基于SPA-VFRM的城市要害系统综合应急能力研究

为反映城市要害系统综合应急能力的发展现状及过程,在分析城市要害设施系统构成与面临的主要灾害类型基础上,提出从充分性、精确性、抵御性和及时性4个维度评价应急能力的思路,建立城市要害系统综合应急能力评估指标体系,并应用层次分析法与变异系数法确定指标综合权重,结合集对分析（SPA）与可变模糊识别模型（VFRM）构建城市要害系统综合应急能力的评价模型;运用该模型实证分析某市要害系统综合应急能力发展现状。实证表明:该市要害系统综合应急能力呈现“波浪式升高”的动态发展趋势,灾害抵御能力是构成综合应急能力的主要方面;3种方法的评价结果排序基本一致,表明该模型的评估结果稳健、可靠,能够有效反映城市要害系统综合应急能力发展情况。     

Improving biodegradation potential of domestic wastewater by manipulating the size distribution of organic matter

Carbon source is a critical constraint on nutrient removal in domestic wastewater treatment. However, the functions of particulate organic matter (POM) and some organics with high molecular weight (HMW) are overlooked in the conventional process, as they cannot be directly assimilated into cells during microbial metabolism. This further aggravates the problem of carbon source shortage and thus affects the effluent quality. Therefore, to better characterize organic matter (OM) based MW distribution, microfiltration/ultrafiltration/nanofiltration (MF/UF/NF) membranes were used in parallel to fractionate OM, which obtained seven fractions. Hydrolysis acidification (HA) was adopted to manipulate the MW distribution of dissolved organic matter (DOM) and further explore the correlation between molecular size and biodegradability. Results showed that HA pretreatment of wastewater not only promoted transformation from POM to DOM, but also boosted biodegradability. After 8 hr of HA, the concentration of dissolved organic carbon (DOC) increased by 65%, from the initial value of 20.25 to 33.48 mg/L, and the biodegradability index (BOD5 (biochemical oxygen demand)/SCOD (soluble chemical oxygen demand)) increased from 0.52 to 0.74. Using MW distribution analysis and composition optimization, a new understanding on the characteristics of organics in wastewater was obtained, which is of importance to solving low C/N wastewater treatment in engineering practice.     

基于OAT-GIS技术的地下水污染风险评估指标权重敏感性分析

权重赋值准确性是地下水污染风险评估结论可靠性的重要基础,分析并量化指标权重敏感性是验证权重赋值准确性的难点。以我国37个危险废物填埋场为研究对象,基于构建的填埋场地下水污染风险排序指标体系,利用多准则决策分析模型（MCDA）中的层次分析（AHP）模块对各指标进行权重赋值;利用计算所得的权重最小变化量,基于OAT（one-factor-at-a-time）方法,应用MCDA的权重敏感性分析模块对14项指标权重进行依次改变,得出14项指标的权重敏感性大小;分析指标权重赋值过程中的不确定性,并基于地理信息系统（GIS）平台,开展可视化的空间数据统计与分析。结果表明：我国37个危险废物填埋场地下水污染风险评估的14项指标中,使用年限、渗滤液量和地形坡度3项指标权重改变后,填埋场地下水污染风险排序变化最大,即这3项指标权重敏感性最高;而包气带渗透性系数指标权重改变导致的风险排序变化最小,说明其权重敏感性最低。该方法可以有效地分析、验证指标权重赋值的准确性,识别权重赋值的不确定性,帮助相关决策者有针对性地进行风险管理。     

静脉产业类生态工业园区标准的研究

以静脉产业和静脉产业类生态工业园区的基本概念为基础,深入分析了我国建立静脉产业类生态工业园区标准的重要意义. 选取经济发展、资源循环与利用、污染控制和园区管理4个方面共20个指标,构成静脉产业类生态工业园区评价指标体系,旨在全面、准确地反映静脉产业类生态工业园区的建设水平. 经过综合分析,确定采用层次分析(AHP)法对评价指标体系进行权重计算. 根据权重分析结果可得出如下结论:静脉产业类生态工业园区的建设重点应为提高资源循环利用率和保障环境安全,污染控制以固体废物的安全处置为主. 最后,对该评价指标体系进行了可行性分析,该方法所设定的各项指标在经济上、技术上、可操作性上都是可行的. 依据该评价方法,制定了国家《静脉产业类生态工业园区标准》.      

