人工神经网络在化学和环境科学中应用的若干问题

讨论了人工神经网络中最常用的多层前馈网络 ( BP网络 )及误差反向传播算法应用于化学和环境科学时要考虑的几个问题 :网络的输入与数据的归一化 ;隐含层数、隐含层节数和学习速率 ;训练集与监控集 ;网络误差 ;初始权重     

Acid Rain in Downtown São Paulo City, Brazil

During the period from July 2002 to June 2004, the chemical characteristics of the rainwater samples collected in downtown São Paulo were investigated. The analysis of 224 wet-only precipitation samples included pH and electrical conductivity, as well as major ions (Na⁺, $ \rm NH^{ + }_{4} During the period from July 2002 to June 2004, the chemical characteristics of the rainwater samples collected in downtown S?o Paulo were investigated. The analysis of 224 wet-only precipitation samples included pH and electrical conductivity, as well as major ions (Na⁺, , K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, , ) and carboxylic acids (acetic, formic and oxalic) using ion chromatography. The volume weighted mean, VWM, of the anions , and Cl⁻ was, respectively, 20.3, 12.1 and 10.7 μmol l⁻¹. Rainwater in S?o Paulo was acidic, with 55% of the samples exhibiting a pH below 5.6. The VWM of the free H⁺ was 6.27 μmol l⁻¹), corresponding to a pH of 5.20. Ammonia (NH₃), determined as (VWM = 32.8 μmol l⁻¹), was the main acidity neutralizing agent. Considering that the H⁺ ion is the only counter ion produced from the non-sea-salt fraction of the dissociated anions, the contribution of each anion to the free acidity potential has the following profile: (31.1%), (26.0%), CH₃COO⁻ (22.0%), Cl⁻ (13.7%), HCOO⁻ (5.4%) and (1.8%). The precipitation chemistry showed seasonal differences, with higher concentrations of ammonium and calcium during autumn and winter (dry period). The marine contribution was not significant, while the direct vehicular emission showed to be relevant in the ionic composition of precipitation.     

基于人工神经网络理论的建筑物火灾安全评价研究

依据建筑物火灾危险性的影响因素,应用人工神经网络理论及系统安全方法,建立了建筑物火灾危险性的评价指标体系,该方法摆脱了评价过程中的随机性和参评人员主观上的不确定性及其认识上的模糊性等缺点,大大提高了准确性。为了验证评价模型的准确性,将该理论应用到某高校图书馆火灾危险性评价中,快速、准确地得到了安全评价结果,取得了满意效果,为建筑物防火设计以及安全管理提供了可行的依据。     

成都市活水公园人工湿地系统10年运行回顾

成都市活水公园是1997年建成的世界上首座以展示"人工湿地水处理系统"和"仿峨眉山亚热带自然植被"为主要内容的、以水保护为主题的生态公园。它所展示的人工湿地处理系统工程,现己正常运行了10年。本文通过回顾10年来活水公园人工湿地工程设计、建设与运行的经验,结合当前己建和在建的人工湿地工程中所存在的一些问题,提出一些看法与建议。供从事人工湿地工程设计、施工及管理人员参考。     

间歇-阶段性酸雨入侵对填埋稳定化飞灰中重金属浸出行为影响

以间歇-分阶段进水方式进行了模拟酸雨柱式动态淋溶实验.结果表明,间歇-阶段性酸雨入侵会影响填埋飞灰中Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的浸出行为;尤其间歇停滞期后的初期酸雨入侵会增加多数重金属的再浸出水平,且该部分重金属的释放主要源于前阶段酸雨侵蚀过程中所形成的非稳定性(弱酸态)重金属.各酸雨侵蚀阶段,部分重金属(如Pb-Zn)的浸出行为具有相关性,这与各重金属在飞灰基质内的赋存形态、矿物相稳定性及酸性侵蚀程度等有关.各阶段酸雨入侵会相继溶出飞灰中的可溶性(NaCl、KCl等)、难溶性氯盐(CaClOH)以及微溶性钙盐(CaSO₄),并增加CaCO₃和Ca-Al-Si-O等矿物的峰强.各阶段酸雨入侵会使初始飞灰表面的团簇状结构逐渐被酸性(H⁺)侵蚀作用破坏,并暴露出大量棒状或条形状CaCO₃晶体,且随着酸雨入侵次数的增加,CaCO₃也将逐渐被侵蚀破坏.本研究为非连续酸性降雨条件下填埋稳定化飞灰的重金属浸出行为评价及风险管控提供了科学依据.     

