基于标准化降水蒸散指数的中国东部季风区干旱特征分析

研究基于标准化降水蒸散指数,采用0.5°×0.5°中国地面气温和降水数据集,通过分析东部季风区季节和年尺度干旱覆盖率、频率以及单位面积干旱强度,揭示了中国东部季风区1961—2013年干旱特征时空分布变化。研究结果表明：近20 a东部季风区干旱特征变化明显,特别是1997年之后东部季风区干旱覆盖率和单位面积干旱强度显著增加;东北地区、华北平原、黄土高原和西南地区干旱频率增加,高频率覆盖范围扩大明显;气象干旱极端危险区扩大。全球变暖背景下东部季风区干旱呈现出极端化趋势。     

基于GIS的近海沉积物痕量元素空间分布特征插值方法选择

基于GIS空间分析模块,对雷州半岛近海沉积物实测同步提取态金属砷(simultaneously extracted metals As,SEMAs)数据分别使用反距离权重法(inverse distance weighted,IDW)、张力样条法(tension spline,TS)和普通克里格法(ordinary kriging,OK)进行空间插值;通过交叉验证法和插值图像对比分析,对各插值方法的精度进行了评价。所得结果表明:三种方法的平均相对误差(mean relative error,MRE)的排序为OKIDWTS,平方根误差(root mean squared error,RMSE)的排序为OKIDWTS,其中TS法的MRE及RMSE显著高于OK和IDW法,OK法的MRE及RMSE略低于IDW法。OK法所得的插值等值线图较平滑,在采样点密集处比稀疏区域更好的反映了近海沉积物中SEMAs分布特征,IDW法所得结果图与OK法相类似,但IDW法存在明显的局部误差。TS法所得数据结果溢出原始数据区间且出现了负值,与实际不符。总体来看,OK法更适合于描述近海沉积物痕量元素的空间分布特征。     

基于灰色拓扑的公共聚集场所火灾预测模型

根据1991—2006年间中国公共聚集场所火灾统计资料,针对公共聚集场所火灾影响因子的不确定性和数据的波动性,运用灰色拓扑预测方法探讨公共聚集场所火灾发生的规律,并建立灰色拓扑预测模型,预测未来5年内火灾发生情况。结果表明,所建立的灰色拓扑预测模型的检验精度都达到"好"的标准。因此,采用该模型对公共聚集场所火灾发生情况进行预测,其结果比较可靠,可供消防部门参考。     

利用因子克立格方法研究天津土壤PAHs和土壤理化参数空间多尺度相关性

土壤中的PAHs对人体健康具有潜在的危害 .在天津采样数据的基础上 ,应用多元地统计学中的因子克立格方法 ,探讨了天津地区表层土壤中PAHs含量和一些土壤性质之间的空间相关性 .在天津地区共采集 188个表层土壤样品 ,测定了 16种PAHs的总含量、土壤 pH值、总有机碳含量和土壤粘粒含量 .研究结果表明 ,天津地区表层土壤中PAHs含量和pH、TOC、粘粒含量之间的空间相关性在不同尺度上有很大差异 .     

基于GIS的表层土壤重金属污染及空间特征研究——以玄武湖景区为例

GIS与地统计学已广泛运用于土壤科学的研究。为调察研究玄武湖公园内陆区域土壤重金属污染情况及空间分布的特征,为污染评估治理提供可视化的科学依据,本文采集并分析了玄武湖内陆地区0~20 cm土壤中Cr、Cd、Ni、Pb、Zn和Cu 6种元素含量,对其进行描述性统计分析判断污染情况,并利用ArcGIS分析其污染情况及空间特征,结果表明,Cd超标率高达97.5%且平均值0.25高于国家一级标准1.23倍,存在轻微污染,其他5个元素均值均低于一级标准且超标率均低于21%,基本不存在污染的情况。从空间分布来看,Pb、Zn和Cu含量从内向外呈增大趋势,Cr、Ni整体浓度值相对偏小,大部分区域含量均在中值附近或以下,以上5种元素块基比均在0.5左右,含量及分布均是由随机因素及结构性因素共同控制,而Cd块基比仅0.028因而其分布规律则主要受结构性因素影响。     

