以福州为示范的城市空气质量实时精细化模拟与预报

本研究在已有空气质量站点的基础上,采用多功能、高效、小巧的传感设备进行监测加密,利用大数据的分析机理与空气质量模型的城市计算技术,以海峡西岸城市群中的福州市为示范,建设城市空气质量实时精细化模拟与预报系统。实时分析城市细粒度(1km×1km)的空气质量,有效提高了城市不同地理位置污染物浓度差异性的分辨率,同时对城市空气污染的发展趋势提出预测,为精细化分析污染成因提供基础数据,从而为环境管理提供决策辅助支持、市民出行提供帮助与指导。     

唐山市基于GIS的PM2.5空间聚集性及分区管控

以ArcGIS软件为平台,采用唐山市206个在线监测点数据,分析了PM_2.5在采暖期、重污染期、非采暖期3个时期的全局和局部空间自相关性,研究其大气污染空间分布特征.结果表明,3个时期均具有一定的空间自相关性,且重污染期的全局空间自相关最强;采暖期和重污染期PM_2.5高值聚类主要发生在中部地区,低值聚类则主要分布在北部山区及沿海少部分区域;非采暖期高值聚类主要分布在丰润区和丰南区,低值聚类发生在遵化市北部地区.通过空间插值模拟全市的PM_2.5分布状况,结果显示唐山市在重污染期PM_2.5均值最高格点值达241μg/m³,而非采暖期最低值只有37μg/m³;基于PM_2.5浓度变化特征和空间分布,将唐山所辖18个区县划分为5个区域,针对各区域提出PM_2.5分区管控措施建议.     

福州山仔水库水华微囊藻毒素时空分布特征

在福州市第二饮用水源地山仔水库选取七里(库区入口)、库心(库区中心)和坝前(库区出口)3个典型断面,研究了2008年7～12月蓝藻水华发生至消退后期水体中溶解性微囊藻毒素(Extracellular Microcystins,EMCs)和藻细胞内微囊藻毒素(Intracellular Microcystins,IMCs...     

城市不同类型高架快速路噪声影响

参照《城市快速路设计规程》(CJJ 129—2009)并用Cadna/A软件对3种类型的城市高架快速路进行声场模拟;对高架类型、道路限速、预测点噪声值三者进行方差分析并评判高架类型对预测点噪声值的影响程度。结果表明,高架声影区只对高度低于高架且与高架距离较近的预测点影响较大,地面道路对1~2层预测点的噪声值影响较大;双层分离式在1~8层表现出更强的噪声污染性,噪声最大值出现在第6层附近,单层分离式及整体式产生的噪声最大值所在楼层数随建筑物与高架之间距离的增大而升高,单层分离式对各楼层的噪声污染程度都较小。高架类型、道路限速对噪声值的影响显著,道路交通量的大小可以改变高架类型及道路限速对于预测点噪声的效应量大小。     

次区域城市群协同发展时空演变及动态模拟研究——以宜荆荆恩城市群为例

建立"经济水平—交流服务—产业发展—生态文明—公共服务—科技创新"框架,以宜荆荆恩城市群为例,并与相似区域城市群对比,综合运用耦合协调度、BP神经网络模型、ArcGIS空间分析工具研究次区域城市群协同发展时空演变规律及发展趋势。结果表明:(1)宜荆荆恩城市群综合发展能力指标总体协调发展不均衡。(2)与苏锡常都市圈相比,宜荆荆恩城市群的综合协同发展水平较低,且处于波动状态。(3)在动态模拟方面,宜荆荆恩城市群2020—2025年协同水平差距将持续增大,其协同发展水平在南北方向呈倒"U"型,东西方向呈"两边低,中间高"的趋势。     

Distribution characteristics of dinoflagellate cysts in the Yantian Port,Shenzhen, China北大核心CSCD

An annual quarterly survey of six stations in Yantian Port, Shenzhen, China was conducted from January 2020 to October 2020 to investigate the spatial and temporal distribution of dinoflagellate cysts in the surface sediment of Yantian Port. In total, 36 species representing five groups and two uncertain taxa were identified. The dominant species were Scrippsiella trochoidea, Alexandrium spp., Gymnodinium catenatum, Cochlodinium spp., and Lingulodinium polyedrum. The seasonal difference was not obvious in terms of temporal distribution. The number of species ranged from 32 to 36, and the abundance varied from 297 to 996 cysts/g. The annual average values of the diversity index, richness index, and evenness index were 3.65, 1.55, and 0.93, respectively. The annual number and abundance of heterotrophic species were higher than those of autotrophic species. The number and abundance of species at stations near the dock zone were lower than those near the adjacent area. Notably, six toxic dinoflagellate cysts were found in the surface sediment of Yantian Port, indicating a potential outbreak risk for their vegetative cells in the local coastal area. This study provides a picture of the “Seed Bank” of dinoflagellates near Yantian Port, Shenzhen, and provides a reference value for predicting the occurrence of algal blooms. © 2022 Science Press. All rights reserved.     

