Assessment of physically-based and data-driven models to predict microbial water quality in open channels

In the present study,a physically-based hydraulic modeling tool and a data-driven approach using artificial neural networks (ANNs) were evaluated for their ability to simulate the fate and transport of microorganisms in a water system.To produce reliable data,a pipe network was constructed and a series of experiments using a fecal coliform indicator (Escherichia coli 15597) was conducted.For the physically-based model,morphological (pipe size,link length,slope,etc.) and hydraulic (flow rate) conditions were used as input variables,and for ANNs,water quality parameters (conductivity,pH,and turbidity) were used.Both approaches accurately described the fate and transport of microorganisms (physically-based model: correlation coefficient (R) in the range of 0.914 – 0.977 and ANNs: R in the range of 0.949 – 0.980),with the exception of one case at a low flow rate (q = 31.56 cm 3 /sec).This study also indicated that these approaches could be complementarily utilized to assess the vulnerability of water facilities and to establish emergency plans based on hypothetical scenarios.     

应用神经网络对地下水反硝化效果预测与验证

应用人工神经网络对生物脱氮工艺进行预测并验证。采用工艺参数如COD、NO3-N、NO2-N、DO等作为输入节点,COD、NO3-N作为输出节点。结果显示神经网络能够较好地预报出水的水质参数。出水硝酸盐和COD预测结果与试验结果符合得较好,相对误差分别在10％和5％范围内。     

城市湖泊的生态治理试验研究——以重庆市渝北区棕榈湖为例

随着中国城市化的快速推进,产生了一系列的环境问题,而解决因城市发展而带来的自然水体（如城市湖泊）污染及其治理问题是一项耗资巨大而又十分复杂的系统工程。就中国的经济实力而言,污水处理的技术经济指标往往是选择方案时必须首先考虑的问题。传统的活性污泥法基建投资大,运行费用高,且处理后的出水排入水体后仍将引起＂富营养化＂等环境问题。而人工湿地具有投资省,处理效果较好的优势,因而是一种非常值得探索和尝试的全新的处理方法。以该湖泊的人工湿地处理前后的水质效果进行对比分析,以期为今后相似的城市湖泊的生态治理提供一些借鉴。     

电网规划环境影响评价指标体系研究

为了预防电网建设对环境造成的不利影响,从源头上控制污染,最有效的方法之一就是对将要实施的电网规划进行环境影响评价。通过分析中国电网规划的概况,综合考虑生态、经济、社会和环境的关系,在大量电网规划环境影响评价实践的基础上,建立了既能满足环境管理的要幕,又具有可操作性的三级电网规划环境影响评价指标体系,包括对植被的影响等18项具体指标,实现了对电网规划环境影响的定量评价,为电网规划环境影响评价工作提供了参考依据。     

环境监测信息网络建设的探讨

随着信息社会的高速发展,计算机网络技术已经广泛地应用于社会各个领域,极大地提高了生产生活效率,为适应这一发展,提高环境监测在环境管理中的作用,环境监测信息网络建设就必须加快步伐,提高环境监测的相应速度,提高环境监测数据质量,加强环境监测数据及相关信息的应用,这是时代发展和环境管理日趋完善的必然要求,也是实现环境监测规范化的具体要求。在认识这种要求的同时,还必须认知目前环境监测信息网络建设中存在的差距与不足,还必须理顺环境监测信息网络建设和发展的思路,建立健全一系列环境监测信息网络建设、管理、保障措施,确保环境监测产品的利用最大化,为环境保护管理提供及时、科学的信息支持和保障。     

