基于改进FWA-NN的污水处理过程溶解氧浓度预测

为实现对污水处理过程溶解氧质量浓度的实时准确预测,提出了一种改进的混沌烟花混合优化算法并构建了基于改进算法的神经网络在线软测量模型.结合污水处理过程的数据特征,定义了一项新的样本相似度衡量指标用于提取更具代表性的建模数据.在改进算法中,为提高基本烟花算法初始成员的质量,定义了一种改进的两级正弦混沌映射并利用混沌运动的遍历性精选烟花算法的初始群成员;通过融合混沌算法改进了基本烟花算法的搜索机制,基于设定准则将寻优过程分为两阶段并采用两分群同时进行.测试结果表明改进算法的收敛速度和收敛精度有较大程度提高.将改进的软测量建模方法和样本数据提取方法用于污水处理过程溶解氧质量浓度软测量建模,应用结果表明该模型的均方根误差和平均泛化误差分别为0.0175和0.0118,具有较强的泛化性能.     

基于模糊隶属度的多核SVR遥感水深融合探测

遥感是海岸带浅海和岛礁周边水深探测的重要手段,支持向量回归(SVR)是广泛应用于数据回归的机器学习模型。本文将SVR引入多光谱遥感水深探测,针对单核SVR模型在浅水区水深反演中误差较大的问题,以单核SVR模型反演不同水深段的模糊隶属度作为决策融合因子,提出了基于模糊隶属度的多核SVR遥感水深融合探测方法,并以我国西沙群岛中的北岛为实验区,与单核SVR模型和传统的对数线性水深遥感模型开展对比实验。实验结果表明:1)基于模糊隶属度的多核SVR融合模型在25 m以浅的水域,平均绝对误差0.99 m,平均相对误差8.2%;2)融合模型的平均相对误差分别比以RBF、Sigmoid、多项式、线性为核函数的四种单核SVR模型提高了1.7%、4%、4.4%、4.8%,比对数线性模型提高了5.5%;3)对于不同水深段,多核SVR融合模型在0~15 m的3个水深段内平均相对误差比四种单核SVR模型提高了0.7%至54.9%不等,在0~25 m的5个水深段内比对数线性模型提高了1.1%至20.4%不等。     

湖北省土地生态安全预警评价及调控

让绿色主导发展方向,有利于湖北省建成生态省。以湖北省为例,运用PSR模型构建指标体系,采用熵权法、灰色预测模型等对2005-2014年湖北省土地生态安全进行了分析,并对2015-2020年湖北省土地生态安全值进行预测,利用障碍度模型识别湖北省土地生态安全主要障碍因子。研究结果表明:(1)从2005年0.459 6(中警)到2014年0.365 5(轻警),湖北省土地生态安全值呈下降趋势,生态环境朝良性方向发展。(2)用GM(1,1)模型预测湖北省2016年生态安全值为0.354 5(轻警)、2020年为0.295 0(轻警),土地生态安全状态良好,朝着"无警"发展。(3)从准则层障碍度来看,压力层从2005年到2014年呈现着快速下降趋势,而状态层和响应层障碍度逐年趋同;制约其向"无警"等级指标有:自然保护区比重、万元GDP能耗、水土流失面积比例、第三产业比重、森林覆盖率、人均耕地面积、粮食单产等,这是今后调控的重点。     

玛纳斯河谷水源地植被生态水位区间研究

干旱半干旱地区地下水对植被生长起着至关重要的作用,科学定量植被生长和地下水位埋深的依存关系对干旱区生态维护与修复意义重大。结合野外植被样方调查,采用高斯模型对玛纳斯河谷水源地区域植被特征与地下水埋深间的关系进行了分析,对研究植被生态水位区间的确定进行了探讨。研究结果表明,玛纳斯河谷水源地植被沿河谷洼地向东西两侧阶地呈显著的垂直地带性分布;各种植被多度与地下水埋深间的关系符合高斯分布,灌、草群落对地下水位埋深的响应有显著区别;地下水埋深在1~4 m最适宜灌木植被生长,其限制水位为5.5 m;地下水位埋深在0.5~1.5 m时最适宜草本植物生长,其限制水位为2.5 m。研究区总体的植被生态适宜水位区间为1.0~5.5 m,生态警戒水位为5.5 m,生态水位下限为9 m。     

