基于机器学习方法的西安市数值模拟优化研究

为提高西安市ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)预报准确率,更好地服务西安市预报预警工作,以CAMx模式预报结果为基础,结合中尺度WRF气象预报数据、ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)观测数据,基于多元线性回归、岭回归、lasso回归、决策树、随机森林以及支持向量机6种机器学习优化模型,对西安市2019年PM_2.5及O₃模拟结果进行优化.结果表明:①CAMx模式对污染物的预报存在偏差,优化模型明显修正了CAMx模式的系统性偏差,提高了预报精度.②ρ(PM_2.5)及ρ(O₃)的均方根误差(RMSE)由174.00、37.11 μg/m3分别降至34.36~39.37、24.77~28.82 μg/m3,相关性系数(R)由0.63、0.78分别提至0.70~0.78、0.83~0.88.③不同模型对模拟值的订正优势不同,随机森林对PM_2.5优化效果显著,优化提高率为80%;支持向量机对O₃的优化效果最理想,优化提高率为36%;线性回归方法对O₃的优化效果较好,但对PM_2.5的优化效果相对较差.研究显示,机器学习模型显著优化了CAMx模拟结果,反映了利用机器学习修正空气质量数值模式预报结果的研究意义和可行性.      

基于未确知聚类法的巷道围岩稳定性预测

针对影响巷道围岩稳定性的因素多且具有不确定性和隐蔽性的特点,选取实测RQD值、单轴抗压强度、隙壁状态3个主要影响因素作为判别指标,利用未确知测度理论,建立巷道围岩稳定性预测模型。利用25组巷道围岩资料作为模型构建样本,以样本均值为聚类中心,采用信息熵理论确定各判别指标的权重,从而计算样本的多指标综合测度;根据最小未确知测度距离原理判断样本所属类别,进而对巷道围岩稳定性进行预测,且用逐一回代的方法检验预测模型的合理性。刊用所建立的巷道围岩稳定性预测模型对大冶铁矿5组待判别样本进行应用预测,预测结果符合工程勘察实际,表明基于未确知聚类法的巷道围岩稳定性预测方法具有较好的实用性和有效性。     

热-水-力耦合作用下岩石损伤力学模型与验证

为了探讨高温、高孔隙水压、高围压对岩石损伤破坏的影响,基于损伤力学基本理论,并结合应变等价性原理,建立热-水-力耦合作用下的损伤力学模型,构建表征岩石损伤演化的表达式,通过水-力耦合作用下热损伤花岗岩室内试验验证了该模型的合理性,并根据室内试验确定了模型参数。试验结果表明:提出的模型能较好地反映热-水-力耦合作用下岩石应力-应变过程,且能表征上述作用下岩石损伤演化规律;高温损伤会导致岩石由脆性逐渐向延性转变,而孔隙水压会进一步加剧岩石损伤演化。     

国内船舶碰撞事故科研产出及主题趋势挖掘

为了全面认识国内船舶碰撞研究的整体现状及趋势,基于中国知网的2000—2016年506篇船舶碰撞学位论文和1957—2016年1 620篇期刊论文,使用科学计量和知识图谱的方法进行了可视化分析。结果表明:学位论文和期刊论文的产出主要集中以大连海事大学、上海海事大学、上海交通大学以及武汉理工大学为核心形成不同的研究团队。关于船舶碰撞的学位论文主要集中在AI、船舶避碰、数值仿真等方面,期刊论文的热点主要分布在船舶避碰、碰撞事故、碰撞危险等方面。整体来看,2000年以后学位和期刊论文在研究上的趋势是相近的,都在关注AI、数值模拟方法和碰撞责任主体等方面的避碰主题,近期新兴的研究更加关注在一些船舶碰撞微观的层面。     

基于InVEST模型的白龙江流域水源供给服务时空分异

甘肃白龙江流域是我国嘉陵江上游水资源重要的补给地之一,对其开展流域生态系统水源供给服务功能空间定量评估研究,有利于水源区保护规划的制定和生态补偿机制的建立。论文基于研究区土地利用数据、气象、土壤和野外观测数据等,应用InVEST模型水源供给模块估算白龙江流域生态系统的水源供给量,并定量分析流域水源供给服务的空间分布特征及不同地形因子的影响。结果表明：白龙江流域生态系统水源平均供给量约在388 mm左右,且存在一定的空间异质性;中部干热河谷区域水源供给量相对较小,东南部山地林区降雨量大,水源供给量较高,林地（如云冷杉类、针叶林类等）和农田水源供给量较高。流域内水源供给量随海拔高度和坡度的增加呈现先增加后减小的趋势,其高值区主要分布在1 500~3 500 m和15°~40°区段;阴坡区域水源供给量大于阳坡区域。     

太湖竺山湾甲烷扩散通量及其驱动机制

选取竺山湾为研究区域,同时选取受人为活动影响较小的湖心区作为对比区域,基于2011年11月至2013年8月逐月连续观测,探讨外源输入及富营养化对CH4扩散通量的影响及其驱动机制,结果表明,竺山湾水-气界面CH4扩散通量显著(P＜0.01)高于湖心区CH4扩散通量,其平均通量分别为(0.193±0.049)mmol/(m...     

