基于替代模型的地下水DNAPLs污染源反演识别

应用基于核极限学习机替代模型的模拟-优化理论和方法研究解决了地下水DNAPLs污染源及含水层参数的同步反演识别问题.结果表明：1）核极限学习机替代模型对模拟模型有较高的逼近精度,能够识别并模仿模拟模型的输入-输出关系,绝大部分相对误差小于5%,平均相对误差仅有2.98%;2）以替代模型代替模拟模型,大幅度地减小了模拟-优化过程的计算负荷,将反演识别时间由传统方法的83天减少到3小时,并能够保持较高的计算精度;3）应用基于模拟退火的粒子群优化算法求解优化模型,能够以较快的速度搜寻到全局最优,同时避免搜索过程陷于局部极小解.     

水体中双氯芬酸的分布与生态效应研究

双氯芬酸作为消炎类药物,在国内外被广泛使用。作为新兴污染物,双氯芬酸在水体环境中经常被检出,对生态安全及人类健康存在潜在威胁。本文总结了双氯芬酸的水体分布、在水生生物体内的富集效应及代谢,并阐述了双氯芬酸的生物毒理效应。在综述双氯芬酸现有研究成果基础上,提出了双氯芬酸的主要研究方向。     

特大城市集群绿色发展与生态足迹关联特征

本文以成渝城市群、长江中游城市群和长三角城市群为研究对象,解析不同空间尺度下绿色发展与生态足迹时空变化特征,并结合耦合协调度模型、环境库兹涅茨曲线（EKC）理论探究绿色发展与生态足迹的关联特征。研究表明,长江经济带城市群2000—2015年绿色发展水平逐年提升,约16.44%的城市达到较高水平,空间上呈现“东部高、西部低”的特征。人均三维生态足迹增长逐渐趋缓,成渝城市群达到峰值（5.21hm²）后逐年稳定下降。长江经济带绿色发展与生态足迹处于良好协调状态,绿色经济的快速发展带动了耦合协调度的提高。绿色发展与生态足迹存在倒“ U”形EKC曲线关系,由于自然资源基础和产业结构差异,成渝城市群（拐点出现在2008年）绿色发展与生态足迹协调关系好转早于中下游城市群（拐点分别在2019年、2012年）。四川、安徽应作为降低资源消耗的重点对象,未来应进一步加强区域中心城市的辐射带动作用,拉动周围城市提高绿色发展水平。研究成果能为区域绿色发展与生态环境协同管理提供思路与理论支持。     

基于ARMA模型磁暴抑制的地震TEC异常分析∗

地震孕育的过程中会影响电离层的粒子浓度（TEC）,因此可以通过 TEC 数据分析地震异常信息,但是 TEC 数据相较地震事件受太阳活动影响更大,所以以往的研究通常只能选择太阳活动较为平静的时期。受磁暴影响 TEC 数据无法正常反应 2021 年云南大理州等地的地震异常信息,因此抑制磁暴干扰就显得格外重要。在滑动四分位法的基础上提出一种基于 ARMA 模型的 TEC 数据磁暴抑制方法,通过重新拟合磁暴发生前后的 TEC 数据, 从而代替原始数据进行分析,在一定程度上降低磁暴对地震的信息的影响,然后提出一种地震特征及其相关性的模型对 TEC 异常和地震事件的相关性程度进行分析。基于 IGS 数据分析中心提供的全球电离层电子浓度数据,分别对 2021 年云南大理州漾濞县 6.4 级地震和青海果洛州玛多县 7.4 级地震进行仿真分析,分别使用传统的滑动四分位法和滑动窗口法,并通过提出的相关性模型对磁暴抑制前后的特征和事件相关性结果进行对比,结果表明去除磁暴后的特征与地震相关性增加约 13~18%。     

降雨诱发公路滑坡社会风险评估∗

降雨诱发公路滑坡灾害威胁着行车人员的生命安全,评估公路滑坡社会风险具有重要意义。然而,目前的公路滑坡社会风险评估方法无法考虑不同伤亡人数的年发生概率。针对上述不足,提出公路滑坡两类影响方式下不同伤亡人数的年发生概率计算方法,两类影响方式分别为运动滑体冲击行进中车辆和运动车辆碰撞已滑落滑体。提出的方法被用于评估香港地区青山公路某滑坡社会风险。首先基于中国香港历史滑坡数据统计获得降雨诱发该滑坡的年发生概率,之后采用经验公式预测该滑坡可能的滑动距离,最后基于全概率理论对两类影响方式下不同伤亡人数的年发生概率分别进行计算,并基于F?N 图对社会风险进行评价。评价结果表明不同类型车辆人员的伤亡风险互不相同,运动滑体冲击行进中车辆造成的人员伤亡风险低于运动车辆碰撞已滑落滑体造成的人员伤亡风险。     

张衡地动仪工作原理探究∗

张衡地动仪至今仍未得到公认的复原模型,通过对张衡的哲学思想、科学成就等史料研究,对袁宏著《后汉纪》中描述地动仪的文字内容进行分析,对张衡研制的“地动仪”和“水运浑象”进行比较,认为地动仪为自动运行一体化精密仪器,可实现对微弱地振动信号感知、放大和记录功能。结合当时的历史背景和科技水平,提出了三点悬挂复合物理摆+机械杠杆放大的地动仪复原技术方案,详细介绍了地动仪摆锤的悬挂方式、八个方向地振动信号的提取、机械杠杆放大机构和擒纵机构的设计思路,并研制了实验样机,证实地动仪工作原理具有科学性,且能与文献中描述地动仪的文字内容相互验证。     

