粒径对CO_2-煤焦气化反应速率的影响研究

煤气化作为煤炭高效清洁的利用方式之一,本文考察了颗粒粒径对CO_2-煤焦气化反应速率的影响。结果表明煤的颗粒大小对热解后焦的形成及焦-CO_2气化反应有较大的影响,相同温度下,煤焦颗粒越小越有利于焦-CO_2气化反应。同时用随机孔模型进行拟合,煤焦结构参数为0,说明随机孔模型难以用于高灰分含量煤焦气化动力学的计算。     

区域土壤重金属空间分布驱动因子影响力比较案例分析

土壤重金属空间分布受到自然和人为驱动因子的共同影响,识别并评价各驱动因子对土壤重金属空间分布的影响力,对解析区域土壤重金属污染源、研究重金属迁移规律以及探明重金属空间分布模式具有重要意义.为研究不同自然和人类活动背景下各驱动因子对土壤重金属空间分布影响的差异性,并寻找在异质背景下的高影响力因子,采用地理探测器和随机森林模型,以贵州省安顺市作为土壤重金属高背景值典型地区、辽宁省葫芦岛市作为人类活动高强度典型地区,探讨市域尺度下土壤pH、地面累年值年值气温、坡度、海拔、地面累年值年值降水量（08:00）、夜间灯光指数和县GDP这7个驱动因子的空间分异性,及其对研究区内5种重金属（As、Cd、Cr、Hg、Pb）空间分布的单独及交互驱动力强度.结果表明:安顺市As、Cd、Cr、Hg、Pb这5种重金属的质量分数平均值均高于葫芦岛市,但w（Hg）差异不明显;在市域内采样点平均间距为10 km的尺度下,安顺市和葫芦岛市土壤重金属分布受到自然因子的影响程度均强于人为因子;在异质环境背景下,安顺市和葫芦岛市土壤pH、海拔和县GDP的驱动能力较稳定,并且是对土壤重金属分布影响能力最大的3个因子,适宜在上述地区作为土壤重金属含量多元非线性回归模型的通用参数.研究显示,基于地理探测器的因子驱动力评价方法可以应用于评价其他因子对土壤重金属含量空间分布影响力,以及用于土壤重金属含量回归方程自变量的选择.      

基于典型相关系数和随机森林的水质预警方法

针对突发水污染事件提出一种高精度的预警方法.首先,通过模拟实验建立包含22种常见污染物的突发水污染事件数据库,然后采用典型相关系数准确揭示污染事件发生后多元水质参数之间的协同反馈规律.最后,基于多参数协同反馈规律构建“典型相关系数-随机森林”水质预警模型.结果表明预警模型对已知和未知污染物的平均准报率分别为96.78%和98.33%,对水质监测基线的平均误报率为0.16%.本研究成果可为降低突发水污染事件损失和保障供水安全提供有效的技术支撑.     

渤海风场的概率预测模型研究

风是海上溢油迁移扩散的关键动力因素之一,溢油区风场的精确预报是油膜漂移轨迹预测的基础。本文对渤海的历史风资料进行了相关分析,根据不同区域风的相关性和不同时段风的差异性,分别进行了渤海风的区域划分和时段划分;根据风在每两个指定方向转换的概率和风的平均持续时间,建立了渤海风场的概率预测模型。该预测模型生成的随机风时间序列能体现出历史风场的能量水平、周期性和方向变化,且与相应历史时期风资料的统计参数吻合良好,可为高精度海面溢油预报提供动力基础,也可为其他相关海洋动力学计算提供参考。     

基于高光谱遥感的镉污染潜在风险估算

为探究高光谱遥感快速监测镉污染的可行性,本文利用2002年以来农田土壤重金属镉实测数据,镉的标准原子光谱曲线数据,HSI(Hyperspectral Imaging Radiometer)高光谱遥感卫星数据,选取长江流域10个地区作为研究区,基于随机森林法估算镉污染的潜在风险空间分布值。结果表明:通过原子标准光谱曲线选择特征波段是可行的,能够极大简化特征波段选取流程;随机森林法具有估算土壤重金属镉含量的能力,预测准确度较高;长江流域镉污染超标问题普遍存在,大部分研究区超标率高于8%,其中上游地区镉污染较中下游地区更为严重,上游研究区镉污染超标率均大于20%。     

裂隙介质中Pu迁移的连续时间随机游走模拟

为更准确地模拟核素的非菲克迁移行为并寻求一种更合理的建模方法,根据一维裂隙岩柱中Pu(钚)迁移试验资料,利用基于不同联合概率密度的连续时间随机游走(CTRW)模型和传统对流-弥散方程(ADE)对Pu迁移的穿透曲线(BTC)进行了过程模拟,对比分析了ADE模型、CTRW-TPL模型、CTRW-TPLA模型和CTRW-ETA模型的拟合程度及适用性,进而选择出最优的模型对不同胶体浓度下Pu在裂隙介质中的迁移进行模拟研究.结果表明,相较于传统ADE模型,参数拟合后考虑吸附作用的CTRW-TPL模型能有效地描述非菲克迁移行为特征,CTRW-ETA拟合过程更易实现,但能为迁移行为的刻画提供的信息较少.研究还发现胶体的存在显著提高了Pu在裂隙介质中的迁移性,但胶体浓度超过某个临界值后,随着浓度升高Pu的迁移性反而减弱,在CTRW理论框架中,该过程表现为表征广义运移速度和弥散系数的参数值先增大后减小,而介质对溶质颗粒的平均吸附率先减小后增大.     

