基于频率比模型和随机森林模型耦合的地质灾害易发性评价

目前利用机器学习进行易发性评价时,非地质灾害单元通常是在研究区范围内随机选取,会导致部分非地质灾害单元落在潜在地质灾害单元之上,造成模型评价结果偏差,所以非地质灾害单元的有效选取成为当前易发性评价的难点问题。以浙江省长兴县李家巷镇为研究区,选取高程、坡度、坡向、剖面曲率、岩组、距水系距离、距断层距离、归一化植被指数和土地利用这9个环境因子作为评价指标,利用频率比模型(frequency radio, FR)进行非地质灾害单元的选取,然后选用随机森林模型(random forest, RF)进行地质灾害易发性评价,并与未经有效筛选非地质灾害单元的RF模型结果进行对比分析。结果表明,与RF模型相比,FR-RF模型的特异性(Specificity)提升了9.51%,说明对非地质灾害单元的预测能力显著提升,同时敏感性(Recall)提升了13.71%,说明对地质灾害单元的预测性能也大幅提升,受试者工作特征曲线下的面积(area under curve, AUC)和准确率(Accuracy)分别提高了6%、11.66%,模型整体性能及预测能力得到改进;地质灾害极高和高易发区主要分布于存在碎屑岩和...     

侧部点式排烟模式下烟气分层特性研究

引入烟气掺混影响长度的概念,针对侧部点式排烟模式下不同火灾热释放速率、排烟流量等变化条件,对烟气层厚度、烟气层温度及水平流动速度随烟气水平蔓延的变化情况进行了数值模拟研究。结果表明:烟气掺混影响长度与排烟流量成正比例增长关系;排烟流量较小时,烟气存在明显分层,随着排烟流量的增大,烟气层与冷空气层剧烈掺混,烟气层变得紊乱,看不到明显的分层现象;同一纵向条件下排烟口附近上层烟气层的流速值随排烟流量增加呈现先增大后减小的趋势,不同纵向条件下排烟口外侧烟层流速较低,距离排烟口越远时,侧向排烟对烟气蔓延的抑制作用越弱;排烟流量对于烟气层稳定性的抑制作用主要集中在排烟口处及排烟口与隧道端部区段。     

平寨水库夏季热分层期间水化学及溶解无机碳变化

为探究喀斯特地质环境下的水库水化学及溶解无机碳的空间特征,选取了典型喀斯特地区贵州省黔中水利枢纽工程水源区平寨水库作为研究区,于夏季热分层期间(2019年7月)对平寨水库进行分层采样,对水体主要理化数据及溶解的无机碳碳同位素进行分析.结果 表明:(1)平寨水库在夏季存在明显的热分层现象:表水层(0～-10 m)、温跃层(-10～-30m)、恒温层(-30～-60 m).水温随着深度的增加呈下降趋势,最后趋于稳定(7(平均):25.62～ 12.43℃),水体pH值、溶解氧(DO)、电导率(EC)、叶绿素a(Chl-a)等物理化学性质在垂向上也出现了明显的分层;(2)平寨水库水化学类型为HCO3+SO4-Ca型,其水体水化学主要受碳酸盐岩平衡体系控制;(3)水体溶解无机碳(DIC)及其同位素组成(δ13 CDIC)变化:DIC浓度随水体深度增加而逐渐升高(DIC(平均): 1.8～3.03mg·L-1),δ13CDIC呈偏轻趋势(δ13CDIC(平均):-6.23‰-11.45‰).分析认为,太阳辐射、水生生物的分布状况及其光合作用和呼吸作用强度、有机质分解程度等在不同深度存在差异,使水体理化性质和DIC出现了显著的分层,进而影响δ13CDIC的分馏.碳酸盐岩的溶解与沉淀对DIC含量及其稳定同位素分馏影响不大.     

基于随机森林回归的茶园扩张驱动机制分析

茶园开发与扩张是土地利用/覆被变化(LUCC)的典型过程之一,与区域农业发展和土地可持续利用密切相关。以我国优质绿茶主产区——信阳市浉河区为例,结合遥感影像、土地利用等多源数据,探索1990—2015年浉河区茶园分布时空演变格局。以像元和乡镇尺度的自然和社会经济等26个因子为自变量,以茶园变动情况为因变量,采用随机森林回归方法,探讨1990—2000和2000—2015年茶园扩张的驱动机制。结果表明:(1)浉河区茶园主要分布于丘陵区和浅山区,1990—2000年茶园面积快速扩张,面积增加65.2%,2000—2015年茶园扩张速度放缓。茶园主要向西北和东南的水源和公路方向扩张。(2)1990—2000和2000—2015年2阶段,像元尺度的茶园距城区中心距离、距农村居民点距离和土壤特性以及乡镇尺度的坡度和平均高程等驱动因子重要性均较高。随着经济发展和技术进步,邻域土地利用情况、土壤条件等自然驱动因子对茶园扩张的限制性降低,空间社会经济条件对茶园开发与扩张越发重要。(3)茶园扩张对各主要驱动因子的边际依赖性强,在驱动因子不同梯度间差异明显,茶园扩张倾向于发生在距农村居民点距离2 km内,乡镇尺度平均坡度为16～18°的区域。(4)随机森林回归方法结合多源信息,能够较好地挖掘研究区茶园扩张驱动机制,为改善区域土地利用提供一定决策支持。     

