非参数模型在河湖富营养化研究领域应用进展

河湖富营养化过程受流域水污染、生境破坏和闸坝控制等多因素非线性叠加影响,在一定程度上限制了常规水生态机理模型的模拟精度.非参数模型以其强大的数据分析能力在河湖水生态问题诊断和预测方面得到了广泛应用,该文系统梳理了国内外近20年来河湖富营养化非参数模型的相关研究成果,通过Citespace开展基于WoS与CNKI数据库的相关文献大数据可视化分析,全面阐明了结构方程模型（SEM）、贝叶斯网络（BN）、支持向量机（SVM）、人工神经网络（ANN）、随机森林（RF）、梯度推进机（GBM）、广义相加模型（GAM）等主流非参数模型在河湖富养化营研究中的适用性与局限性,对具有相似特征的模型进行对比分析并提出展望,以期为水生态模拟相关研究提供科学有效的方法支撑.结果表明:非参数模型在河湖富营养化研究领域中的应用呈指数增长趋势,其中SEM、BN、RF、GBM和GAM模型适用于河湖富营养化问题的诊断和驱动要素识别,BN、ANN、SVM、RF、GBM和GAM具有良好的非线性拟合预测能力.非参数模型将是今后一段时期内开展水生态大数据分析诊断和预测管控的关键技术手段.综合考虑区域异质性与多重环境因子在不同时空尺度上响应关系及强人类活动干扰下的河流水生态退化风险,利用生态机理模型与非参数模型耦合求解与优化算法引入,精准识别水生态健康退化的环境压力阈值,开展变化环境下的水生态退化风险预测预警,将是未来非参数模型在河湖富营养化应用研究的重要方向.      

川滇黔地区突发性自然灾害的系统分析

本文从灾害链的角度闸述了该区的灾害类型及活动模式。在系统分析灾害对社会经济的影响后,得出因灾造成的损失,其比重是很大的。本区灾害具有强度大、突发性强、分布广、区域性强,以及同步迭加交替出现和周期性特点。在此基础上对灾害发展趋势作了预测,提出了相应的防治对策。     

华北地区地壳结构特征与强震孕育关系的探讨

将地壳介质视为马克斯威尔体,运用差分和三维有限元方法,探讨分层地壳结构中分别存在低速体( 软包体) 、高速体( 硬包体) 和同时存在高速体和低速体时地壳应力的集中及应力集中随时间变化的演化特征,计算结果表明:(1) 高速体、低速体的存在引起的平均应力和最大剪应力在高速体内和低速体外集中的结果同理论计算一致;(2) 高速体单独存在时,应力扰动值随时间的变化导致平均应力集中程度在高速体内减弱,最大剪应力集中程度则在高速体内进一步增加,这一特征与地壳的蠕变过程一致,并有利于在高速体内孕育和发生强震;(3) 低速体单独存在时,随着时间的推移,最大剪切应力扰动值在低速体上方逐渐增加,该特征对在低速体上方孕育中等强度地震( 有时也可能是强震) 是很有利的;(4) 高速体和低速体同时存在时,平均应力的集中随时间的推移在高速体也是呈减弱的趋势,而最大剪应力的集中则在高速体内较高速体单独存在时更加显著增加。该项研究的意义在于在非均匀性引起的应力集中的基础上研究应力集中随时间变化,探讨强震孕育过程的机理。     

土壤退化研究的进展与趋向

定义了土壤退化的概念,总结了全球及我国土壤退化概况,回顾了土壤退化研究的进展,最后提出了土壤退化的研究方向。     

城市污水处理厂能耗优化数学模型研究

随着城市污水生物处理技术的不断完善,好氧生物处理技术逐渐成为城市污水处理的主导技术。好氧生物处理需要提供足够的氧气以满足微生物的正常生长,而维持供氧设备的正常运行需要消耗大量的电力,电量消耗已成为影响城市污水处理厂费用的主要因素。本文总结了现有的污水处理厂运行费用数学模型,通过实际运行费用和处理效率数据,建立了以处理量Q,BOD5削减量,NH3-N削减量为变量的运行费用数学模型,并分析了影响污水处理厂能耗的主要因素,服务污染物去除效率不断提高的城市污水节能减排目标、需求不断增大的城镇污水减排目标。     

城市生态地球化学研究进展

城市生态地球化学是研究城市生态系统各要素中元素或化合物的组成特征、来源、含量、形态、迁移转化规律及其对人类和其他生命体的生态(环境)效应的科学。随着城市环境问题的日益突出,城市生态地球化学成为环境保护领域新的研究热点之一,近年来,国内外在研究城市土壤及降尘中重金属和有机物的来源、时空变异性、形态分布、迁移转化及其生态环境效应等方面取得了一定进展,文章对此进行了较为系统的总结,分析了研究中存在的问题并指出了该领域今后的发展趋势和前景。     

