基于遥感和GIS的赤水河水质对流域土地利用的响应研究

利用2009年TM影像和11个断面的水质监测数据,同时在缓冲区和子流域尺度上,分析了赤水河流域内土地利用方式与水质指标（溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮）之间的相关关系,并建立水质对土地利用结构的空间响应模型。由相关性分析得：从缓冲区尺度到子流域尺度,建设用地与氨氮的相关性由显著正相关变为高度正相关,相关系数达到0836;与高锰酸盐指数的相关性则由普通正相关变为显著正相关,相关系数为0776。耕地与高锰酸盐指数的相关性由显著正相关增加为高度正相关,相关系数达到0913;与氨氮的相关系数也增加到0782;而耕地与溶解氧则由缓冲区尺度的一般负相关变为子流域尺度的显著负相关,相关系数达0609。在缓冲区尺度上,林地与氨氮、高锰酸盐指数呈负相关,相关程度总体上随着缓冲半径的增大而增大;而当研究尺度为依自然属性划分的子流域时,林地与氨氮呈现出显著负相关,相关系数达到0673;与高锰酸盐指数呈现出高度负相关,相关系数达到0822;且在子流域尺度上林地对溶解氧的“汇”的作用才充分表现出来,相关系数达0718。研究结果表明：赤水河流域土地利用方式对水质有重要影响。赤水河流域内的城镇建设用地和耕地对流域水质有着严重的负面影响,承载在其上的城市生活、工业污水和农业面源污染(种养殖)是河流水质污染的重要污染源。林地对流域的水质污染有重要的缓解作用。总体上,各水质参数与土地利用类型间的相关性在子流域和缓冲区两种尺度下表现出一致的规律,但这种相关性在子流域尺度下表现的更为显著。研究成果可为赤水河流域的水污染防治、土地利用方式优化提供科学依据,并为同类研究提供借鉴     

Model Modification and Application on Carrying Capacity of Relative Resources

Based on the retrospection of researches on carrying capacity, this article reviewed systematically the research progresses on carrying capacity of relative resources （CCRR）. Then the viewpoint was put forward that CCRR is not an appropriate method of appraising the regional sustainability, but a sound way to obtain cognition for coordinating spatial location and flow of population and economy. However, as the most popular computing method of CCRR, the Weighting Linear Sum Model is defective in the random of weight choice and the neglect of matching among different resources. Therefore, this article established the Geometric Model on CCRR based on modifying Weighting Linear Sum Model, which can be used to appraise regions where resources are close matching. Employing the Geometric Model, the article empirically analyzed the population and economic CCRR in Hubei Province from 1978 to 2006. The result indicates that the population in Hubei Province is overloading while the economic carrying capacity is abundant compared to the whole country, and the economic insufficiency restricts the population carrying capacity. In the future, Hubei Province will become one of the core developing zones which are characterized by economic conglomeration.     

长江流域土壤保持能力时空特征

利用MODIS-NDVI数据、地面气象站数据等,采用通用土壤流失方程计算了长江流域2000~2010年土壤保持量,并基于GIS平台与GeoDa软件,辅以Morans I指数以及一元线性回归系数等方法分析了长江流域土壤保持能力的时空分布特征。结果表明:(1)长江源区以及中下游沿岸至长江入海口地区的土壤保持量最低(≤560t/hm2),土壤保持量高值区(≥2 400t/hm2)主要分布于上游四川盆地周围以及中下游长江以南地区;(2)长江流域土壤保持量在市域单元上存在明显的空间聚集现象,"低—低"聚集区分布在长江源区、武汉西部以及流域入海口,"高—高"聚集区主体分布在流域上游与江西南部;(3)土壤保持量年际变化呈增加趋势的区域占62%,其中呈快速增加趋势(b5)的地区分布在陕西南部、湖南西北部、江西东部以及四川东部,呈减少趋势的区域占38%,主要分布于流域上游以及中下游长江以南部分地区。     

1962～2012年西南地区极端温度事件时空变化特征

基于西南地区88站1962~2012年日气温数据,采用百分位阈值法定义极端温度事件,结合线性倾向率、Mann-Kendall秩次相关法、反距离加权插值法对其时空变化进行了分析。结果表明:极端温度指数存在明显的空间分布差异,暖日指数、暖夜指数、冷夜指数和年内日最低气温整体上均由东南向西北逐渐降低;霜冻天指数则由东南向西北部逐渐升高,西北部梯度变化明显;冷日指数和年内日最高气温呈马鞍状分布,较高值均在西南和东北部;因多数地区高温天数极少,故没有明显的梯度变化。霜冻天指数、冷夜指数和冷日指数减少趋势明显,分别为2.7、4.6和3.5d/10a;暖日指数和暖夜指数、年内日最低气温和最高气温均呈增加趋势,分别为3.6、4.9、0.4和0.1℃/10a;高温天指数变化不显著。整体上来看,西南地区极端高温事件和极端低温事件分别呈上升和下降趋势,但有部分区域呈相反变化趋势,体现出西南地区气候变化的独特性。     