疫情管控期乌鲁木齐大气污染时空变化及其影响因素

新冠肺炎疫情管控期间为探究空气质量变化机制提供了良好的控制环境。基于监测站点数据,运用数理统计和空间分析法探讨污染物时空变化特征及相关性,利用聚类分析、潜在源贡献、浓度权重轨迹分析乌鲁木齐市三次管控期首要污染物（PM_2.5）的潜在来源。结果表明：（1）整体来看,三次管控期PM_2.5、PM₁₀、CO、NO₂、SO₂浓度平均分别下降15.02 μg∙m⁻³、36.83 μg∙m⁻³、0.26 mg∙m⁻³、19.83 μg∙m⁻³、1.18 μg∙m⁻³,O₃浓度平均上升9.15 μg·m⁻³。日内变化上,PM_2.5、PM₁₀、CO、NO₂浓度呈现“W”型,SO₂、O₃呈现“几”字型,各污染物浓度季节差异明显。高值区集中在新市区、天山区、水磨沟区、沙依巴克区及头屯河区的东南部,低值区集中在城郊。（2）温度对PM_2.5、O₃影响较为显著,相对湿度对CO、NO₂影响较为显著;整体上,夏季气象因子与污染物之间相关性较差。（3）乌鲁木齐管控期主要气团沿天山山脉的走向流动,受到西风的长距离气流和盆地内部的短距离气流双重影响。乌鲁木齐市空气质量变化受多种气象条件及气团相互运动影响,研究结果可为今后城市大气污染控制提供参考。     

四肢钢管混凝土格构柱试验研究及参数分析∗

为研究四肢钢管混凝土格构柱的受力机理及抗震性能,对 4 根四肢格构柱进行拟静力试验研究及有限元分析。通过试验得到四肢钢管混凝土格构在低周往复荷载作用下的滞回曲线和骨架曲线,分析了试件破坏过程。研究结果表明：格构柱的耗能能力及延性都较好;轴压比对试件的影响主要体现在破坏阶段,轴压比越大承载力下降段的斜率越大;长细比对试件受力性能有较大影响,随着长细比增大,试件的屈服位移和极限位移会增大,但水平承载力和破坏段的斜率会降低。建立了数值计算模型,并与试验结果进行对比,验证其正确性。并对不同高宽比、 节间距与柱肢外径比等参数对试件弹性刚度和承载力的影响进行分析,结果表明：减小格构柱的高宽比和节间距与柱肢外径比对格构柱的受力性能有很大提升。建议实际工程中格构柱的高宽比不宜大于 4.8;节间距与柱肢外径比低不宜大于 7.0。     

基于灰色关联分析理论的典型区域土壤重金属污染评价研究

选择包头作为研究区,实地调研获得221个土壤试样,利用原子荧光光谱法和等离子体质谱法测试得到样品中8种重金属质量比。利用灰色关联分析,建立土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn与污染等级的关联度,结合Kriging空间插值方法对土壤污染等级的空间分布进行研究。统计结果表明,研究区主要为Pb和Zn污染。根据统计量所反映出的地区差异性,构建评价对象的因子集、评价因子等级标准,建立灰色关联土壤环境质量评价模型。并且利用Kriging插值将评价结果绘制成包头土壤环境污染等级专题图。研究表明:包头土壤环境呈现沿昆都仑河被污染的条带特点;市区郊区有Hg、Pb、Zn的点源污染。利用Kriging插值的线性无偏最优估计,可以得到研究区域的土壤污染评价专题图。实例验证了根据灰色关联分析建立的土壤重金属污染评价模型,能够充分利用污染数据的统计特性,克服内梅罗综合污染指数评价突显算术平均值与最大值的不合理性,通过对各污染属性的相对最优灰关联度进行排序,能够增强模型对灰关联度的分辨能力,更加客观地确定重金属在土壤污染等级评定中的权重,符合实际情况。     

有机磷农药生产场地污染分布特征分析

针对有机磷农药 (OPPs) 生产场地存在污染的环境问题,以某农药生产企业污染地块为研究对象,分析了OPPs在土层中的空间分布和扩散规律。通过三维空间插值表征4种OPPs (甲拌磷、乙硫磷、对硫磷、特丁硫磷) 的污染分布。结果表明,土壤中甲拌磷、乙硫磷、对硫磷、特丁硫磷平均质量分数分别为697、356、19 102、63 mg·kg⁻¹。根据《EPA 区域筛选值》 (RSL-2017) 标准,4种OPPs质量分数均超标10倍以上。随着深度增加,4种OPPs呈现为先减小后增加再减少的趋势,与地层渗透系数变化规律一致。根据插值结果,污染羽面积大小排序为甲拌磷>特丁硫磷>乙硫磷>对硫磷,说明甲拌磷在土壤中的迁移能力最强。同一种OPPs质量分数在表层 (0~3 m) 与深层 (>3 m) 土壤中分布规律相似,局部出现质量分数高值 (超标>10倍) 。OPPs质量分数高值在土层阻隔和吸附作用下出现降低趋势。本研究结果可为农药污染地块调查及修复工程提供参考。     

基于本质安全的化学工艺风险评价方法研究

基于本质安全原理对化学工艺进行风险评价,以易燃性、易爆性、毒性、腐蚀性、反应热、化学活性、工艺温度、工艺压力和存储量9个指标,建立化学工艺的本质安全评价指标体系。采用基于遗传算法的Shepard插值算法对本质安全进行评价,以甲基丙烯酸甲酯的合成工艺路线为例进行分析,结果表明该方法适用于化学工艺本质安全评价,相对传统方法更加科学,能够有效对危险工艺进行选择,为政府监管部门和化工企业提供工艺选择决策技术。