分段变速加载对含瓦斯突出煤力学特性影响试验研究

为探究采动应力变化对含瓦斯突出煤力学特性的影响,利用RLW-500G煤岩三轴蠕变-渗流试验系统,对新景矿含瓦斯突出煤进行了不同围压和瓦斯压力下的常规三轴和分段变速加载力学试验。结果表明:煤样在2种应力路径下的全应力应变曲线均可分为压密、线弹性、塑性变形、应力跌落和残余应力5个阶段;随着围压的升高或者瓦斯压力的降低,煤体在2种应力路径下的强度和弹性模量均增大;相较于常规三轴,煤体在分段变速加载路径下的强度普遍增大,峰值轴向应变、峰值环向应变绝对值和峰值体积应变绝对值也普遍增大,失稳破坏瞬间应力跌落和能量释放更加剧烈。Mohr-Coulomb强度准则仍然适用于分段变速加载条件下的含瓦斯突出煤,该研究对于认识煤与瓦斯突出的发生机制具有一定的指导意义。     

基于熵技术的尾矿库安全模糊综合评价体系研究

在以往对尾矿库安全评价时,常常只对尾矿库的地质情况、坝体结构、防洪能力和坝体稳定性等进行安全度计算,然后评价尾矿库安全性,但都未能全面综合地判定尾矿库的安全运行状况。针对尾矿库安全评价具有定性指标多、定量指标少、评价主观性过强、客观性偏弱等特点,建立涵盖坝体稳定性、排洪安全性、输送及排放安全性、监测可靠性、管理全面性为一级指标的尾矿库安全现状评价指标体系。利用信息论中熵的概念计算客观权重的方法,避免人为主观的影响,提出尾矿库安全模糊综合评价模型。应用该模型对陕西省某尾矿库的安全现状进行评价,根据评价结果并结合评价指标的权重探索尾矿库存在的安全隐患,为进一步整改提供理论依据,具有一定的使用价值。     

基于BP神经网络不同输入变量的爆破振速预测

以某隧道爆破开挖为实例,利用BP神经网络解决复杂非线性函数逼近问题的能力,以最大段药量、爆心距、爆破分段数、泊松比、岩石基本质量指标作为影响爆破振动速度的主要因素,选取不同维数的输入变量建立BP神经网络模型来预测爆破振动速度。对比分析各组预测值与实测值之间的相对误差,选取合理维数的输入变量建立了爆破振动危害预测的BP神经网络模型。     

基于G1-VPRS-MIE多层次灰色理论的引水明渠运行风险评价

引水明渠的安全运行风险评价对减少和预防其在输水运行过程中的灾害发生、提高其在运营期间的社会经济效益具有重要的意义。为了对引水明渠在运行期间的风险进行合理赋权和评价,通过科学合理的方法构建了多指标参数的明渠运行风险影响因素指标体系,包括主体结构风险、自然风险、水污染风险、组织管理风险和运行调度风险5个风险因子子系统及20个二级指标在内的评价指标体系;运用G1和VPRS法分别确定各指标的主观权重和客观权重,结合MIE理论优化指标权重;根据明渠工程的运行特点,选取多层次灰色理论计算引水明渠运行风险值,并根据相关规范和安全风险评价实践确定风险评价等级。将该模型应用于引大入秦工程中,结果表明:采用序关系分析法(G1法)和变精度粗糙集理论(VPRS)并结合最小信息熵原理(MIE)的权重确定方法(G1-VPRS-MIE),不但避免了层次分析法过度依赖专家的主观经验、克服了粗糙集理论在边界刻画的局限性,而且弥补了主观和客观方法相结合的不足;对于指标权重的确定更加客观合理,既能满足所得权重的客观性,也能保证评估结果具有一定的解释性,同时能够减少单一权重计算的偏差;多层次灰色评价模型对于引水明渠安全运行风险等级的确定较为有效,并得出其风险等级为中等偏高,与实际情况一致。研究成果为引水明渠工程安全运行提供了一定的参考,同时可为类似气候环境的引水明渠区域规划、设计、施工提供有效的借鉴。     

基于改进DEA交叉效率模型的洪水灾害区域脆弱性评价

为了评价洪水灾害区域脆弱性,提出了应用改进DEA交叉效率模型和熵权法相结合的洪水灾害区域脆弱性评价方法。首先,在洪灾形成理论的基础上,构建洪灾区域脆弱性指标体系和评价标准;其次,应用改进DEA交叉效率模型计算不同区域的成灾效率,利用熵权法计算权重集结全局成灾效率。根据成灾效率的实际意义分析不同区域脆弱性的相对大小。最后,选取我国各省份洪灾作为实证分析的研究对象。研究结果表明:该方法能够准确评价区域洪灾脆弱性程度,评价结果与实际情况一致,具有较好的适用性。     

城市生态安全多层次灰色综合评价

从城市生态安全的基本内涵出发,根据压力(pressure)-状态(state)-响应(response)模型,从生态系统压力、生态系统状况、生态系统响应3方面构建一个4层次的城市生态安全评价指标体系,运用灰色系统理论,构建了城市生态安全多层次灰色综合评价模型,并结合实例进行计算。评价结果与实际情况基本相符,表明该模型能有效地利用评价指标的信息,所给出的综合评价值既能用于描述所评价城市的生态安全状况,亦可对不同城市的生态安全状况进行比较,对更加科学合理地评价城市生态安全状况具有参考价值。