用多元线性回归分析法定量判别PCBs污染物类型

应用多元线性回归分析法处理多氯联苯(PCBs)标准样品和实际样品的气相色谱数据,定量判别PCBs污染物类型,该法简便易行,可以避免由主观判断引入的偏差.对于PCBs标准样品Aroclor 1248及PCBs配制样品,污染物组成计算结果与实际值吻合,绝对误差小于2%.实际土壤样品的分析计算结果表明:北京土壤样品PCBs污染物是Aroclor 1242;兰州土壤样品PCBs污染物是49.0%的Aroclor 1242和51.0%的Aroclor 1254的混合物.应用多元线性回归分析法处理气相色谱分析数据,还可以作为一种质量控制的手段来识别干扰物.      

阴/非离子化学剂与糖脂类生物剂复配对煤尘润湿效果影响

为解决糖脂类生物表面活性剂润湿性能差的问题,选取4种化学表面活性剂和3种生物表面活性剂,通过对化学表面活性剂与生物表面活性剂的溶液的表面张力、沉降速度和红外光谱分析,研究化学表面活性剂与生物表面活性剂复配对煤尘润湿效果的影响。研究结果表明：化学表面活性剂与生物表面活性剂复配对煤尘的润湿性存在增强作用,且化学表面活性剂润湿性能越强,复配后对煤尘润湿性的增强作用越好,当二者为阴/非组合时这种增效作用更强,当质量分数达到一定值时,影响减弱。单体与复配的表面张力的线性回归模型表明,在对复配表面张力的影响中化学表面活性剂占主要影响因素。其中化学表面活性剂SDS与生物表面活性剂槐糖脂复配时增效作用最好,表面张力最低为23.04 mN/m,煤尘沉降速度最快为7.70 mg/s。     

兼顾公平与效率的无人机应急中继通信选址优化问题

为提高应急救援中无人机应急中继通信资源配置的公平与效率,在考虑无人机中继通信覆盖范围限制、各受灾用户集群点分布情况、受灾群众公平性感知的基础上,构建以最大化系统吞吐量为效率目标、最小化受灾群众公平损失值为公平目标的无人机应急中继通信选址多目标0-1非线性整数规划模型,采用基于k-means的模拟退火算法对其进行求解,并以实际案例为背景构造算例,验证本文提出模型和算法的可行性与有效性,并进行多目标分析及参数敏感性分析。研究结果表明：本文提出的模型和算法能在较短时间得到无人机应急中继通信选址方案,保证所有受灾用户集群点获得通信中继;同时,确定最佳无人机设备数量,验证公平目标与效率目标存在悖反关系。     

再生水中硫酸盐还原菌对Q235碳钢的腐蚀行为

再生水回用是缓解我国水资源危机的有效途径。然而由于再生水营养丰富,微生物大量繁殖成为其回用的关键问题。从以再生水作为补充水源的3倍循环冷却水中分离纯化出硫酸盐还原菌(SRB),在实验室条件下,采用环境扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、线性极化电阻、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)等方法研究了SRB对Q235碳钢的腐蚀行为。结果表明,浸泡初期SRB生物膜抑制碳钢的腐蚀,随后促进碳钢的腐蚀,表现为点蚀,随着浸泡时间的延长,腐蚀速率逐渐下降并趋于稳定,但碳钢表面的粗糙度和腐蚀坑深却逐渐增大。7 d时碳钢表面形成完整的生物膜,随后扩散作用成为电极反应控制的主导。     

天津地区环境监测点PM2.5量化分析模型

为了研究天津地区PM2.5与5种日常监测的污染物——PM10、SO2、CO、O3和NO2的定量关系,通过天津环保物联网获取了11个环境监测点2013年8月—2014年5月的日监测数据,分别尝试了多元一次回归模型、二次回归模型和基于主成分分析回归模型进行建模与量化分析。相关性上,天津地区各站点PM2.5与5种污染物显著相关,其中与PM10、SO2和NO2相关系数分别达到0.89±0.03、0.63±0.09和0.69±0.06。模型评价结果表明,利用5种污染物监测指标预估PM2.5浓度基本可行,基于主成分分析模型效果最好,拟合度能够达到0.85以上,平均误差在20%左右。     

高邮市城区污染强度与北澄子河环境容量的相关性

根据2004年度高邮市主要纳污河流北澄子河流经城区后，污染物增加量、城区段河流的自净量及河流剩余环境容量，计算出城区段河流的总环境容量，再通过各年度河流流经城区后污染物增加量及自净量，计算出各年度城区段河流的剩余环境容量，分析城区污染强度与北澄子河环境容量的相关性，得到线性公式，从而可以根据城区污染强度推算环境容量的变化，或根据环境容量的变化推算城区污染强度。