基于Monte Carlo法的城市雨水径流污染负荷模拟

为了评价流域雨水径流对受纳水体的污染程度和为城市雨水管理、受纳水体水质控制及规划提供依据,把以物理过程为基础的模拟特征融入到概率模型中,建立了城市雨水径流污染负荷的概率模型,并用Monte Carlo随机抽样法,对长期的径流污染负荷进行了模拟试验,得出流域径流污染负荷的分布特性及其特征值。以某市一小区的TP负荷为例进行了验证,模拟结果与实测结果较为一致。     

基于改进遗传-单纯形混合算法的危险气体泄漏溯源分析

当发生危险气体泄漏时,确定其泄漏位置和泄漏源强,是制定应急方案的基础和依据之一。当无法直接确定泄漏位置、测量泄漏源强时,就需要通过有限的几个监测点,反演出可能的泄漏位置和泄漏源强,现有方法存在收敛过慢、初值敏感、参数过多等问题。描述一种结合改进遗传算法和单纯形法的IGA-NM混合算法,可用于快速反算气体泄漏的位置和源强。IGA-NM混合算法既避免了GA的收敛过慢,又避免了NM初值敏感,兼顾了全局优化。与GA、NM相比,IGA-NM混合算法的计算速度更快,计算误差更小。最后,应用IGA-NM混合算法,基于WebGIS设计了一套计算气体泄漏源强和位置的计算机程序,简化了输入参数,使用方便,可适用于气体泄漏应急监测、大气污染源溯源反查等场合     

中国典型流域有机磷酸酯的污染特征与风险评估

有机磷酸酯（OPEs）作为溴代阻燃剂的替代品,在生产生活中被广泛使用,其环境污染和毒性效应受到广泛关注.梳理中国七大典型流域水体中OPEs的含量水平和分布特征,计算中国成人、青少年和儿童的OPEs日均饮水暴露量,对其健康风险进行评估,并通过蒙特卡洛模拟方法评价了结果的可靠性.检索整理了12种OPEs对水生生物的毒性效应浓度,构建物种敏感度分布（SSD）曲线,对生态风险进行评估.结果表明,低等暴露水平下,七大流域ΣOPEs的第5百分位浓度为52.61 ng·L^-1;中等暴露水平下,七大流域ΣOPEs的中位浓度为499.74 ng·L^-1,磷酸三氯乙酯（TCEP）、磷酸三乙酯（TEP）和磷酸三（1,3-二氯-2-丙基）酯（TDCP）为主要污染物;高等暴露水平下,七大流域ΣOPEs的第95百分位浓度为1904.4 ng·L^-1,是其中等暴露水平的3.8倍,长江流域的ΣOPEs浓度最高.健康风险评估表明,不同人群通过饮用水暴露于OPEs的非致癌风险均在可接受范围内.磷酸三甲酯（TMP）、磷酸三异丁酯（TiBP）和TCEP是致癌风险的主要贡献者.生态风险评估结果表明,TCEP在高等暴露水平下存在中等生态风险;磷酸三正丁酯（TnBP）在中等暴露水平下存在中等生态风险,在高等暴露水平下,有较高生态风险;磷酸三苯酯（TPhP）在低中高3种暴露水平下的风险商均大于1,有较高生态风险,需要重点关注.     

南京城郊不同土地利用类型农业土壤多环芳烃污染特征及风险评价

以南京市城郊不同土地利用类型的农业土壤(水田、菜地和林地)为研究对象,测定了16种PAHs的含量.结果表明,苊烯(Acy)在所有土壤样本中均未被检出,南京城郊农业土壤15种ω(PAHs)的范围在24.49～925.54μg·kg^-1之间,平均值为259.88μg·kg^-1.PAHs含量由高到低依次为：林地>水田>菜地,总体上以高环PAHs(HMW)含量为主.不同土壤理化性质对PAHs的影响表明：土壤有机碳(TOC)和黏粒(clay)含量与PAHs存在一定的相关性,pH和全氮(TN)与PAHs无明显相关性.毒性当量法和CSI指数法表明,南京城郊农业土壤中PAHs生态风险较小,但是林地中应当给予一定的重视.增量终身癌症风险(ILCR)进行健康风险评价表明,儿童健康的威胁风险略大于成人,林地的总的致癌风险(CR)明显高于菜地和水田,仍处于可接受的范围内.对成人进行了蒙特卡洛模拟表明,确定性健康风险的风险分析低估了PAHs的健康风险.敏感性分析结果表明,对CR总方差影响最大的输入参数是暴露频率EF(占50.7%).     

