基于不确定性的水资源配置双层模型及其实证研究

针对水资源管理系统的不确定性和复杂性,引入区间参数表达系统中的不确定信息,建立了反映水资源管理者和使用者之间层次关系的区间双层规划模型,并以北京市丰台区水资源管理系统为例进行实证研究.同时,基于交互式算法和模糊满意度算法,用Lingo软件编程求解,确定了丰台区水资源的优化配置方案.规划结果表明:丰台区水资源管理系统的供需水量基本达到平衡,75%的供水量来源于本地地表水和南水北调水源;规划期内的系统经济效益预期达到2.22×10~9~5.16×10~9元,COD排放量将达到1.47×10~4~1.89×10~4t.区间结果提高了优化方案的灵活性,系统满意度体现了上层决策者与下层决策者的交互.其次,通过设计4种COD最大允许排放情景,说明了不同的COD排放约束将对规划结果产生重要影响.最后,通过3种模型的对比分析可以为丰台区水资源配置提供不同发展情景下的优化方案.     

非点源污染河流水环境容量的不确定性分析

基于河流一维水环境容量计算模型和实测水文水质参数的统计分析,应用MonteCarlo模拟方法,分析模型各输入参数的灵敏度以及水环境容量值的概率分布,建立了非点源污染河流水环境容量的分期不确定性分析方法.本方法表达了由于获取的河流系统信息不确定性和非点源污染发生的随机性引起的水环境容量计算结果不确定性,给出了不同水文期在不同可信度下的河流水环境容量,为实现非点源污染的总量控制提供了可靠的基础.应用本方法,对长乐江的总氮水环境容量进行了不确定性分析.结果表明,根据水质控制目标,枯水期、平水期、丰水期中90%可信度的总氮水环境容量分别为487.9、949.8、1392.8kg·d-1,其中稀释容量是各水文期水环境容量的主要组成部分.据此,各水文期流域内的总氮现状入河量需削减1258.3～3591.2kg·d-1,丰水期是削减量最大的时期.不确定性分析方法计算得到的水环境容量是基于非点源污染河流水文水质状况的实际变化,这相对于按某一设计流量来确定水环境容量的常规方法更为科学、合理,拓展了水环境容量的研究思路和方法.     

气候变化的不确定性及其经济影响与政策含义

气候变化面临着大量的不确定性,因此不确定性就成为气候变化经济学研究的一个重点和难点。传统的成本收益方法都假定气候敏感性服从标准正态分布,并在此基础上设定效用函数和损失函数。斯特恩对这些方法提出了批评,指出气候变化问题不适用于边际分析。继《斯特恩报告》之后,以哈佛大学的魏茨曼为代表的经济学家对气候变化经济学中的结构性不确定性展开研究。魏茨曼指出气候敏感性应服从厚尾分布,这一观点既具有气候自然科学方面的基础,也得到了众多经济学家的认可。而传统的成本收益方法由于假定气候敏感性服从瘦尾分布,因此对气候敏感性、效用函数和损失函数的设定都存在偏误,从而低估了未来气候灾难发生的可能性及其可能造成的损害的程度。围绕厚尾分布的观点,魏茨曼提出并证明了"悲观定理",这一定理表明人们为了避免未来的气候灾难,愿意牺牲当前部分甚至全部的消费,从而在理论上揭示了不确定条件下气候变化公共决策的理论依据。他指出当前的减缓投资相当于是为了避免未来气候灾难的"保险",而当前减排行动所依据的正是预防原则。预防原则的来源,则是气候灾难这种小概率、大影响事件所导致的恐惧因素或者模糊厌恶。实证研究的结果表明,依据厚尾分布改变气候敏感性和损失函数,未来气候灾难可能带来的损失要远大于传统模型的结果。基于以上理由,魏茨曼批判了以诺德豪斯为代表的"缓行战略"和"气候政策斜坡"的政策建议,从而间接支持了《斯特恩报告》立即大幅减缓的观点。     

基于均匀实验设计的曝气池柔性设计方法

为了解决污水处理过程由于水质水量等不确定性参数偏离设计值所引发的问题,提出了一种基于均匀实验设计的曝气池柔性设计方法。该方法用均匀设计产生不确定性参数区域内具有代表性的不确定性情形,用因子设计生成应对这些情形的操作方案,在柔性瓶颈处通过直观分析寻找改进设计方案的策略。从案例研究可以看出,传统的没有系统化地考虑不确定性参数变化的设计方法,所设计的曝气池在一些不确定性情形下,可能无法正常运行,而本方法有助于避免这一缺陷。     

