主成分分析和GIS技术在沈阳大气环境时空特征研究中的应用

在广泛收集整理相关资料和数据基础上,运用主成分分析法和GIS SuperMap技术对沈阳市2002—2010年大气污染物SO2、NO2、PM10年均值和8个环境监测站点2002—2010年的SO2、NO2、PM10年均值进行分析,结果表明:在时间变化方面,大气主要污染物的年均值在逐年下降,大气质量在近9年间逐渐转好,2007—2009年污染指数的月平均值变化曲线清晰呈现出两头高中间低的"U"字型变化趋势;在空间变化方面,从市中区到近郊区再到远郊区有逐渐减弱的趋势,市中心的太原街、小河沿的环境质量逐年转好,但市郊区的环境质量在逐年下降。     

嘉陵江重庆段DOM三维荧光光谱的平行因子分析

应用平行因子分析法对2010年6月嘉陵江重庆段水体13个取样点DOM(溶解性有机质)的三维荧光光谱进行指纹识别.结果表明,嘉陵江重庆段水体可识别出4类5个荧光组分,包括类富里酸荧光组分C1(250、320 nm/400 nm)和C4(230、340nm/450 nm)、类腐殖酸荧光组分C2(260、360 nm/450 nm)、浮游生物产生的荧光组分C3(260 nm/380 nm)和类蛋白物质荧光组分C5(280 nm/330 nm).它们的贡献率依次为类富里酸18%～38%,类腐殖酸11%～18%,浮游植物8%～22%,类蛋白物质33%～49%.嘉陵江重庆段水体的有机物污染主要以来自工业、生活污水和其他人为活动产生的陆源污染输入为主,其次是浮游植物和水体微生物代谢产生的污染.13个取样点的总荧光强度在空间分布上由西到东呈"升高—降低—升高—降低"的趋势.      

带式输送机传动滚筒材料结构损伤检测方法的研究

滚筒的损坏会导致皮带倾斜,严重时会导致皮带撕裂,准确检测滚筒的损伤程度能够避免事故发生,并能够提高经济效益。选择带式输送机的滚筒材料作为研究对象,模拟滚筒所处的温度变化环境,对不同损坏程度的滚筒材料进行环境模拟并测试,通过传感器采集频率响应信号,通过主成分分析、异常值分析和微量组分分析方法,只改变温度数据滚筒材料马氏平方距离值相对平缓,控制在0.06×104,真正损坏的马氏平方距离值远远大于临界值,成功去除温度变化对材料频率响应信号的影响,最终找到了能够准确检测滚筒材料的损伤程度的方法。     

基于PCA-ELM模型的露采爆破振动对民房破坏的预测分析

针对露天采矿爆破振动对民房破坏的预测问题,采用主成分分析(PCA)和极限学习机(ELM)方法,选取爆破振幅、主频率、主频率持续时间、灰缝强度、砖墙面积率、房屋高度、屋盖形式、圈梁立柱、施工质量、场地条件10个主要影响因素。引入相关性分析在主成分分析过程中,对相关性高的指标进行降维,把得到的3个综合因子和爆破振幅、主频率、主频率持续时间、砖墙面积率作为输入变量,构建露天煤矿PCA-ELM预测模型。选取露天矿实际爆破过程中测量的100组数据作为模型训练样本,用另外20组数据作为测试样本进行预测。结果表明:对民房破坏影响因素中灰缝强度、房屋高度、屋盖形式、圈梁立柱、施工质量、场地条件之间具有较高的关联度。该模型处理高维数据时较传统的ELM算法具有预测精度高、稳定性好等特点,可准确预测爆破振动对民房的破坏程度,误判率为1/20。     

Assessment of heavy metal pollution and health risks in a main river in Huayuan County,Xiangxi, Hunan Province北大核心CSCD

To study heavy metal pollution and assess the health risk of river water in Huayuan County, Xiangxi, Hunan Province, 11 water samples were collected from the Huayuan River and Brother Rivers in August and December 2016. Heavy metal (Pb, Zn, Cr, Cu, Fe, and Ni) concentrations were determined from the samples. The health risk assessment model recommended by the U.S. Environmental Protection Agency (USEPA) was applied to assess the health risk of heavy metals in the main surface waters of Huayuan County. The results indicated that the concentrations of heavy metals (Pb, Zn, Cr, Cu, Fe, and Ni) of surface water in the research area were 2.57 × 10-3, 4.66 × 10-4, 1.65 × 10-3, 6.27 × 10-4, 0.19, and 8.50 × 10-4 mg/L, respectively. The health risk of surface waters with heavy metals was high. Therefore, the chemical carcinogenic substance (Cr) health risk index was five or six times higher than that of chemical non-carcinogens (Pb, Zn, Cu, and Ni). The average health risk indices of non-carcinogenic substances were in the order Pb > Cu > Zn > Ni. The correlation and principal component analysis of surface water showed that the six heavy metal elements were composed of three main components in the main surface waters of the county. The first principal component was comprised of Fe and Ni (33.28%), which was mainly from internal pollution. The second component was comprised of Cu and Cr (26.98%), which was primarily due to industrial waste water, rainwater leaching mineral waste produced by heavy metal mining, and smelting enterprises. The third component, resulting from geochemical pollution, was Zn (17.10%). The health risk indices triggered by heavy metal in surface waters was high. Heavy metal pollutants in the research area need to be controlled in the order Cr, Pb, Cu, Zn and Ni. © 2018 Science Press. All rights reserved.     