我国耕地利用效率的区域差异及其收敛性研究

基于地均种植业产值、地均劳动力及各种农业生产物质的投入情况,以耕地利用效率为主要研究对象,运用随机前沿生产函数方法计算了1990-2008年间中国各省区的耕地利用效率并对其时空变化规律进行了分析。研究表明:现阶段我国耕地利用仍以物资成本的投入为主,我国耕地产出的提高主要依赖于化肥使用量的增加,机械化程度的提高对其影响不大;我国耕地利用效率的整体水平不高,大部分地区耕地的实际产出与现有投入水平下的潜在产出之间存在较大差距,说明现阶段我国农业生产中存在着物质投入的严重浪费;近20 a来,我国耕地利用效率虽然逐渐提高,但提高的速率有着下降的趋势;省际间耕地利用效率有着明显的差异,而且表现出东、中、西部聚集的特征,与地区间经济发展差异不同的是,东部地区耕地平均效率最高,西部次之,中部地区的耕地利用效率最低;最后,在中国过去的近20 a里,全国范围内耕地利用效率虽有收敛的迹象,全域性的β-收敛特征并不显著,但中国的东、中、西三大地带内部却表现出较强的β-收敛特征。从区域收敛的稳态值看,东、西部地区的结果非常接近,而且均显示东部地带高于西部地带、西部地带高于中部地带的基本特征,这意味着随着时间的推移,中国的三大经济带将各自收敛于一个更高的耕地利用效率上。     

基于随机森林算法的云南昆磨高速公路气象风险研究

利用2018—2021年昆磨高速沿线交通气象观测站点数据,计算了总降水量及能见度低于500 m的天数,将其与地灾点、隧道点和桥梁点核密度以及道路曲率半径栅格数据输入到基于随机森林算法的预测模型中,最终昆磨高速危险路段回归预测结果R²值为0.790,P值为0.001,满足显著性检验要求,且预测结果与验证数据之间高度拟合。结果表明：(1)中度危险性以上路段集中在昆磨高速沿线“上—中”段的呈贡区、晋宁县、红塔区、峨山县、宁洱县以及景洪市,其中重大危险等级路段主要分布在景洪市和宁洱县;(2)从随机森林算法预测结果来看,隧道点核密度重要性占比为26%,能见度小于500 m的天数重要性占比为24%,2项综合占比为50%,说明隧道的分布和能见度低的天气状况对昆磨高速沿线行车安全影响最大。     

农业灌溉用水效率及其影响因素实证分析——基于随机前沿生产函数和新疆棉农调研数据

水资源是21 世纪的战略资源,提高农业部门水资源利用效率是水资源严重短缺的中国可持续发展的必然要求。论文利用“一步法”随机前沿生产函数模型评估了新疆地区806 户棉农的棉花生产技术效率及其影响因素,在此基础上采用单要素效率测算方法,借助Tobit 模型,考察棉花灌溉用水效率分布及其影响因素。研究结果表明：①新疆地区棉花技术效率与灌溉用水效率分别为0.85 和0.74,并且两种效率之间具有较高的相关性;②汉族农户以及采用滴灌技术和兵团经营方式的农户具有更高的技术效率与灌溉用水效率,而采用套种方式的农户两种效率较低;③棉花技术培训、每块土地规模的扩大有利于农户技术效率与灌溉用水效率的提高;④灌溉用水价格的提高有利于灌溉用水效率的提高。     

破坏水库水温分层系统的能量效率估算:以金盆水库为例

为指导高效节能的破坏水库水温分层技术及系统的选择,需建立统一的能量效率基准.根据质量守恒和热量守恒定律,求出分层水库水体完全混合后的水温,计算水库水体混合前后的重心;采用库容以及与水温相关的密度等数据,对水深方向各微小水层的势能进行积分得到水体总势能,混合后水体总势能的增加量即为破坏分层所需的最小理论能量,应用耗电量估算法得到破坏分层所产生的最小碳排量;破坏分层系统的能量效率为破坏分层的最小理论能量与实际输入能量之比.以西安金盆水库为例,采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,应用该方法估算了水库不同季节破坏分层所需最小能量和扬水曝气破坏分层系统的能量效率.采用数值模拟方法计算不同水位下的水库库容,计算破坏分层所需最小能量.结果表明随水体垂向温度梯度的增加而增大,在6~10月期间相对较高,7月达到最大值2432.08kW?h;该水库扬水曝气破坏分层系统的能量效率约为4%;在水温分层开始阶段运行破坏分层系统可有效降低破坏分层所需的能耗,减少碳排放量.