双组分重金属在分层土壤中的迁移研究

尾矿库用来堆积矿产资源开采过程中产生的矿物废料,其重金属种类多,含量高,储存量大,影响范围广。尾矿长期堆放严重污染库区水生态环境,是目前重金属污染的主要来源之一。以德兴铜矿5号尾矿库为背景,建立了简化的分层土柱模型,研究双组分重金属离子在成层土壤中的运移规律。选择常见的铜、铁离子为污染物,通过测定不同深度处渗滤液中金属离子质量浓度,观测其在分层土柱中的迁移情况。结果表明:土柱中同一深度铜、铁离子质量浓度随时间延长而升高,初始阶段增速较大后逐渐降低;在垂向上,距离污染源越远离子质量浓度越低,且这种关系能用对数函数描述。黏土层对金属离子的迁移能起到有效的阻滞作用,试验结束时对铜、铁离子的阻滞净化效率分别可达88.98%、93.04%,但长期的渗透作用终会使污染物穿透黏土层,并更快地向下发展。双组分重金属离子共存时,迁移过程中金属离子之间会相互影响,与单个铜离子的运移对比,铁离子的加入使渗滤液中铜离子的质量浓度升高,且随着试验进行铜离子质量浓度升高幅度越来越大。铁离子的加入使30 cm深处渗滤液在第7 d时铜离子质量浓度增加了1.13%,第70 d时增大幅度达到8.62%。尝试性提出了防渗层阻滞净化效率的估算方法,反映防渗层工作状态及估计其有效使用时间,为尾矿库重金属污染预防和治理提供参考。     

区域能源效率测算及影响分析——基于三阶段DEA方法

文章运用三阶段DEA方法,测算了2010～2017年间全国30个省、市能源效率,并将剔除环境要素和随机扰动影响的效率值与传统DEA分析结果进行比较.结果显示,剔除环境要素和随机扰动之前,我国绝大多数省规模效率高于纯技术效率,导致规模效率被高估,存在投入不足的情况;通过三阶段DEA结果,中国地区间规模报酬都处于递增趋势,...     

基于InVEST模型的太行山沿线地区生态系统碳储量时空分异驱动力分析

提升区域的碳汇能力是中国生态文明建设的重点战略方向,是促进经济社会发展绿色转型的重要举措。太行山区是中国华北地区重要的生态屏障,其生态系统拥有良好的碳汇能力。研究太行山区生态系统碳储量时空分异特征及其影响驱动机制,对华北地区落实国家“双碳”工程建设,提升区域释氧固碳能力,乃至全面提升区域生态环境质量具有重要的意义。以太行山区为例,基于2005、2010、2015、2020年太行山区四期土地覆盖及碳密度数据,使用InVEST模型估算研究区碳储量,使用地理探测器探索驱动碳储量空间分异的主要因子,分析驱动机制。研究结果表明,(1)在2005—2020年期间,太行山区的土地利用类型发生明显变化。林地、建设用地土地利用面积增加,耕地、草地土地利用面积减少。耕地和草地主要转化为建设用地,同时也有一部分耕地转化为林地。(2)太行山区碳储总量在1.48×10⁹—1.50×10⁹t之间,整体逐渐增加。从土地类型来看,碳储量占比由大到小依次为：林地、耕地、草地、建设用地、水域、未利用地。林地增加是太行山区碳储量增加的主要原因;(3)太行山区碳储量空间分异主要受地...     

雾天高速公路交通安全气象风险模型研究

利用2012年1月至2017年3月苏皖地区京沪、京台、宁洛高速公路路段雾天交通事故信息及沿线气象站观测资料,以小时内事故发生概率作为雾天交通安全状态的表征指标,采用随机森林-递归特征消除算法从能见度、相对湿度、风、气温、变温、发生时间等信息中选择14个重要变量,建立雾天高速公路交通安全气象风险模型,并开展应用与检验。结果表明：80.85%的事故样本对应较高及以上风险级别,其中高风险和极高风险的比例分别为27.66%和42.55%;同时,89.93%的对照样本发生在极低和低的安全风险级别内;模型预测精度较高,可以为雾天环境下的交通气象服务及防灾减灾工作提供一定参考。     

基于事故健康后果的应急疏散策略评估

依据事故的健康后果,评估应急响应策略(ERP).将研究区域分为形状和大小各异的节点,节点之间通过连线连接,用来表示该区域的道路系统.将人员在节点间的转移作为随机过程,采用离散随机Markov模型模拟疏散者的运动.对Markov模型求解,根据平均剂量估计人员的健康后果,评估ERP的有效性.针对不同事故极端现象对人员的影响方式,根据剂量-反应关系计算疏散过程中人员受到的健康影响(死亡或受伤等),得出事故的健康后果.依据不同ERP的健康后果来评价其优劣,优化应急策略.     

土朱矿井急倾斜煤层采煤方法改进

湖南省煤业集团金竹山矿业公司土朱井田位于涟邵煤田金竹山矿区西南部,根据该矿井的地质特点,采用斜切分层采煤法实施急倾斜煤层开采,避开了巷道式采煤法的缺点和不安全因素,水平分层开采使用电器运输设备和生产效率低的不足,达到了减轻劳动强度、提高安全系数和降低安全管理难度,达到了高产高效的目的。该采煤方法对于其他区域同类地质条件的煤层开采,也有一定的借鉴意义。