湖库水体富营养化评价的适用性和有效性.     

基于延拓盲数的洞庭湖湖泊综合营养状态评价模型

基于湖泊水环境系统多种不确定性共存或交叉存在的特性,将延拓盲数理论应用于湖泊富营养化评价领域,用延拓盲数表示各参数浓度,与综合营养状态指数模型相耦合,建立基于延拓盲数的综合营养状态指数评价模型.采用该模型评价了洞庭湖的富营养化状况,结果表明,西洞庭湖、南洞庭湖和洞庭湖出口的富营养化程度较低,处于中营养级别,东洞庭湖的富营养化程度较高,处于中营养-轻富营养级别,并且有恶化到中富营养级别的趋势.相对于常规的确定性方法,综合评价模型得出了评价区域综合营养状态指数的可能值区间及其相应的可信度水平,较好地弥补了确定性评价方法的不足,更科学、全面地表征了评价区域的富营养状态与空间分布差异.     

基于盲数理论的南淝河水环境容量核算研究

根据南淝河的水文资料,从水环境系统多种不确定性共存的角度,运用未确知数学中有关盲数理论对南淝河主要污染物COD、NH3-N进行环境容量的计算.将南淝河划分为四个计算单元进行水环境容量的计算,并结合污染物实际排放量计算出削减量.结果表明:南淝河COD、NH3-N的环境容量分别为48 201.63 kg/d和1 259.59 kg/d,总削减分别为43 517.41 kg/d和4 898.46 kg/d.南淝河水环境容量的确定,为南淝河水污染控制的管理和决策提供科学的依据.     

基于盲数理论的城市表土与灰尘重金属污染健康风险评价模型

基于环境健康风险评价系统多种不确定性共存的特点,将盲数引入健康风险评价中,构建了城市表土和灰尘重金属污染环境健康风险评价盲数模型,并提出了风险等级判别模式.同时,选取Pb、Zn、Cr、As、Cu、Ni和Cd为评价因子,将上述模型和方法应用于铜陵市表土和灰尘重金属污染健康风险评价,得到了致癌和非致癌风险的各种可能值及其相应的可信度.结果表明,7种重金属非致癌总风险盲数均值高达2.036,远超过安全阈值1.0;特别是As,仅由手-口直接摄取途径导致的非致癌风险均值就达1.438.总体上,7种重金属的非致癌风险均值大小排序为:As＞Cr＞Pb＞Cu＞Cd＞Ni＞Zn.就致癌风险来看,As经由手-口直接摄取途径的致癌风险相对最大,其均值为5.195 ×10-4,已远超过美国环保局(USEPA)推荐值上限1.0×10-4;皮肤接触途径的致癌风险相对也很高,均值为3.964×10-5,接近国际防辐射委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险值5.0×10-5.     

基于盲数与成熟度理论的化工园区火灾爆炸事故应急能力评估

以火灾爆炸事故为研究对象,结合化工行业的特点,首先从应急组织与制度、应急管理保障、应急处置能力和应急技术四个方面,针对性地建立了化工园区火灾爆炸事故应急能力评估指标体系;然后基于盲数与成熟度理论建立了化工园区火灾爆炸事故应急能力盲数与成熟度评估模型;最后利用该模型对南阳化工产业集聚区应对火灾爆炸事故的应急能力展开评估,...     

湖泊水体富营养化评价的随机模拟与三角模糊数耦合模型

根据湖泊水环境系统的不确定性,建立了基于随机模拟和三角模糊数的湖泊水体富营养化评价耦合模型,采用三角模糊数表征各营养因子监测值,运用随机模拟方法模拟三角模糊数,得到各变量的随机模拟序列,由综合营养状态指数法确定湖泊的营养等级概率水平。以宁夏沙湖为例,运用此耦合模型对水体的富营养化程度进行评价。结果表明:该方法将水体富营养评价中水环境状态的不确定性以确定性方法融入评价模型,直观表征了水体在各营养状态隶属度的复杂性,评价结果更加全面、合理。     

基于区间数多目标规划的河北省水资源与产业结构优化

河北省日益尖锐的水资源供需矛盾已经成为影响社会经济持续发展和生态建设的主要制约因素。论文在河北省宏观经济水资源和水环境投入产出表基础上,建立了产业结构的区间数多目标优化模型,确立了3个目标函数以及相应的约束条件,并对产业结构的优化调整进行了模型计算,结合相关政策分析设计了产业结构调整方案,即适当扩大农林牧渔业、食品加工业、木材加工业、非金属制品业、服务业、建筑业以及商业饮食业所占比重;对于开采洗选业、金属加工业、纺织服装业、造纸印刷业以及能源供应业等行业可适当减少产值规模,其他行业基本不变。执行调整方案后,预计产业增加值最高可达55 181.708亿元,最低为51 191.163亿元,平均值为53 186.436亿元;用水总量可控制在151.67×10⁸~176.02×10⁸ t范围内,COD排放量则可控制在117.31×10⁴~136.80×10⁴ t之间。调整后的产业机构更能适应河北省可持续发展的需要。     

基于量纲理论的煤层瓦斯压力计算模型的优化

煤层瓦斯压力预测对煤与瓦斯突出和煤层安全开采意义重大。在陈连省等基于量纲分析建立的煤层瓦斯压力计算模型的基础上,通过重新进行量纲分析以及MATLAB数值模拟分析,利用已有的实测数据,针对其所建立的煤层瓦斯压力计算模型进行了重新建模和优化,新模型为整体的一个数学模型,避免了原分段数学模型带来的误差,使得煤层瓦斯压力的预测计算更为准确,可为煤层瓦斯压力的预测提供参考。     

