2007—2015年中国农村居民点用地与农村人口时空耦合关系

系统研究中国农村居民点用地与农村人口的时空耦合关系,是优化农村土地资源配置的重要理论基础。论文利用人口统计数据与土地调查数据,基于弹性系数模型,分析了我国农村居民点用地面积与农村人口数量的时序变化特征、空间分异规律和耦合关系类型,研究主要结果如下：1）2007—2015年,全国农村居民点用地以1.94%的年均增长率快速增长,8 a间共增加257.27万hm²;2）我国农村常住人口人均居民点用地面积和农业户籍人口人均居民点用地面积分别以年均4.61%和1.98%的速度增长,两者差距以年均16.2%的速度逐年拉大;3）农村居民点用地面积与农村常住人口数量耦合类型在全国尺度上为G类（用地面积增加,人口数量减少,且前者增长率小于后者）失调发展类型,在省域尺度上都是失调发展类型,主要是G类和H类（用地面积增加,人口数量减少,且前者增长率大于后者）失调类型。农村居民点用地面积与农业户籍人口数量的耦合类型在全国尺度上为H类失调发展类型,全国93.55%的省份为失调发展类型,失调类型以A类（用地面积增加,人口数量增加,且前者增长率大于后者）和H类为主。研究结果表明：2007—2015年间,中国农村居民点用地面积与农村人口数量耦合关系呈现失调发展态势,并具有明显的空间异质性特征。论文研究结果可以为优化农村土地资源配置、促进农村人地关系协调发展提供科学依据。     

基于区间概率优势决策模型的滑坡治理方案优选研究

滑坡灾害治理初步设计阶段的方案优选和科学处置,对于避免或减少生命财产损失具有重要的科学和工程意义。针对滑坡治理决策指标信息属性的复杂性、区间性与不确定性等特征,首先借鉴博弈决策论的Minimax算法优化思路,结合概率优势关系及粗糙集相关理论,提出滑坡灾害治理方案优选的区间概率优势关系决策模型,该模型考虑治理方案与理想方案之间的优势度及其属性值的概率测度,与方案属性值大小之间存在着等价关系;然后利用属性值优势关系求得权重量化值,同时基于离差最大化算法和推论2对治理方案进行排序和反演;最后通过工程案例仿真模拟进行验证。研究结果表明:优选方案可为滑坡工程项目治理提供借鉴和参考。     

城镇油气管道事故应急疏散决策优化

为实现油气管道事故中城镇大规模应急疏散的智慧决策,构建基于改进的自适应蚁群算法的应急疏散路径优化模型,开发基于油气管道典型事故后果分析的城镇大规模应急疏散决策优化系统平台(LSSED)。LSSED在地理信息系统平台上,针对油气管道泄漏引起的扩散、喷射火、池火、BLEVE、蒸气云爆炸等典型事故进行事故后果分析,对疏散通道当量长度和疏散时间成本函数进行定量评价,实现大规模应急疏散方案的智慧决策和避难方案的全局优化。案例分析表明,LSSED平台实现了基于地理信息系统的典型事故时变环境信息和应急疏散路径优化算法的数据传递及系统集成,实现了基于事故后果分析的城镇大规模人群疏散路径和避难方案优化,可为城镇安全规划和应急管理提供参考和借鉴。     

一种活性污泥-沉淀池动态模型及其仿真应用

耦合两步硝化-反硝化活性污泥法数学模型和对流-扩散标准形式二沉池分布式参数模型,建立了一个新的活性污泥-沉淀池动态模型。基于MATLAB/Simulink仿真平台,组态完成了某常规完全混合式AO工艺系统的仿真模型。经过模拟进行调控优化预演,所建模型能完整体现系统的状态变量随各操作变量变化而呈现出的时变性、非线性、耦合性、大滞后性等特征;所建模型可以作为工艺智能分析、挖掘、优化、预测的基本仿真备选工具。     

Advanced treatment of municipal wastewater by nanofiltration: Operational optimization and membrane fouling analysis

