对非线性科学在地质灾害领域的认识和展望

非线性科学的发展给地质灾害的研究注入了新的活力，崭新的思维方法和理念将会为地质灾害的研究和预报找到新的突破点。本文简要叙述了非线性科学在地质灾害领域运用的指导思想和应用前景，同时对用滑坡预报的BP神经网络例子加以深化。     

鄱阳湖地区洪水灾害模式分析

在对多年水文数据进行分析的基础上，利用Kohonen自组织映射对鄱阳湖地区降水时序变化、长江来水和湖水水位变化进行模式识别。之后，将所得的模式作为解释变量，用CART方法对样本年份进行分类，建立了鄱阳湖区灾害模式判别树。借此揭示了鄱阳湖地区降水和长江来水对鄱阳湖洪涝灾害的影响。     

苏州市空气质量的时间序列变化过程研究

城市空气质量水平是以空气质量指数(API)来表征的,API的时空变化可以反映城市空气质量的变化过程。文章以苏州市2002～2007年各月API值为研究对象,将其构成一组时间序列,采用时间序列理论中的小波分析原理和差分自回归滑动平均模型(ARIMA)原理对这组API序列进行趋势的辨识和数值预测,结果表明(1)苏州市近年来的空气质量水平不断提高,并将稳定保持在一个良好的水平上;(2)差分自回归滑动平均模型ARIMA(2,2,2)在拟合该地区API值时间尺度上的变化趋势效果较好,能够较好的预测苏州市月空气质量水平。     

PCA-SOM耦合模型在湖泊水质评价中的应用

富营养化是湖泊沼泽化进程加快的重要因素之一,而湖泊富营养化的预防与治理已经成为世界性的难题。湖泊富营养化评价是湖泊治理的基础,它可以为治理工作提供科学的依据。该文以乌梁素海为例,采用主成分——SOM人工神经网络耦合模型进行富营养化评价。先建立富营养化评价指标体系,然后用主成分分析剔除存在相关性、信息重叠的指标,再将利用主成分分析得到的具有代表性的主成分指标代替原来的评价指标,输入到自组织特征映射网络模型中,最后对富营养化状况进行聚类分析。所得结果与实际相吻合。该方法能根据实测资料对湖泊富营养化状况客观地分类并计算出评价权值,避免了选取评价指标时的主观随意性。     

基于人工神经网络的城市用水需求组合预测

城市用水需求预测是涉及到诸多要素的复杂系统预测问题。为了减少简单外推法预测所带来的误差,通过在训练BP神经网络时自动调整学习步长和添加动量项修正神经单元之间的权重,既提高了神经网络的收敛速度,又抑制了神经网络限于局部极小现象的发生;然后使用改进的BP神经网络寻找多元回归预测、径向基函数(RBF)神经网络和改进BP神经网络3个单项预测的最佳组合,来综合各项独立预测所包含的信息,并以条件假设按照参考、高、低3个方案预测分析某城市的用水需求情况,说明这种基于人工神经网络的组合预测方法在预测城市用水需求量时是一个准确高效的方法。     

石煤矿山酸性废水自净化机理及防治对策

矿山酸性废水环境问题一直是国际研究热点。该文以浙江省开化县废弃石煤矿山排放的酸性废水为调查对象,研究了其在自然环境下的自净化机理。结果表明,下游地表水水质并未因酸性废水的汇入而低于一类水质标准。通过对开化县汪川村废弃石煤矿硐酸性废水流动沟渠和下游汪川村溪流的水、底泥中铁、镉元素含量、赋存状态进行调查并辅以实验室模拟试验,得出三价铁离子在弱碱性水环境下的沉淀和对水溶态镉元素的吸附是矿山酸性废水自净化的关键。整个酸性废水自净化过程可以划分为3个阶段:地下缺氧环境下酸性废水生成-流动进入地表环境阶段,地表富氧环境下酸性废水流动阶段,地表弱碱性水环境铁元素沉淀阶段。基于矿山酸性废水的自净化原理,通过人为调节矿山酸性废水p H值和Eh值可促进AMD中铁元素氧化,并以水铁矿共沉淀和吸附作用去除水溶态镉元素。     

城市交通噪声级的自相关及功率谱分析

用求算自相关函数和DFT变换方法对8种车流密度情况下的城市交通噪声进行测算分析,求得自相关系数和自功率谱,得到城市交通噪声最佳采样速度和样本量,即采样的时间间隔应为4—5秒;采样的时间长度应等于或大于1000秒,如果快速采样,则必须增加采样数以保证1000秒的采样时间长度,为交通噪声自动监测仪的设计和操作提供了重要参数。     

老(旧)城区海绵城市改造探索与实践

以老(旧)城市水问题为导向,结合城市未来发展建设更新需求,坚持"系统构建、分区治理"的建设思路,通过优化调整现有排水分区,布置源头减排工程(建筑与小区、公园广场及道路LID改造项目)、过程转输控制工程(排水管网、调蓄池)和末端调蓄治理(泵站)等系统工程设施来构建海绵城市,综合实现工程总体治理目标。利用MIKE FLOOD分析模型和海绵城市监测系统评估工程建设成效,为海绵城市建设提供了可借鉴的建设经验。     

非平衡自组织理论在城市环境系统中的应用研究

结合国内外非平衡自组织理论应用的成功实例 ,本文对该理论在城市环境系统中的应用作了阐述并对该理论建模定量分析应用的特点进行了重点探讨 ,最后展望了该理论进一步深入研究的发展方向