负载型纳米金催化剂对室内空气中甲醛的去除

采用沉积-沉淀法(deposition precipitation,简称DP法)和共沉淀法(coprecipitation,简称 CP法)制备了负载型纳米金催化荆Au/Fe2O3,催化剂中金含量(质量分数)小于1%.并以甲醛完全氧化反应作为研究的目标反应.这个反应可以有效地去除室内空气中的有害成分甲醛.通过催化活性的测试和XRD、TEM、TPR等技术对催化剂进行了表征.结果表明,两种方法制备的催化剂有各自的优势和特点,其中DP法制备的催化剂金含量(质量分数)只有0.67%的情况下,经过条件优化,甲醛完全转化温度为80℃,是一个较好的结果;而CP法制备的样品有较好的抗热性,可能有利于催化剂的使用寿命.因此,本工作为该类催化剂实用化提供了有价值的信息和依据.     

Atmosphere-Exposed Biofilm有机物降解动力学研究

文章采用Atmosphere-Exposed Biofilm(AEB)处理了模拟废水。通过考察不同表面水力负荷4.25、8.5、12.7、17.0、21.25 m3/(m2·d)与滤料填充高度0.12、0.24、0.36、0.48 m条件下,AEB系统对有机物的处理特性,探讨了系统的有机物降解动力学模型,确定了相关的动力学参数。结果表明,在4.25~17.0 m3/(m2·d)表面水力负荷范围内,有机物去除率随表面水力负荷的增加呈上升趋势;而在17.0~21.25 m3/(m2·d)表面水力负荷范围内,有机物去除率随表面水力负荷的增加呈下降趋势。在0.12~0.48 m滤料填充高度范围内,有机物去除率随滤料填充高度的增加呈上升趋势。AEB系统有机物降解动力学参数n为0.644 1、K为3.867 4,有机物降解动力学模型可表示为Se=Sa×exp(-3.867 4D/q0.644 1)。     

施工误差对RC框架结构层间位移角限值可靠度的影响研究

施工质量的变异性是造成钢筋混凝土框架结构体系可靠度不确定的重要原因之一。结合增量变异性分析方法,考虑施工质量的随机性,利用ANSYS有限元软件,考虑各楼层的失效相关性,对钢筋混凝土框架结构的体系可靠度进行计算,分析层间位移角对施工质量的灵敏性,定量地说明施工质量的变异性对框架结构的体系可靠度的影响,并基于可靠度理论对施工误差限值进行了研究,得到了钢筋混凝土框架结构施工误差限值建议值。研究结果表明:材料强度和结构几何尺寸的随机性对框架结构楼层层间位移角均具有较大影响,尤其是混凝土抗压强度。体系可靠度随混凝土抗压强度的均值增大逐渐增大,随标准差的增大而减小。截面尺寸、箍筋间距的均值变异性对整体可靠度的影响也较明显,其次就是钢筋保护层标准差的变异。施工误差限值的建议值为:梁柱截面高度偏差限值为(-6,12)mm,箍筋间距偏差限值为(-26,26)mm,保护层厚度偏差限值为(-5.5,5.5)mm。     

长春市城区重金属大气干湿沉降特征

为弄清长春市城区重金属大气干湿沉降特征,于2006年5月26日—2007年6月12日采用被动采样技术分采暖期和非采暖期共收集大气干湿沉降样品24件,采用全谱直读电感藕合等离子发射光谱法(ICP-AES)和原子荧光光度法(AFS),分析了其w(As),w(Hg),w(Cd),w(Cu),w(Pb),w(Zn)和w(Cr). 结果表明:长春市大气干湿沉降样品中w(As),w(Cd),w(Cr),w(Cu),w(Hg),w(Pb)和w(Zn)分别为38.9,2.24,92.3,76.2,0.27,115.2和462 mg/kg,均明显高于表层土壤,且w(Cu),w(Hg),w(Pb)和w(Zn)在采暖期均显著低于非采暖期;经估算,As,Cd,Cr,Cu,Hg,Pb和Zn大气年干湿沉降量的平均值分别为4.79,0.25,10.67,8.22,0.030,12.31和48.15 mg/(m2·a),明显高于北美和欧洲,且As,Cd和Cr在采暖期的日均干湿沉降量高于非采暖期;根据目前的重金属大气干湿沉降速率估算,重金属大气干湿沉降有可能造成长春市表层土壤中重金属不同程度的累积,其中Zn的累积最为明显.