近地表土壤水分条件对坡面农业非点源污染物运移的影响

采用人工模拟降雨实验,研究了近地表土壤水分条件,尤其是土壤水分饱和条件对土壤侵蚀过程中农业非点源污染物运移的影响.结果表明,前期近地表土壤水分条件对土壤侵蚀过程中农业非点源污染物的迁移有着很大影响.饱和含水量时径流及泥沙中非点源污染物的流失浓度和流失量大于非饱和含水量,且前期近地表土壤含水量越大,径流及泥沙中农业非点源污染物的流失浓度和流失量越大.土壤氮素的主要流失途径是降雨所产生的径流,约占总流失量的90.4%～99.8%;土壤磷素的流失途径是降雨径流和侵蚀产沙,分别占总流失量的2.67%～23.5%和76.5%～97.3%.同时,土壤质地对磷素养分的流失有很大影响,杨凌土随泥沙流失的DP浓度和流失量均大于安塞黄绵土.最后,提出了采取最佳管理措施等控制农业非点源污染的针对性建议.     

莱州湾滨海平原咸水入侵分析与趋势预测——以山东省广饶县为例

文章以鲁北平原山东省广饶县为例,阐述了咸、淡水形成的地质背景、咸淡水变化带形成与演化;分析了大规模开发利用地下水引起的咸水入侵的历史与现状;采用非确定性模型方法对咸水入侵趋势进行了预测,提出了缓解咸水入侵的对策与建议。取得的主要认识和结论为:(1)鲁北平原自山前冲洪积扇向莱州湾滨海平原,地下水水质具有水平和垂直分带特征;(2)20世纪70年代中期大量开采南部地下淡水后,地下淡水水位持续下降,破坏了咸淡水之间的水动力平衡,北部咸水向南入侵,引起淡水咸水、机井报废等一系列环境地质问题;(3)预测结果表明,在不采取调控措施情况下,咸淡水界面以每年平均240m速度向南部推进;(4)人工回灌、营造淡水帷幕并减少淡水区开采量是防止咸水入侵的有效途径。     

贝叶斯规整化BPNN定量流域非点源污染负荷研究

将贝叶斯规整化BP神经网络(BRBPNN)应用于渭河流域非点源污染、社会和经济之间相互作用的研究。采用相关系数法确定输入变量为"降雨"、"种植地"、"草地"、"人口密度"和"羊密度",输出变量为总氮负荷。结果表明用BRBPNN定量非点源污染负荷是可行的,综合选择最优网络模型结构为BRBPNN(3c-7-1),其训练集和预测集相关系数分别为1.0000和0.9780,对应的均方误差分别为88.32和3.21×102。采用权值理论分析各输入因子对网络的贡献,依次为"降雨">"羊密度">"种植地"。该研究可为流域非点源污染的治理提供依据。     

地震灾害下城市供水网络韧性评估及优化研究

为提升城市供水网络应对地震灾害的能力,基于性能响应函数(PRF)方法,引入基础设施网络均衡理论,设计综合考虑城市供水网络物理状态和输送能力的性能时程响应函数,构建贯穿结构和功能双维度的地震灾害下城市供水网络韧性评估方法;从灾害概率、灾害后果、恢复速度、恢复程度等4个关键因素出发,提出城市供水网络网状扩张、管道延性改造、增加恢复资源和提升恢复储备等韧性优化策略;以我国华东某市供水网络为例,定量评估不同优化策略下的韧性提升效果,提出不同决策场景下恢复资源r和恢复储备b的优化配置方法。结果表明:管网延性改造是提升供水网络韧性的有效措施,网状扩张能提升供水网络性能,但对韧性提升无明显作用,网状扩张后要注意增加网络恢复资源和恢复储备。     

基于APRIORI-TAN的交通事故伤害分析与预测*

为探究道路交通事故因素和事故伤害的相关性,以2 467起涉及人员伤亡的交通事故为数据集,运用Apriori算法分别挖掘事故伤害关联规则,并结合社会网络分析的可视化和核心-边缘分析构建受伤事故和死亡事故的关联规则网络。结果表明:事故伤害程度与事故时间、道路条件和交通环境等因素关系紧密,尤其死亡事故与碰撞固定物、人行横道事故、高速公路、高速道路、非市区、酒驾和超速存在高相关性。基于树型贝叶斯网络（TAN）构建事故伤害程度的预测模型,预测结果准确率可达87.56%。