基于3种时间序列模型的九龙江河流库区藻华预测

湖库富营养化和有害藻华是全球性生态环境问题,藻华预测与早期预警是保障湖库水源地供水安全的关键技术.如何基于高频水生态在线监测数据进行藻华的实时动态预测成为水生态管理领域的重大需求.本研究以福建省九龙江江东库区(水源地)为例,利用3年连续观测的逐时平均总叶绿素a浓度数据,对比研究了SARIMA、Prophet和LSTM(长短期记忆神经网络)3种时间序列模型在藻华(日平均叶绿素a大于15μg·L^-1)预测方面的效果.结果表明：(1)时间序列模型要求参数少,灵活性强,能清晰反映水质特征和未来变化趋势,可弥补传统藻类监测预警方法的局限性;(2)基于深度学习框架的LSTM模型,具有独特的迭代优化算法,对藻类非线性变化特征的识别和预测能力较强,其总叶绿素a逐日预测和7日预测效果均显著优于SARIMA模型和Prophet模型;(3)输入数据长度会在一定程度上影响模型预测效果,最优的输入数据时间长度为7 d;输入数据频率对预测效果也有影响,在预测非藻华日时,小时数据的预测效果优于日频率数据;在预测藻华日时,两种频率数据无显著差异,但日频率数据能更准确识别藻华日特征.总结起来,基于...     

地下水人工补给过程介质堵塞及控制研究进展

人工补给作为解决地下水超采及其环境负效应的有效措施,在全球得到广泛应用.但人工补给过程中的介质堵塞问题对补给效率、运行成本及工程寿命有着显著不利影响.在收集整理已有研究资料的基础上,对人工补给类型,过程中介质堵塞机理、预测、控制和治理方法进行了详细归纳和总结.分析表明,介质堵塞受到介质、水源物化特征和水文地球化学条件等因素影响;堵塞预测方法有水质指标法、经验公式法、数学模型法;堵塞的预防目前以水质控制为主;堵塞的治理需综合物理和化学方法.尽管有关人工补给的多种技术已日益成熟,但结合介质空间差异特征和水源条件复杂性开展的人工补给促渗技术还需进一步研究.     

上海青浦地区大气降水的化学特征

利用上海青浦地区2003—2014年观测的大气降水监测资料,分析该区域12 a以来大气降水的酸化程度、化学组成特征,探讨降水中化学成分的不同来源及相对贡献。结果表明:降水pH年均值为4.43~6.33,酸雨频率为2.6%~86.8%,降水酸化程度大致经历了明显恶化和波动变化2个阶段。降水电导率年均值为1.77~4.01 m S/m,呈下降趋势。降水中各离子雨量加权平均当量浓度顺序为SO_4~(2-)NH_4~+Ca~(2+)NO_3~-Cl~-Na~+Mg~(2+)F-K~+,SO_4~(2-)、NH+4、Ca~(2+)和NO_3~-是降水中的主要离子,占离子总量的83.0%;降水类型由硫酸型向硫酸和硝酸混合型转变。降水离子中的二次组分SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+绝大部分来源于人为源,Ca~(2+)、Mg~(2+)和K+主要来自于土壤源和人为源的贡献,Cl~-主要来自海洋源,同时人为源的影响也不可忽视。     

扬州地区酸雨现状及成因分析

根据2006年1月—2010年12月的酸雨监测数据,对扬州地区酸雨的变化规律和趋势进行了统计分析。结果表明:扬州地区酸雨主要集中在扬州市区与仪征城区,"十一五"期间,扬州市区酸雨呈逐年减少趋势,仪征城区大气污染严重,降水pH年均值均小于5.6,经评价扬州市区属于非酸雨区-较重酸雨区,仪征城区属于轻酸雨区-重酸雨区。高邮、江都、宝应城区从2007年起无酸雨出现。仪征城区酸雨主要是由燃煤型和燃油型混合空气污染造成的,近年来随着机动车拥有量的迅速增加,各种机动车排放的尾气已成为形成酸雨的重要原因,应引起重视。     

厦门市气候特征变化与酸雨形成研究

对地面风场的研究表明,厦门存在局地和海陆风环流,自1955年以来年平均风速、混合层厚度均呈现下降趋势,大气污染物的水平和垂直扩散能力也呈下降趋势。降水酸度随海拔高度的变化情况表明,海陆风环流有利于酸性污染物的积累,且锋面降水过程中的光化学污染加重了降水的酸化程度。