分子筛孔结构对CO_2吸附性能的影响

采用巨正则蒙特卡罗方法模拟了CO_2在FAU分子筛上的吸附情况,比较了不同CO_2逸度下,CO_2在分子筛模型上的吸附位、吸附量的变化,拟合了其吸附等温线。结果表明:在吸附饱和状态下,分子筛的孔结构越大,对CO_2的吸附量越大,对于比CO_2分子更小的微孔结构,吸附几乎不发生;在低逸度下,CO_2的吸附主要发生在小孔内,随着逸度的提高,CO_2的吸附量迅速上升;在高逸度下,吸附量的提高主要发生在大孔内;FAU分子筛吸附CO_2的过程符合Ⅰ型Langmuir吸附等温线,在高压下对CO_2的吸附能力远大于低压下的吸附能力。     

基于不确定性分析的垃圾焚烧烟气中重金属的土壤沉积及生态风险评估

采用CALPUFF模式模拟某城市垃圾焚烧烟气中重金属Pb和Cd的地面大气浓度,并借助土壤浓度模型以Monte Carlo模拟不确定性处理方法估算重金属经沉降在土壤中的累积,最后利用潜在生态危害指数法对重金属在土壤中的长期累积量进行生态风险评估.结果表明,Pb和Cd的大气浓度最大值分别为5.59×10-3μg·m-3和5.57×10-4μg·m-3,土壤浓度增量中值最大分别为2.26 mg·kg-1和0.21 mg·kg-1;高生态风险区集中在焚烧炉附近的下风向地区,生态风险主要由Cd贡献,Pb基本无污染风险;城市最大污染点达较高生态危害水平概率为55.30%,农村最大污染点达中等生态危害水平概率达72.92%.此外,对土壤浓度模型的参数进行敏感性分析表明,城、乡区域模拟结果分别对土壤混合厚度和干沉降速率敏感性最强.     

基于云模型的海上交通系统风险蒙特卡罗仿真

为扩展海上交通系统(MTS)风险的数据样本,更好地开展海上交通系统风险评估研究,有必要研究系统风险仿真中的模型与算法问题。在讨论不确定性信息中随机性和模糊性的基础上,引入云模型来取代概率分布参数下的蒙特卡罗仿真模型。经对无确定度的原始云特征参数求解,获得海上交通系统风险的还原云滴,有效增加海上交通系统风险数据样本,进而分析出风险数值仿真下的海上交通系统风险特征。通过有效性检验,云模型下仿真的变异系数比基于对数正态分布下仿真的结果更稳定。云模型下的仿真结果更准确地逼近原始样本的特性。风险的模糊性和随机性信息量化问题得到解决。     

基于Matlab的火灾探测报警系统可靠度Monte Carlo仿真

介绍了火灾探测报警系统的结构,指出了火灾探测报警系统失效原因,针对火灾探测报警系统的特点,确定了蒙特卡洛可靠度分析法.给出了系统的概率模型,确定了在Matlab下应用Monte Carlo方法对火灾探测报警系统的可靠度进行仿真的具体步骤,得到火灾探测报警系统可靠度仿真曲线.将仿真结果与试验结果相比较,基本一致,验证了该仿真方法能正确描述火灾探测报警系统的可靠度随使用寿命的变化规律,为进一步应用该方法来分析火灾探测报警系统的的各可靠性指标提供了理论基础.     

A Bayesian approach to multi-source forest area estimation

In efforts such as land use change monitoring, carbon budgeting, and forecasting ecological conditions and timber supply, there is increasing demand for regional and national data layers depicting forest cover. These data layers must permit small area estimates of forest area and, most importantly, provide associated error estimates. This paper presents a model-based approach for coupling mid-resolution satellite imagery with plot-based forest inventory data to produce estimates of probability of forest and associated error at the pixel-level. The proposed Bayesian hierarchical model provides access to each pixel’s posterior predictive distribution allowing for a highly flexible analysis of pixel and multi-pixel areas of interest. The paper presents a trial using multiple dates of Landsat imagery and USDA Forest Service Forest Inventory and Analysis plot data. The results describe the spatial dependence structure within the trial site, provide pixel and multi-pixel summaries of probability of forest land use, and explore discretization schemes of the posterior predictive distributions to forest and non-forest classes. Model prediction results of a holdout set analysis suggest the proposed model provides high classification accuracy, 88%, for the trial site.

某储罐区火灾多米诺效应场景推演

化工园区中危险源众多,一旦发生事故很容易在整个园区内蔓延和发展.针对化工园区内储罐密集,容易引发连锁反应导致事故扩大的特点,利用FDS软件对储罐火灾场景进行数值模拟,根据储罐所受热辐射确定化工园区内储罐火灾最可能的事故发生序列,并引入基于设备失效前时间的机械设备故障概率模型对罐区内单个储罐的火灾风险进行研究,得到储罐区...