基于神经网络分类器的城市污水处理厂水力冲击预警系统

提出了一套基于神经网络分类器的城市污水处理厂水力负荷冲击预警系统,以期对进水水量骤增现象进行提前1天的预报,使污水处理厂可根据预报结果提前采取水力冲击防护措施,从而保证各单元的平稳运行.根据进水水量的涨幅将某污水处理厂12年日进水水量监测数据分为"常规"和"冲击"两类,重点对"冲击"数据进行提前1天的预测,并采用冲击漏报率、冲击误报率和报准率对模型的预测精度进行评价;同时,基于同样的建模方法和不同的训练、验证样本建立了N(1)、N(2)和N(3)3个平行模型,以对模型的鲁棒性和建模方法的可重复性进行考察.结果显示,3个模型对2010年、2011年和2012年3年测试样本的预测效果良好,冲击漏报率和报准率两项指标数值均较为稳定,分别在0~0.167和0.981~0.995之间浮动,冲击误报率虽然在数值上的浮动较大,最低为0.143,最高为0.500,平均为0.310,但仍在工程上的可承受范围内.该结果表明,本研究基于神经网络分类器所建立的3个神经网络模型预测精度高、鲁棒性好,显示出良好的性能,有望为污水处理厂水力冲击防护工作提供有力参考.     

碳中和愿景下电力部门低碳转型路径研究

碳中和愿景一方面加速了全社会电气化发展,致使电力需求持续增加,另一方面对尽早实现零碳电力提出要求,电力部门低碳转型进程更加紧迫而复杂。本文首先定性分析碳中和背景下电力部门的总体转型思路和技术不确定性影响,其次采用电力部门与终端部门耦合的C~3IAM/NET模型对电力需求进行预测,同时根据关键低碳技术发展的保守预期和积极预期设计多种情景,以开展电力低碳转型路径优化和成本效益研究。结果显示,发电碳排放量峰值可能出现在40亿～42亿吨,在2049—2060年有望实现零碳电力,电力部门低碳转型速度和效果因技术不确定性而存在明显差异。2021—2060年电力低碳转型累计投入为171万亿～180万亿元,CCS技术累计减排贡献超过250亿吨,可再生能源电力占比需达到68%以上,风电和光电将成为主要电力。     

深入打好“十四五”土壤污染综合防治攻坚战的思考

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》的"三新"核心要义(即立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局)对"十四五"土壤污染综合防治具有深刻影响。本文分析了"三新"核心要义为"十四五"土壤污染防治带来的历史发展机遇和挑战,分析了"十四五"土壤污染防治新阶段四个方面的特点。在此基础上提出了"十四五"土壤污染防治主要思路,重点分析了深入实施保护、预防、管控、修复四大行动的主要任务要求,以期为国家和各级政府开展"十四五"土壤污染防治谋划与设计提供决策参考。     

Physical and Chemical Connectivity of Streams and Riparian Wetlands to Downstream Waters: A Synthesis

Streams, riparian areas, floodplains, alluvial aquifers, and downstream waters (e.g., large rivers, lakes, and oceans) are interconnected by longitudinal, lateral, and vertical fluxes of water, other materials, and energy. Collectively, these interconnected waters are called fluvial hydrosystems. Physical and chemical connectivity within fluvial hydrosystems is created by the transport of nonliving materials (e.g., water, sediment, nutrients, and contaminants) which either do or do not chemically change (chemical and physical connections, respectively). A substantial body of evidence unequivocally demonstrates physical and chemical connectivity between streams and riparian wetlands and downstream waters. Streams and riparian wetlands are structurally connected to downstream waters through the network of continuous channels and floodplain form that make these systems physically contiguous, and the very existence of these structures provides strong geomorphologic evidence for connectivity. Functional connections between streams and riparian wetlands and their downstream waters vary geographically and over time, based on proximity, relative size, environmental setting, material disparity, and intervening units. Because of the complexity and dynamic nature of connections among fluvial hydrosystem units, a complete accounting of the physical and chemical connections and their consequences to downstream waters should aggregate over multiple years to decades.     