长江流域主要干/支流水化学特征及外源酸的影响

为了探究人类活动对长江流域水化学特征的影响,本文以流域内主要干/支流代表断面的采样点为研究对象,分别于2016年丰水期和平水期采集地表水样各13组,通过离子比值法、主成分分析法和化学离子平衡计算法,综合分析水化学特征,并估算碳酸和外源酸参与碳酸盐岩的溶蚀比例.结果表明,水化学类型主要为HCO₃-Ca型,指示流域内水化学的主要影响因素为碳酸盐岩的溶解,在碳酸盐岩风化过程中,碳酸与碳酸盐岩的相对快速风化为主导反应.此外,丰水期和平水期各采样点碳酸溶蚀比例均值分别为60.33%和59.14%,不同采样点的溶蚀比例差值较大,指示外源酸对河流与岩石侵蚀风化过程的影响不容忽视,且阳离子交换对水化学有一定影响,但并不是主要的反应过程.与多年前水文监测初期的数据相比,硫酸和硝酸对岩石风化作用加强,人为因素对长江的水质影响增大.     

武汉月湖水体主要元素与浮游植物的PCA与CCA分析

通过2007年1—12月对武汉月湖不同的取样点进行监测,并选择汉江琴台段水域作为研究对照,调查了月湖水体硅藻、蓝藻与水体主要元素的种类,采用PCA、CCA分析法探讨了月湖水体硅藻、蓝藻与水体元素种类的关系。结果表明：月湖水体中所含元素全年监测出28种;汉江琴台段水域中所含元素全年监测出27种。经PCA分析表明,月湖水体中累计贡献率较大为磷（P）、砷（As）、铁（Fe）、铜（Cu）、锰（Mn）;汉江琴台段水域累计贡献率较大为硅（Si）、锑（Sb）、镉（cd）、钒（V）、钡（Ba）、Ag（银）、钼（Mo）。月湖水体中蓝藻密度大于硅藻,汉江琴台段水域硅藻密度大于蓝藻。经CCA分析表明,月湖硅藻密度与硒（Se）、锶（sr）、银（Ag）、Ba、铝（A1）呈正相关关系;月湖蓝藻密度与P、Cu、铬（Cr）呈正相关关系,月湖蓝藻密度与镁（Mg）、镍（Ni）、钙（ca）、锌（zn）、硫（S）呈负相关关系。CCA分析中,汉江琴台段硅藻密度与铅（Pb）、硼（B）、As、Cr、Zn、A1、Cu、Mn、Fe、P呈负相关关系,汉江琴台段硅藻密度与Mo、ca、钴（Co）、V、Sr、Ag呈正相关关系;汉江琴台段蓝藻密度与钠（Na）、S、Mg、Ni、钾（K）呈负相关关系。月湖水体缺乏可溶硅（dissolvedsilicon,DSi）,硅藻会提升对其他元素（Se、Sr、Ag、Ba、A1）的吸收能力,这些元素会起到缺乏元素（si）近似的作用,替代性可能出现。水中各种元素的组态是导致月湖浮游植物群落发生演变的重要原因之一。     

高速铁路信号系统的安全管理评价研究

高速铁路信号系统要通过安全管理来保障其开发与运行中的安全相关活动符合系统安全计划的要求。为了评估安全管理活动的可信性,提出基于系统安全分析技术的安全管理评价方法。通过建立安全管理流程与系统安全功能相关联的概念模型,使用安全文化危险与可操作性研究(SCHAZOP)辨识出安全管理流程中的行为偏差,基于失效传导转换符号(FPTN)建立管理角色的安全文化失效模型,最终将管理行为失效模式转换成组件故障树作为安全管理评价证据。研究结果表明,安全管理行为偏差体现了信号系统开发与运营过程中的安全文化特征;辨识与分析安全文化失效,为信号系统安全管理活动的可信性提供了评价依据。     

基于主成分分析模型的核设施放射性废物管理评价研究

针对核设施放射性废物管理问题,采用主成分分析方法直观定量地研究了大亚湾、岭澳、田湾、秦山等各核电厂单位装机容量（MW）三废年度实际排放值或产生量,揭示了核设施放射性废物管理评价指标数据间的相关性和差异性,识别出了核设施放射性废物管理评价指标数据的主要成分;分析结果基本上反映了各核电厂放射性废物管理状况,主成分分析得分以秦山核电站第一期核电厂最高,其他依次为田湾核电厂、秦山核电站第二期核电厂、岭澳核电厂、大亚湾核电厂,秦山核电站第三期核电厂最低,即秦山核电站第三期核电厂在核设施放射性废物管理最优,大亚湾核电厂次之。辅助核设施放射性废物管理作出快速分析与决策,以提高检测能力和监管能力,具有很好地应用价值。     

中国环境污染与经济增长关系的实证分析

运用主成分分析法、格兰杰因果分析法、基于VAR模型的广义脉冲响应函数法与方差分解法对我国1989-2009年期间环境污染与经济增长的动态关系进行了研究.结果表明,经济增长是导致我国环境污染的重要原因,发展经济带来的环境恶化具有滞后性;经济增长的代价是环境污染,且这种交换是一种长期模式.然而,环境污染带来的经济增长却是短暂的,其动力很快将会消失殆尽,并长期反作用于经济增长,制约经济的长期发展.