天津市渤海综合治理攻坚战的对策成效浅析

天津地处海河流域最下游,紧靠渤海湾湾底,海河流域五大支流由此汇合入海,近岸海域水质长期处于劣四类状况,入海河流整体处于劣Ⅴ类水平,直排海污染源达标率较低。通过实施渤海综合治理攻坚战,2020年天津市近岸海域水质优良（一类、二类）面积比例达到70.4%,超过渤海综合治理攻坚战16%的目标值54.4个百分点,8条入海河流全部实现消劣,直排海污染源自2019年7月稳定达标排放。本文通过梳理陆域污染治理的关键性对策措施,从工业企业、城镇生活、农业农村等的污染治理以及直排海污染源和入海河流综合整治等方面,揭示近岸海域水质改善的质变过程,凝练“源头治理、通道管控”的治理经验,为巩固提升渤海综合治理攻坚战成效、深入打好重点海域综合治理攻坚战提供参考。     

长江中游典型湖泊沉积物重金属分布特征、生态风险评估及溯源

集中采集洞庭湖、洪湖和赤湖表层沉积物样品并检测其中10种重金属含量,使用地理信息系统表征空间分布,利用地累积污染指数法（I_geo）、富集因子法（EF）和潜在生态风险指数法（RI）协同评估重金属积累的潜在风险,并利用相关性分析（Pearson）和主成分分析（PCA）溯源.结果表明,Cd元素的污染状况和潜在生态风险最为严重,东洞庭湖、洪湖和赤湖中ω（Cd）的平均值分别为2.85、1.59和3.57 mg·kg^-1,分别是对应省份土壤背景值的25.87、11.36和37.58倍,均超出风险筛选值（0.6 mg·kg^-1）,其中赤湖超出风险管制值（3.0 mg·kg^-1）.除Cd外,洪湖中的As值得关注,赤湖中的Cu、As、Zn和Pb都不容忽视.三湖的潜在生态风险排序为：赤湖（RI=1 127）>东洞庭湖（RI=831）>洪湖（RI=421）.重金属来源主要是工矿业冶采、农业生产和水产养殖等,部分重金属（Mn和Cu）为自然源.研究对长江中游典型湖泊沉积物重金属防控具有重要意义.     

秸秆还田、覆膜和施氮对旱地麦田土壤质量的影响

通过5 a大田定位试验研究了秸秆还田、覆膜及氮肥对旱地土壤质量的影响.以双因素裂区设计,主处理为3种栽培模式：常规栽培(CT)、秸秆还田(SR)和覆膜栽培(FM);副处理为3种施氮水平：0、144和180 kg·hm^-2.在第5季冬小麦收获后采集耕层0～20 cm土壤样品,测定容重(BD)、孔隙度(SP)、田间持水量(FC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、矿质氮(NO₃^--N+NH₄⁺-N)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、蔗糖酶(SA)、碱性磷酸酶(ALP)、脲酶(UA)和脱氢酶(DHA)等土壤理化性质及生物性质等指标,基于两个最小数据集(MDS),利用线性(LT)和非线性(NLT)评分模型计算土壤质量指数(SQI),通过与冬小麦产量拟合来寻找最优SQI,据此分析土壤质量对秸秆还田、覆膜及氮肥的响应.结果表明,SR处理的SP、FC、SOC、TK、SA、ALP、DHA、MBN和MBC分别较CT显著...     

土地利用影响下无定河流域浮游植物群落与环境因子响应

为探究不同土地利用类型影响下,无定河流域浮游植物群落特征变化及主要环境影响因子,于2021年春季（4~5月）和秋季（9~10月）对无定河干支流及典型淤地坝水体进行系统的水生态调查.共鉴定浮游植物273种,隶属于7门90属,春季（241种）高于秋季（189种）,春和秋两季浮游植物密度、生物量均值分别为479.95×10⁴ cells·L^-1、6.41 mg·L^-1和171.29×10⁴ cells·L^-1、2.64 mg·L^-1.流域优势种以硅藻门的梅尼小环藻（Cyclotella meneghiniana）、尖针杆藻（Synedra acus）、简单舟形藻（Navicula simples）和谷皮菱形藻（Nitzschia palea）为主,裸藻（Euglena spp.）为淤地坝水体特有优势种.Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数显示春季高于秋季,Pielou均匀度指数变化相对较小.采样点1000 m河岸带缓冲区土地利用类型以耕地和草地为主.环境因子中水温（WT）、浊度（Turb）、pH、溶解氧（DO）、总氮（TN）和总磷（TP）浓度时空变化显著.结构方程模型（SEM）表明：不同土地利用类型通过影响环境因子而间接影响浮游植物群落特征,春季影响浮游植物群落特征的主要环境因子是水温、流速、pH、溶解氧和氨氮（NH₄⁺-N）,而在秋季是浊度、水温和溶解氧.