A multi-objective optimisation approach to water management

The management of river basins is complex especially when decisions about environmental flows are considered in addition to those concerning urban and agricultural water demand. The solution to these complex decision problems requires the use of mathematical techniques that are formulated to take into account conflicting objectives. Many optimization models exist for water management systems but there is a knowledge gap in linking bio-economic objectives with the optimum use of all water resources under conflicting demands. The efficient operation and management of a network of nodes comprising storages, canals, river reaches and irrigation districts under environmental flow constraints is challenging. Minimization of risks associated with agricultural production requires accounting for uncertainty involved with climate, environmental policy and markets. Markets and economic criteria determine what crops farmers would like to grow with subsequent effect on water resources and the environment. Due to conflicts between multiple goal requirements and the competing water demands of different sectors, a multi-criteria decision-making (MCDM) framework was developed to analyze production targets under physical, biological, economic and environmental constraints. This approach is described by analyzing the conflicts that may arise between profitability, variable costs of production and pumping of groundwater for a hypothetical irrigation area.     

BASIN SCALE WATER MANAGEMENT AND FORECASTING USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS1

ABSTRACT: Water scarcity in the Sevier River Basin in south‐central Utah has led water managers to seek advanced techniques for identifying optimal forecasting and management measures. To more efficiently use the limited quantity of water in the basin, better methods for control and forecasting are imperative. Basin scale management requires advanced forecasts of the availability of water. Information about long term water availability is important for decision making in terms of how much land to plant and what crops to grow; advanced daily predictions of streamflows and hydraulic characteristics of irrigation canals are of importance for managing water delivery and reservoir releases; and hourly forecasts of flows in tributary streams to account for diurnal fluctuations are vital to more precisely meet the day‐to‐day expectations of downstream farmers. A priori streamflow information and exogenous climate data have been used to predict future streamflows and required reservoir releases at different timescales. Data on snow water equivalent, sea surface temperatures, temperature, total solar radiation, and precipitation are fused by applying artificial neural networks to enhance long term and real time basin scale water management information. This approach has not previously been used in water resources management at the basin‐scale and could be valuable to water users in semi‐arid areas to more efficiently utilize and manage scarce water resources.     

浙江省生态环境可持续发展评价指标体系的建立

生态环境的可持续发展评价是生态安全与生态建设中的重要内容。本研究应用主成分分析法，收集浙江省1990～2000年的数据，对评价指标进行初步筛选．同时采用德尔斐法进行专家咨询，得到评价指标的分层排序。最后从初选的54个评价指标中，根据主成分分析法、专家咨询法的指标筛选结果，结合有关国家及地方生态环境建设规划，建立了由40个指标组成的浙江省生态环境可持续发展评价指标体系。     

河南省旱涝灾害的地域分异规律和减灾对策研究

河南省地处我国南北气候过渡地带,自古以来就以旱涝灾害频繁而著称。根据旱涝灾害的地域分异特点,可将全省分为五个区。减轻旱涝灾害的主要措施是:加强水利建设,进一步开发地下水;扩大引黄灌溉、抗旱、补源面积;走旱作农业的道路,广泛提高农田抗灾水平。     

城市燃气管网的地震紧急处置系统研究

燃气管网的地震破坏有时会导致火灾、爆炸等严重的次生灾害。城市中的燃气管网系统若能具备地震紧急处置功能,在地震来临时及时采取自动关闭燃气供应阀门等紧急处置措施,可以避免或减少此类次生灾害的发生。介绍了普遍用于燃气管网日常调度管理的SCADA系统的组成与工作原理,探讨了在SCADA系统中加入地震紧急处置功能的可行性,并基于ArcGIS地理软件,通过VBA二次开发编制了燃气管网的地震紧急处置模拟程序,为燃气管网地震紧急处置系统的实现提供了一定依据。     