Municipal sewage from an oxidation ditch was treated for reuse by nanofiltration (NF) in this study. The NF performance was optimized, and its fouling characteristics after different operational durations (i.e., 48 and 169 hr) were analyzed to investigate the applicability of nanofiltration for water reuse. The optimum performance was achieved when transmembrane pressure = 12 bar, pH = 4 and flow rate = 8 L/min using a GE membrane. The permeate water quality could satisfy the requirements of water reclamation for different uses and local standards for water reuse in Beijing. Flux decline in the fouling experiments could be divided into a rapid flux decline and a quasi-steady state. The boundary flux theory was used to predict the evolution of permeate flux. The expected operational duration based on the 169-hr experiment was 392.6 hr which is 175% longer than that of the 48-hr one. High molecular weight (MW) protein-like substances were suggested to be the dominant foulants after an extended period based on the MW distribution and the fluorescence characteristics. The analyses of infrared spectra and extracellular polymeric substances revealed that the roles of both humic- and polysaccharide-like substances were diminished, while that of protein-like substances were strengthened in the contribution of membrane fouling with time prolonged. Inorganic salts were found to have marginally influence on membrane fouling. Additionally, alkali washing was more efficient at removing organic foulants in the long term, and a combination of water flushing and alkali washing was appropriate for NF fouling control in municipal sewage treatment.     

强化除磷曝气生物滤池反冲洗优化及其污泥特性

为探讨BAF(曝气生物滤池)最佳反冲洗强度及其选择依据,以某处理石化二级出水的强化除磷BAF为研究对象,采取不同的反冲洗强度进行气-水联合反冲洗,探讨反冲洗过程中出水污泥量峰值出现时间、污泥的SOUR(比好氧呼吸速率)变化、反冲洗前后微生物量和微生物脱氢酶活性(DHA)的变化以及反冲洗后的恢复效果,并对反冲洗强度参数的选择进行了优化. 结果表明:在该研究条件下,采用气洗〔强度为12 L/(m2·s)〕4 min,气-水联合洗〔气洗强度为12 L/(m2·s),水洗强度为6 L/(m2·s)〕5 min,最后用清水漂洗9 min的反冲洗方式,排水中污泥的ρ(SS)可在最短时间(3 min)达到峰值;反冲洗排水中污泥的SOUR较低,平均值为0.5 mg/(mg·h);距离底端进水口1.3和2.2 m处的滤料层微生物的量损失较小,分别为4.4%和5.3%,其相应微生物的活性有所增加. 研究显示,该条件下反冲洗可有效清除滤料颗粒间所截留及滤料表面脱落的老化生物膜,并可保留适量活性较高的生物膜,强化了传质条件,反冲洗后对污染物的处理能力能恢复迅速.      

除尘器灰斗电加热器供配电节能降耗方案优化

对目前广泛使用的除尘器灰斗电加热器的供配电系统进行了分析,提出了电控设备投资更省、供配电系统运行更节能经济的优化方案,并通过工程实例进行了分析验证。     

江苏省危险废物动态管理信息系统应用及优化设计研究

为进一步加大危险废物监管力度,江苏省实施了危险废物市内转移网上报告试点工作,开发了危险废物动态管理信息系统软件,利用信息技术加强环境监管,简化审批环节,实现线上线下一体化管理.通过分析危险废物动态管理信息系统的主要结构和应用,阐述申报登记、经营台账、查询统计、信息预警、网上转移、日常监督等模块内容,针对系统在危险废物转移实时监控方面的不足之处,提出了开发电子联单的二维码标签和系统的手机操作软件,并共享交通部门GPS监控数据的优化建议.优化后的系统有助于降低危险废物转移过程中的环境风险,真正实现危险废物的全过程安全监控与管理.     

工业固废填埋场边坡防渗层环境安全分析

考虑了固废沉降的力学作用及坡角平台的影响机理,建立了尾矿渣、防渗膜及垫层相互作用的力学简化模型,应用平衡微分方程,结合边界条件,得到了防渗膜拉应力与位移的解析解及膜内最大拉力计算公式。最后,结合工程设计分析研究了重要参数对膜完整性的影响,并提出了相关解决机制。从力学机理上指导填埋场边坡防渗设计,具有很高的工程实际应用价值。     

Physical Determinants of Methane Oxidation Capacity in a Temperate Soil

Methane oxidation capacity of soil from an experimentalsite in Northwest England was strongly dependent on temperatureand percentage water holding capacity. The soil had a distincttemperature optimum of 25 °C, with capacity for net methaneoxidation being completely lost below 5 and greater than37 °C. Optimum percentage water holding capacity for methaneoxidation was in the range 30–60%, with significant reductions inmethane oxidation rates in soils outside this range. Organic andmineral layers within the soil showed differences in potentialmethane oxidation rate, with methane oxidation being most rapid inthe buried organic layer and least rapid in the surface organiclayer. The importance of soil structure and gas diffusionlimitation is underlined, as is the strong temperature dependenceof methane oxidation when such diffusion limitation is removed.