PM2.5中典型水溶性离子在线观测标准曲线优化研究

为了研究在线离子色谱法测定大气PM2.5中NH4^+、NO3^-、SO4^2-的不确定性来源,探讨了标准曲线的浓度范围及浓度梯度设置对离子浓度结果的影响,并对标准曲线设定方案进行了优化。结果表明:不同浓度范围的标准曲线对于NH4+的浓度结果有较大的影响,存在1. 87%~14. 91%的偏差,对于NO3^-、SO4^2-的影响较小,相对偏差分别为2. 94%和2. 82%;非均匀布点和均匀布点标准曲线定量NH4+的结果存在4. 15%~4. 25%的偏差,对于NO3^-和SO4^2-,相对偏差分别为0. 10%和5. 99%。对于二次拟合的NH4^+,在样品浓度波动较大时,可以将样品划分为低浓度范围和高浓度范围,分别选用低浓度段标准曲线和高浓度段标准曲线,以期得到更合理的浓度结果。     

提高应急实战能力

中国远洋运输（集团）总公司（以下简称“中远集团”）拥有和经营着800余艘现代化商船,年货运量达4亿万t,远洋航线覆盖全球160多个国家和地区的1500多个港口,船队规模居中国第一、世界第二。旗下船舶常年穿梭于国际航线,时刻经受着各种天灾、人祸的考验,安全运营具有很大的不确定性。     

环境模型不确定性分析方法综述

在环境模型不确定性分类的基础上,介绍了表达不确定性的数学表示方法。总结用于环境模型不确定性分析的各种数学方法,并分析其应用范围和优缺点。阐述了目前环境模型不确定性分析方法应用存在的问题和发展趋势。     

海底泥浆举升钻井系统钻遇天然气水合物时的动态风险分析

海底泥浆举升钻井(Subsea Mud Lift Drilling, SMD)系统属于双梯度钻井系统。在钻井过程中遇到天然气水合物层(Natural Gas Hydrate, NGH)时,NGH的分解和二次生成造成了重大的风险。为了预测风险事故,对环境因素和设备因素进行了分析。首先,在建立蝴蝶结模型后,利用映射算法将其转化为贝叶斯网络(Bayesian Networks, BN);其次,考虑不确定性影响,在BN中进行不确定性建模;然后,考虑设备因素的动态不确定性,通过转移概率矩阵将建立的BN转化为不确定性动态贝叶斯网络(Uncertain Dynamic Bayesian Networks, UDBN)。此外,还利用模糊理论和专家判断来量化设备故障的先验概率。结果表明,钻遇NGH层时,钻井风险概率比正常工况下有所增加。由于有天然气水合物的影响,发生风险的概率也变得具有不确定性。     

高校实验室:爆炸为何频发?

2009年10月23日下午,北京理工大学5号教学楼901微生物实验室,两名学生正在跟两名调试工程师学习刚买回来不久的实验仪器--厌氧培养箱的操作技巧,另外一名老师也在做自已的实验.突然,一声巨响,厌氧培养箱在调试过程中发生气体爆炸,约40平方米的实验室内,几乎所有的玻璃器皿均被震碎,西侧的玻璃门窗也被震坏,满地玻璃碎片.     

基于组合模型的PM2.5浓度预测及其不确定性分析

运用GIS软件及克里金（Kriging）插值等方法分析合肥城市圈PM_2.5浓度的时空分布,根据合肥市环境监测历史数据、地面气象站点数据及历史气象数据,采用多元回归分析、相关分析等方法,研究合肥市PM_2.5浓度的影响因素。结果表明:1）PM_2.5 浓度整体变化情况为冬季 > 秋季 > 春季 > 夏季,大部分城市PM_2.5浓度峰值出现在1月,之后浓度开始逐渐下降,7月达到最低值,此后浓度逐渐升高。2）PM_2.5浓度与CO呈高度正相关,相关系数高达0.875;与PM₁₀、SO₂、NO₂的相关性也较高;与O₃呈负相关。PM_2.5浓度与气压、风速、降雨量以及能见度呈负相关,与温度、相对湿度呈强正相关。基于2018—2019年合肥市地面站点PM_2.5浓度监测数据,构建预测PM_2.5浓度的组合模型:对比三次指数平滑模型,确定模拟退火+遗传+三次指数平滑为优组合模型,拟合度达到95%。通过Kappa及MAPE指数对组合模型不确定性进行分析评价,两者分别为0.654和0.072,说明该模型具有高度稳定性。恰当的预测因子组合和模型不确定性研究有助于模型预测精度的提升和改善,从而为大气环境质量监测和评价提供参考。