基于可信性理论的水资源优化配置模型

针对城市水资源与水环境系统中存在的不确定性与复杂性,提出了模糊环境下基于可信性理论的CFCCP模型(可信性模糊机会约束规划模型),并将其应用于衡水市水资源优化配置模型的研究中. CFCCP模型以衡水市经济、社会与环境效益最大化为目标,以供需水量、区域协调发展等为不确定性约束,以各水源在各子区不同部门间的分配为决策变量,并且设计了基于模糊模拟的猴群算法进行求解. CFCCP模型可反映不确定性因素对系统收益的影响,计算了各规划水平年置信水平为08时的水资源配置风险-收益权衡方案,得到2015年和2025年的区域经济效益分别为198 36530×104和266 22730×104元,缺水量分别为25 29936×104和20 99096×104 m3,污染物排放量分别为12 80847和13 00044 t. 同时,通过与传统优化算法的比较,证明了基于模糊模拟的猴群算法在求解多维优化问题时的有效性.      

氮磷比对湖泊富营养化模型参数敏感性的影响

运用Morris方法研究了蓝藻暴发期不同氮磷比条件下,巢湖富营养化模型中蓝藻、溶解有机碳、营养物和溶解氧的参数敏感性.结果表明:蓝藻的敏感参数随氮磷比不同有显著差异;氮缺乏情况下,蓝藻对氮转化过程相关参数较敏感;磷缺乏情况下则反之.在任何氮磷比条件下,溶解有机碳、营养物和溶解氧等非生物变量都是对直接参与其自身转化过程的...     

湖泊水质参数空间优化估算的原理与方法

地统计学是近几十年发展起来的一门处理空间数据的数学方法,在地学方面的应用已日趋成熟.近年来,环境学的研究开始借鉴其理论,开辟了环境学研究的新方向.本文着重阐述了区域化变量理论和克立格法在湖泊水质参数分析研究中的应用,并对湖泊水质参数空间优化估算的方法进行了探讨.     

基于沉积物磷释放的WASP水质模型改进研究

沉积物释放是水体磷污染的重要来源之一.鉴于一般水质模型对沉积物释放项的模拟过于简单,无法充分体现实际河道污染物迁移转化等情况.本研究通过静态和动态相结合的室内沉积物释放模拟实验探讨不同水动力条件下磷释放规律,以此修正现有的水质模型,使沉积物在不同水动力条件下的释放项对河道水质的影响在模型中得到体现,并将其应用于太湖苕溪入湖口的水质模拟中.研究结果表明,在不同水动力条件下,沉积物释放速率与流速呈现指数增长关系.而采用动态底泥释放修正后的水质模拟效果要比采用模型默认值的水质模拟效果好,从而验证了改进模型的合理性,也表明水动力对沉积物释放的影响是水质模拟中不可忽略的因素.     

基于最佳分析粒度的大辽河流域湿地景观格局分析

湿地景观格局分析是湿地生态和全球变化研究领域的热点,最佳分析粒度是景观格局分析准确性的关键指标.定性与定量相结合,综合利用景观指数粒度效应分析和信息损失评价,确定了大辽河流域湿地景观格局的最佳分析粒度为60m.在该粒度下,选取反映空间组成和空间构型的指数,进行湿地景观格局分析.结果表明:①大辽河流域湿地景观主体为水田、...     

基于SWAT模型的磷负荷削减最佳管理措施(BMPs)评估研究

基于高空间分辨（0.07 m）土地利用数据和详细的农业管理信息,利用SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型对关帝河子流域的农业耕作进行精细化模拟,评估了4种农业最佳管理措施（BMPs）对非点源磷负荷的削减效果.结果表明：3个水文站径流的率定结果均达到R²>0.5、NSE>0.4、PBIAS<±35%,其中,2个站点的R²>0.6、NSE>0.5、PBIAS<±5%;总磷率定的R²>0.9、NSE>0.9、PBIAS<±20%,即SWAT模型对径流和总磷的模拟值均与实测值展现出较高的一致性.在流域尺度上,对总磷负荷的削减效率由高到低排序依次为：植被缓冲带>15°以上坡地退耕还林 > 有林地补植 > 化肥减施.宽度为1~5 m的植被缓冲带对总磷负荷的削减效率可达30%~48%;15°以上坡地退耕还林的实施可以削减约30%的总磷负荷,同时可能增加农民收入;然而,由于研究区土地利用格局和降水条件的特殊性,有林地补植和化肥减施对削减总磷负荷的影响较小,削减效率均不足1%.     

地下水三维数值模拟及其优化开采

通过总结地下水三维数值模拟及其优化开采的研究方法，本文建立了地下水概念模型、数学模型、三维数值模拟模型和优化模型的耦合模型，最后提出了联合运用地理信息系统软件Arc View、地下水模拟软件FEFLOW和最优化软件Lindo或Lingo的实现方案。     

气溶胶采样头在无人机上安装位置的模拟

利用流体力学软件CFD对固定翼无人机在海拔1000m高处以30m/s速度飞行时采样头的最佳安装位置进行了模拟.首先利用ICEM CFD前处理软件对无人机模型进行了网格划分;然后利用FLUENT软件及其中的DPM模型先后对气相(连续相)和颗粒相(离散相)分别进行了数值模拟,最后用DPM模型模拟了从速度入口方向以30m/s速度释放粒径为1,2.5,10μm的颗粒物,由颗粒物的轨迹图得到了颗粒物在机身周围的阴影区和密集区厚度.得到主要结论如下:对于本研究中的无人机,在海拔1000m高处,采集PM1,PM2.5,PM10时的气溶胶采样头的最佳安装位置为机身下部距机头距离约42~75cm,采样头探头距机身下部壁面的距离分别应大于4,4,4.3cm,但不超过26cm(机身下部距地面距离).