基于CRITIC-有限区间云模型的边坡稳定性评价

针对岩质边坡危险性分级的不确定性,选取坡高、坡角岩体结构特征、岩石单轴抗压强度等12项定量评价指标构建评价体系。根据有限区间云模型的相关概念和计算模型,求出露天采场边坡实测数据的云模型特征参数,利用正向云发生器生成云滴图进行量性概念的转化,通过改进的CRITIC法确定指标权重,进而求出不同采场隶属于不同危险等级的综合隶属度,实现边坡稳定性等级的划分。研究结果表明:评价结果与实际相符,利用CRITIC算法求取的权重值,可以考虑各评价指标的综合信息量以及指标间的相关性系数,使评判结果更具有准确性;同时可以快速准确判断出边坡稳定性分级,进行安全预测,为评价边坡的稳定性提供了新思路。     

基于CEEMDAN-SOBI对桥梁监测挠度的分离研究

为实现桥梁挠度监测信号各种效应值的分离,提出1种基于自适应噪声的完备集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN）结合二阶盲源辨识（Second Order Blind Identification,SOBI）的单通道盲源分离算法。首先利用自适应噪声的完备集合经验模态分解将单通道的桥梁挠度信号分解为一系列线性平稳的本征模函数,计算各子序列的排列熵（Permutation Entropy,PE）并将排列熵值相近的序列相加组成新的序列;然后采用K-L散度的判别法剔除虚假的分量,将真实的分量组成盲源分离模型的输入信号;最后采用二阶盲源辨识对输入信号进行盲源分离,得到桥梁监测挠度的各效应值。结果表明:该方法能有效分离挠度监测信号中的各种效应值。     

一种高效测试污泥可生物降解性的实验方法研究

污泥的可生物降解性能由其有机组分的生物可及度和组分分子的复杂度共同决定。通过采用化学分级提取方法研究污泥组分的生物可及度,使用不同强度的提取溶液分离出4种化学可及度不同的提取组分,同时结合三维荧光光谱法对各组分中有机物质的复杂度进行分析。分析结果表明:组分的化学可及度与其生物可及度之间存在正相关关系;生物可及度较高,其成分有机物分子结构简单的组分SPOM(soluble particulate organic matter,SPOM)与REOM(readily extractible organic matter,REOM)在厌氧消化过程中降解率较高,分别为59.2%与46.3%的COD;而生物可及度低,组成复杂的组分SEOM(slowly extractible organic matter,SEOM)与PEOM(poorly extractible organic matter,PEOM)的生物降解率分别只有18.4%和5.8%的COD。     

长三角环境保护协同发展评价与推进策略

区域环境协同治理成为近年来长江三角洲地区(以下简称"长三角")之间合作的重要内容之一。研究发现,长三角"三省一市"之间环境保护总体上处于协同演进状态,但各地区环境保护协同发展水平还较低,环境保护协同发展仍面临着行政壁垒、经济社会发展及环境污染的区域差异较大、环保社会参与能力不均衡等制约因素,区域环境保护协同关系还需要采取有效措施加以强化。长三角环境保护协同发展水平的进一步提升,首先需做好区域环保合作的顶层设计,环保目标的设定需要考虑各地区发展的阶段差异,从小尺度空间进行突破,以点带面形成区域一体化格局,同时应统一区域环境监测网络,实现环保信息的共享。     

基于DEM数据的甘孜-玉树断裂东南段构造地貌研究

基于DEM数据,使用ArcGIS10.2软件提取了甘孜-玉树断裂东南段地区高程、地形起伏度、坡度、水系等地貌信息,结合地质资料,对其构造地貌特征进行初步研究探讨。研究表明,研究区地形起伏度在38~2088m之间、地形起伏度较大,地势总体上呈SW高、NE低的趋势;研究区总体坡度较大、地势较陡,断裂SW盘山体坡度值大于NE盘。甘孜-玉树断裂带活动影响下,断裂两盘地貌特征表现出明显的差异性。研究区内山体走向、河流流向与断裂走向一致,地貌形态受构造活动所控制。     

红外分光测油仪测量标准样品石油类不确定度的评定研究

由于测量不确定度便于使用、易于掌握,已被普遍认可作为表征测量结果质量的表达方式。运用红外分光测油仪测量标准样品石油类含量,对所有不确定度分量进行了量化,并找出测量不确定度的来源,从而计算其测量合成相对标准不确定度和扩展不确定度。结果表明：标准样品中石油类的测量结果为20．03 mg／L,扩展不确定度为0．42 mg／L（k＝2）;扩展不确定度贡献较大的主要分量有：加标回收率、样品重复测定和稀释过程引入的标准不确定度分量。