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.     

正交与斜交旋转主成分分析法在气象因子影响细颗粒物研究中的应用

基于cost733模型及大量再分析资料、观测资料,对2013—2019年冬季海平面气压及近地面风场进行正交和斜交旋转主成分分析,讨论这两种分型方法及不同分型数量下我国天气形势、降水及细颗粒物（PM_2.5）的差异.结果表明,斜交旋转主成分分析法相比于正交方法,划分的天气形势更具代表性,其中,划分为4类天气形势最具代表性,即西伯利亚冷高压影响范围最广、出现频率最高的Type1;西伯利亚冷高压强度最弱、出现频率最低、重度污染站点比例最大、污染最重的Type2;京津冀等地容易出现锋面天气、降水强度最大、清洁站点比例最大、污染最轻的Type3;受东北部深厚冷低压影响、重污染较少的Type 4.     

东太湖水质污染特征研究

2008年8月至2009年7月研究了江苏东太湖网围养殖区、东茭咀、油车港等12个典型湖区的水环境特征,运用主成分分析法研究东太湖水质的空间异质性及主控因素.结果表明,东太湖水质在各区域存在显著差异,季节变化明显,主要表现为丰水期水质优于枯水期. 12个水质指标简化成2个主成分,主成分I代表水体的总磷、溶解性总磷和磷酸盐水平,是东太湖水域最主要的污染因子;主成分II主要反映水体的有机污染状况,叶绿素a和高锰酸盐指数的贡献率较大.利用主成分得分进行聚类分析,将12个采样点分为4类,北部由于受东山镇生活污水影响,各入湖河道口污染较为严重,特别是油车港;网围养殖区由于人工栽植的水草较为茂盛,水质较好,同东茭咀、太浦河口等水域的水质一样.     

滇池内湖滨带沉积物中重金属形态分析

采用BCR3步分级提取法测定了滇池内湖滨带沉积物中4种重金属(Pb、Cd、Cu和Zn)不同形态的含量,初步评估了这4种重金属的生物有效性.结果表明,Cd和Zn主要以可提取态存在(即弱酸溶解态、可还原态和可氧化态),而Pb和Cu均以残渣态为主要存在形式.通过计算可提取态含量所占总量百分量大小,可知各金属的生物有效性大小排序为:Zn(53.06%)>Cd(50.84%)>Cu(34.62%)> Pb(28.65%).沉积物中总有机碳(TOC)与各金属不同形态间的相关性分析表明,可氧化态重金属与有机碳结合的趋势远大于弱酸溶解态和可还原态.表层沉积物中可提取态重金属的空间分布特征明显表现为草海>外海,除Cu外,大部分样点的可提取态Pb、Cd和Zn含量均随采样深度增加而减少.     

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。     

纸浆模塑缓冲材的技术研究

聚苯乙烯发泡塑料（EPS）作为缓冲包装的内衬件广泛用于电子产品的内包装,但其所带来的白色污染问题也日益严峻。研究以再生资源（废纸）为原料,生产产品内衬包装物——纸浆模塑缓冲材,并使其产业化,以替代发泡塑料包装物,改变发泡塑料包装物难降解所带来的污染和危害,并实现“废弃物—产品”的资源循环利用。     

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。