A Power Law Model for River Flow Velocity in Iowa Basins

This study explores power law relationships to estimate water flow velocity as a function of discharge and drainage area across river networks. We test the model using empirical data from 214 United States (U.S.) Geological Survey gauging stations distributed over the state of Iowa in the U.S. The empirical data are the measurements of the mean cross‐sectional velocity and concurrent discharge. The data are used to estimate parameters for a state‐wide model and to test for spatial variability for 15 large river basins contained within the state. Spatial differences among the basins are small but some parameters significantly differ from the state‐wide model. Using individual station data, the authors also explore a simpler power law model that disregards dependence on the drainage area. Overall, the study shows that including drainage area improves the model. Our study provides parameter values that can be directly incorporated into a regional scale routing model, and provides a framework for developing flow velocity models for hydraulically similar rivers in the U.S. and the world.     

浅析水体富营养化的生态修复技术

通过对目前国内外针对湖泊富营养化的恢复技术的分析,提出水体富营养化生态修复技术存在的问题,提出了水体富营养化生态修复的设想.     

基于生态足迹我国三大经济圈可持续发展能力研究

本文基于当前国际上流行的生态足迹(Ecological Footprint,简称EF)模型,以可持续发展理论、区域经济学理论、生态经济理论等相关理论为基础,理论分析与实证分析、定性分析与定量分析相结合的原则,采用社会经济各相关部门的统计数据、相关研究报告的资料,针对中国东部地区三大经济圈的实际情况,建立了区域可持续发展评价指标,评价了三大经济圈的可持续发展能力,明确了当前三大经济圈社会经济发展所处的状态、存在的问题,研究结果可以为制定保证三大经济圈社会、经济实现可持续发展的政策提供科学依据和指导.研究表明,我国三大经济圈可持续发展能力较差,内部的经济与环境不协调性以及不合理的经济结构是制约三大经济圈可持续发展的主要问题.     

化工建设规划生态环境影响评价研究

规划环境影响评价是以可持续发展的思想为出发点,通过调整规划布局或规模从规划源头预防环境污染和生态破坏.文章探讨了化工建设规划的生态环境影响评价理论和方法学体系,并以武汉化工新城为例,对该理论方法体系进行探讨.     

生态健康、生态风险、生态安全概念辨析

在人类活动影响下,生态系统退化的速度越来越快,作为衡量生态系统存在状态的生态健康、生态风险、生态安全评价日益受到重视。然而,目前对于3个概念的界定不够明晰,在评价过程中指标体系混淆混用,致使理论研究也固步不前,影响了对实践的指导意义。生态健康、生态风险、生态安全的联系体现在评价主体的一致性和生态安全评价需要以生态健康评价、生态风险评价为基础;而三者的区别体现在内涵、评价对象以及评价的指标体系3个方面。     

太湖流域上游平原河网污染物综合衰减系数的测定

改善太湖水质需要削减上游河流进入太湖的污染物总量.为了探求太湖流域上游平原河网的自净能力,开展原位实验测定了枯水期高锰酸盐指数、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的综合衰减系数,根据河道的水力特征对综合衰减系数进行了修正,并利用一维稳态水质模型对修正前后综合衰减系数的可靠性进行了验证.结果表明,高锰酸盐指数、NH_4~+-N、TN和TP的综合衰减系数分别为:0.0296~0.4106、0.0224~0.3564、0.0137~0.3046和0.0555~0.5725 d~(-1).可靠性验证表明高锰酸盐指数、NH_4~+-N、TN和TP综合衰减系数修正前的平均相对误差分别为8.39%、14.40%、11.43%和19.22%,修正后的平均相对误差分别为10.65%、14.34%、11.37%和19.24%.修正前后高锰酸盐指数、NH_4~+-N、TN和TP的平均相对误差均小于20%且变化不显著,表明综合衰减系数的测定结果能够为太湖流域上游平原河网的污染物总量控制管理提供科学参数;也表明枯水期的水力条件对综合衰减系数的影响较小.