漳河上游流域沉积物中磷的空间分布特征及其影响因素

漳河上游地区众多的水利工程改变了流域水循环,同时也影响了河流泥沙和生源物质的循环过程。为揭示人类活动干扰下的沉积物中磷的赋存特征,采用改进后的连续化学萃取法分析了漳河上游沉积物中总磷(TP)和磷形态的空间分布特征及其影响因素。研究结果表明,漳河上游沉积物中的TP含量为405.94~899.98 mg/kg,低于我国其他主要河流,接近我国东部平原湖泊含量水平。漳河上游的TP富集指数(PEI)均值为1.15,表明漳河上游富营养化风险较高。可交换态磷(Ex-P)、铁锰螯合态磷(BD-P)、铁铝氧化态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(HCl-P)分别占沉积物中TP含量的1.13%、33.96%、12.99%、35.05%。BD-P和HCl-P是沉积物中主要的磷形态,Ex-P的含量最低,NaOH-P的含量波动最大。漳河上游沉积物中,生物可利用磷(BAP)的含量约占TP含量的38.36%~52.04%,其中,清漳干流的BAP含量明显低于其他河段。清漳源头的水土流失及浊漳河的磷输入对漳河上游BAP含量的贡献较大。统计分析显示,漳河上游表层沉积物中,TP和磷形态的空间分布无显著差异,表明以水利工程建设为代表的强烈人类活动对漳河上游沉积物中磷的空间分布的影响不显著。相关性分析和冗余分析表明,沉积物中的NaOH-P含量与沉积物中黏土和粉土的占比有较高的相关性,BD-P和NaOH-P是控制沉积物中BAP构成的重要因素,Fe含量是沉积物中TP含量的主控因子。     

基于Adam优化深度神经网络快速确定瓦斯抽采半径*

为解决煤矿瓦斯有效抽采半径难以快速准确确定的问题,采用基于Adam算法优化DNN（深度神经网络）方法来预测瓦斯抽采半径。查阅文献共收集已得到验证的970组数据集,每组数据选取煤层瓦斯初始渗透率、钻孔直径、抽采时间、地应力、煤层初始瓦斯压力作为预测模型的5个特征量,有效抽采半径作为目标输出值。接着预测模型进行不断学习和训练,最终训练得到1个最优的瓦斯有效抽采半径预测模型。利用训练好的最优预测模型结合Python语言开发出计算有效抽采半径的软件,并使用该软件在四季春煤矿和鹤煤六矿进行有效抽采半径预测的工程实例研究,验证该软件预测抽采半径的实用性和准确性。研究结果表明:通过使用开发的软件,可快速且较准确地计算出矿井瓦斯有效抽采半径,可为暂不具备现场测试条件的矿井抽采设计提供一定的参考依据。     

基于多源数据融合的煤矿工作面瓦斯浓度预测*

为了解决瓦斯浓度预测使用的单一数据在预测中影响还不够深入的问题,提出基于LSTM神经网络的多源数据融合瓦斯浓度预测模型。模型将上隅角瓦斯浓度、采煤机速度、工作面吨煤瓦斯涌出量等不同数据融合作为输入层参数,使用Adam优化算法更新LSTM网络层参数,利用Attention机制突出关键影响瓦斯浓度的因素,开展多源数据融合的瓦斯浓度预测,结合某矿1008工作面的实际数据,分析不同数据在瓦斯浓度预测中的作用。研究结果表明:单变量下的Attention-aLSTM预测效果相比LSTM提升14.2%;多源数据融合下的Attention-aLSTM相比自身提升了5%。     

基于贝叶斯理论的小麦籽粒镉铅超标风险预测

对农作物污染风险进行预测具有重大意义.基于贝叶斯定理及数据分布特征,建立了贝叶斯风险预测模型,并使用区域大田调查土壤-小麦重金属含量数据,预测小麦籽粒Cd和Pb超标风险并验证该模型的准确度.结果表明,该模型预测小麦籽粒Cd超标风险时相对偏差较小,以小麦籽粒Cd含量为变量的预测相对偏差仅为(2.66±1.87)%,以土壤DTPA-Cd含量和土壤Cd全量为变量时预测相对偏差则分别为(5.11±3.77)%和(5.88±3.87)%, 3个变量均能使预测结果与真实超标概率的平均相对偏差小于10%.预测小麦籽粒Pb超标风险时,仅小麦籽粒Pb含量的预测相对偏差小于10%.数据来源、数据分布特征和变量的选择是影响贝叶斯风险预测模型预测相对偏差的重要因素.该模型基于大田数据的先验分布,能够有效反映大田生产条件下小麦籽粒重金属与土壤因子间的相互关系,预测较准确,具有应用潜力.