TiO2—Fe^3＋体系降解耐酸大红染料的研究

自制了一种模拟工业处理废水的光催化反应器,将ＴｉＯ２固定在玻璃板上,在铁离子存在的条件下,以太阳光为光源,对有机染料直接耐酸大红４ＢＳ进行了光催化降解的研究。结果表明,在实验条件下,本体系对直接耐酸大红４ＢＳ有明显的光降解作用。     

铜陵地区矿山生态环境综合治理途径

分析了铜陵地区矿山生态环境存在的主要问题,将其分为矿山“三废”排放与污染。矿山生态环境破坏和矿山地质灾害等三类。在此基础上,提出矿山生态环境整治必须从管理制度、经济和技术方面寻找综合治理途径。其中,管理制度方面：完善矿山生态环境保护的法规体系,实施矿山环境准入制度,确立科学合理的矿山生态环境保护目标和评价标准;经济方面：建立明晰的矿山环境资产产权制度,建立经济激励机制,建立多元化、多渠道投资机制,发展矿山生态环境保护整治产业;技术方面：开发矿业清洁生产技术,矿区土地复垦和生态重建技术,矿山水均衡破坏防治工程技术,开展矿山环境保护的科学技术研究与国际合作。     

创新绿色现代化:隧穿环境库兹涅兹曲线

绿色现代化的核心目的是实现"人与自然和谐共生的现代化",核心方向是为当代人提供生态产品和服务,为后代人提供生态财富,为全球提供生态安全。创新绿色现代化的关键路径是实现"隧穿环境库兹涅兹曲线",即在相对较低的发展水平条件下,实现能源资源消耗增长、环境污染损失增长等生态赤字与经济社会发展速度脱钩。当前中国正在进入经济增速放缓的窗口机遇期,地区环境问题的差异凸显期,人民对环境质量的高度敏感期,生态治理能力的转型变革期,全球生态安全的更大贡献期。在生态文明建设的新时期,中国应当树立保护生态环境就是保护生产力,就是发展生产力的新发展观,充分认识从单一治理向全面治理转型的必要性和美丽中国建设的长期性、艰巨性和全局性,进一步实现决策的科学性、视野的长远性和政策的连续性,进而全面调动不同发展主体的积极性。美丽中国目标可以分为三个阶段:2020年实现生态环境质量总体改善,全面超额完成国家"十三五"规划资源环境约束性指标;2035年生态环境根本好转,中国进入绿色创新、生态投资、生态盈余新时代,形成人与自然和谐发展绿色现代化新格局;2050年进入高度发达的生态文明时期,天蓝、地绿、水清的优美生态环境成为常态,开创人与自然和谐共生新境界,建成美丽的社会主义现代化生态强国。为此,未来创新绿色现代化的战略举措应当包括:重点问题与系统保护相结合,环保建设与经济发展相结合,生态投资与生态保护相结合,行政管理与市场工具相结合,绩效评价和激励约束相结合,反向约束与正向激励相结合。     

不同氮磷营养条件下铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）对正磷酸盐的蓄积效果

铜绿微囊藻是中国湖泊、水库及其它水域生态系统发生、形成富营养化危害的主要藻类。采用了直接显色法对单细胞铜绿微囊藻（〖WTBX〗Microcystis aeruginosa〖WTBZ〗）蓄积正磷酸盐的浓度进行测定,并与传统测定方法进行比较。直接显色法测定的磷浓度值减去溶液中可溶性磷浓度值即得到铜绿微囊藻蓄积的磷浓度值。对用不同处理方式处理过的铜绿微囊藻藻液进行过滤显色和直接显色测定,结果表明聚磷酸盐(正磷酸盐)在铜绿微囊藻体内不是游离存在,而很可能是与细胞内某一活性部分结合。在确立测定方法的基础上,研究了以修改了的MⅢ培养基为基本培养条件,改变氮磷浓度对产毒铜绿微囊藻（FACHB942）蓄积正磷酸盐效果的影响。结果显示,①氮磷比不变时,随着起始磷浓度的增加,铜绿微囊藻对正磷酸盐蓄积量也逐渐增加,成明显正相关;②氮浓度不变时,铜绿微囊藻对正磷酸盐的蓄积效果与磷浓度正相关;③而同一磷浓度下,铜绿微囊藻对正磷酸盐的蓄积效果与氮浓度负相关,但氮浓度超过21 mg/L时,氮浓度对于铜绿微囊藻蓄积磷的效果影响变得不规则。