《大气污染防治行动计划》对郑州市冬季PM2.5浓度及化学组成影响

基于《大气污染防治行动计划》实施前后,在污染严重的冬季（2013年和2018年12月同期）,采集郑州市监测站的PM_2.5样品,分析PM_2.5化学组成,通过对比分析PM_2.5中的EC、OC、水溶性离子和金属元素的浓度变化来评估PM_2.5浓度及化学组成的变化,同时选取不同阶段重污染过程,探究PM_2.5浓度及组成的变化. 结果表明：①郑州市冬季ρ（PM_2.5）平均值由2013年的（215.38 ±107.28） μg·m^-3 下降至2018年的（77.45 ±49.81） μg·m^-3,下降率高达64%. ②PM_2.5中EC、K⁺、SO₄^2-和Cl^-,分别下降了85%、80%、78%和72%;OC、NH₄⁺和NO₃^-下降幅度较小,分别为50%、41%和32%. ③与2013年冬季相比,2018年冬季OC/EC的值升高了2.6倍,二次有机碳在OC中占比升高至57%;同时,硫氧化率和氮氧化率的值分别升高了1.5倍和1.0倍,表明郑州市二次污染较为严重,二次转化程度升高. ④NO₃^-/SO₄^2-（质量比）由2013年的0.8 ±0.2升高至2018年2.5 ±1.0,表明郑州市移动源贡献上升并且超过固定源成为冬季大气污染的主要来源. ⑤不同阶段重污染过程对比结果显示,与2013年相比,2018年重污染过程中PM_2.5浓度下降显著,峰值浓度下降了61%,主要化学组成由OC、NO₃^-、SO₄^2-和NH₄⁺变为OC、NO₃^-和NH₄⁺. 研究结果表明郑州市一次排放源管控取得了显著的成效,但二次生成对PM_2.5贡献呈现升高趋势,因此未来需要关注二次生成的影响.     

新发展阶段我国企业水信息披露评价研究

推动绿色发展,促进人与自然和谐共生是我国社会主义建设新时期的重点方向与方略。绿水青山就是金山银山,水信息披露作为治理企业水污染的首要环节、重要手段,在国内还未充分引起企业与有关部门的重视。本文通过构建中国上市公司水信息披露指标体系,弥补了我国多年来在水信息披露评价体系中的不足。基于该指标体系,结合三维度打分法、层次分析法和内容分析法,本研究人工搜集整理既往企业水信息并从披露整体情况、披露水平以及披露内容三个方面分析了我国上市企业水信息披露现状。结果表明,现阶段我国企业水信息披露还存在披露程度低、披露差异明显、披露内容可靠性不强等问题,其根源来自政府政策滞后、社会面监督不充分、企业战略缺失等因素。为此,本文从健全水信息披露框架、完善法律制度、落实法律监督、建立新闻发布制度、引导金融机构参与等方面为推动企业水信息披露提供建议。     

农业生态与土地退化的土壤微形态研究

简要地介绍了土壤微形态研究方法及其在农业生态与土地退化研究中的应用,并回顾了近20a的国际土壤微形态研究的内容与进展.在过去的20a中,土壤微形态学在概念、现象的解释、分析技术'以及应用上都取得了前所未有的进展.特别在样品脱水方法、荧光分析、图象处理及定量分析技术上得到很大的发展.植物根系与土壤微结构的关系,土壤改良对结构的影响等方面研究取得一定的成就.利用土壤微形态研究农业生态系统中的根系与根际的生态过程,作物对水分和养分的吸收过程,人为活动对土壤退化,熟化的微形态指标,以及利用微形态指标评价人为因素在现代土壤过程中的作用等,是土壤微形态研究的最新动态.     

专家系统在废水生物处理操作和控制中的应用

本文介绍了国外近二十年来专家系统在废水生物处理工艺控制领域的应用及开发的典型系统,分析了废水生物处理工艺难于控制的原因、各类系统的结构和特点及目前废水处理专家系统的不足,探讨了废水生物处理专家系统今后应深入研究的问题及方向     

BPA暴露对本体和子代胰岛β细胞转录组差异对比分析

双酚A(BPA)作为一种典型的环境内分泌干扰物,与二型糖尿病和肥胖症等代谢类疾病密切相关.在这项研究中,旨在探讨BPA直接暴露以及围产期暴露对本体和子代胰岛β细胞影响的差异,从而实现对不同易感人群的精准预防与治疗.通过对GEO数据库中GSE126297和GSE82175两个数据集进行分析,共筛选出108个共有的差异基因...