面源模式的通用算法探讨

提出了矩形面源扩散模拟计算的数值积分法和中心虚点源法,以及二者结合的综合法,并用算例进行了计算精度、计算速度和结果连续性的对比.结果表明:与传统的后置虚点源法及其改进算法——谷清经验法相比,该算法与理论真值的相对误差可从20%以上降低到3%以下,并且可以准确地反映风向和面源的形状,但在计算量上要增大十几倍到上百倍.对于任意不规则面源,提出了正方形分割算法,并对分割正方形的取舍采用简便的重心判断法,以准确方便地模拟其形状.综合运用笔者提出的适于机算的通用面源算法,对不同的计算任务权衡速度和精度采用合适的算法,可以处理各种气象条件下任意形状面源的扩散计算,并可取得理想的计算精度.      

机场终端区飞行流量的优化算法研究

为解决繁忙机场飞行终端区的交通拥挤问题,研究了遗传算法在跑道分配和飞机排序中的应用。建立多条跑道多架飞机的数学模型,使用遗传算法仿真计算寻求飞机进场总延迟时间最小的排序方案,并与传统的先到先服务算法进行了对比。结果表明:遗传算法与先到先服务排序相比较,总延迟时间减少了53%,说明了该算法排序结果明显优于先到先服务的排序结果。遗传算法具有全局寻优,且优化效率高的特点,有助于空中交通流量管理优化方案的建立。     

模式搜索算法在毒气泄漏中的源强反算

基于泄漏源下风向的浓度监测数据并结合大气扩散模式建立反算模型,以确定泄漏源的位置和强度。以扩散模式仿真的浓度数据与监测数据的匹配度作为目标函数,将反演问题转化为优化问题,利用模式搜索算法迭代优化。以高斯模型为例验证了算法的可行性,结果表明利用探测器提供的测量浓度值,模式搜索算法能够在较短时间内搜索到最优解,在计算复杂性或时间上较梯度型算法和智能优化算法有一定优势。该算法能够及时而准确地反算出泄漏源强度和位置,为事故的应急响应与救援提供依据。     

模糊控制技术在污水处理中的应用

针对污水处理过程中采用传统的流量程序控制和时间程序控制的不足,提出了一种基于单片机的模糊控制方法。该方法以污水流量、溶解氧(DO)浓度和污泥回流比为主要被控对象,以DO浓度为主要控制参数,通过离散计算和在线查表的模糊推理方法可得到最佳的风机转速,使污水处理生化池内DO浓度保持在最佳状态,同时还通过控制曲线展示了当输入污水流量发生扰动时对DO浓度的控制精度,使污水处理质量保持稳定。通过实际应用表明,该控制方法不但能确保出口净化水水质达标,还可以节约15%的电能。     

酸雨与镧对大豆幼苗生长的复合伤害效应研究

为探索酸雨与稀土镧对大豆幼苗生长的复合影响及其内在机制,以重要油粮作物大豆(Glycine max)为材料,研究在模拟酸雨pH分别为3.0、3.5、4.5与稀土镧La(Ⅲ)浓度分别为60、100和300mg·L-1处理下大豆幼苗生长及光合作用的变化.结果表明,相对单一酸雨与镧处理,酸雨与La(Ⅲ)复合处理组中大豆幼苗的生长受抑制程度增大,两者呈协同效应,且pH越低,La(Ⅲ)浓度越高,抑制效应越明显.光合参数的变化规律与生长指标近同,相同处理组各光合参数的降幅不一致,其中最大荧光(Fv/Fm)和叶绿素含量(Chl)的降幅范围分别为9.53%～22.75%和9.14%～24.53%,较净光合速率Pn(22.78%～84.7%)、希尔(Hill)反应速率(15.52%～73.38%)和Mg2+-ATPase活性(14.51%～71.54%)小,表明各光合参数对2个胁迫因子的敏感程度存在差异.进一步相关性分析发现,Pn变化主要受Hill反应速率与Mg2+-ATPase活性的影响,而Chl、Fv/Fm次之.表明酸雨与La(Ⅲ)对植物光合过程各环节的作用机制不同,光合作用受阻是影响植物生长的重要因素之一.     

空气质量评价的参数化多元组合算子模型

传统的空气质量评价的参数化组合算子模型不具有可比性和普适性。在适当设定指标参照值cj0和指标规范变换式基础上,提出了一个对多项空气指标的规范值xj都适用的空气质量评价的参数化多元组合算子模型;采用混合蛙跳算法对模型中的参数进行优化,得到优化后对多项空气指标皆普遍适用的空气质量评价的参数化多元组合算子模型。该模型被应用于多个不同地区的不同组合指标的空气质量评价,其评价结果与用其它多种方法的评价结果相一致。结果表明:用指标规范值表示的参数化多元组合算子模型为空气质量评价提供了一种计算简便和普适通用的新方法。     

烧结烟气脱硫灰-矿渣复合粉反应性能的研究

烧结烟气脱硫灰中由于含有大量的亚硫酸钙和游离氧化钙,在将其直接用于胶凝材料时,不但延长凝结时间,降低早期强度,而且还容易导致水泥硬化体体积膨胀,恶化硬化体性能。实验研究了脱硫灰不同掺入方式和掺入量,以及氧化温度对复合粉反应性能的影响。结果表明,在将脱硫灰经过550℃氧化处理后,再采用加水预拌的方式,在脱硫灰掺入量为5%时可获得具有较好反应性能的复合粉。     

基于数据挖掘算法和数值模拟技术的大气污染减排效果评估

近年来,京津冀地区采取了大量污染减排措施进行大气污染治理,如何客观评估减排效果是目前大气环境领域的研究难点.为准确评估大气污染过程的减排效果,本文利用北京地区常规气象资料、国控站PM_(2.5)浓度资料,遴选了北京地区2018年3月11—14日和2013年3月14—17日两次空气污染过程,计算了大气容量系数、静稳指数,并利用KNN数据挖掘算法和WRF-Chem模式,对比分析了有无减排条件下的PM_(2.5)日均浓度.结果表明:两次空气污染过程的天气形势和局地气象条件较相似,就大气热力和动力的垂直结构来看,2018年空气污染过程比2013年空气污染过程的大气稳定性更强、边界层高度更低、环境容量更小,但PM_(2.5)峰值浓度却显著下降,平均浓度明显降低,PM_(2.5)小时浓度的增长趋势相对平缓,重污染持续时间缩短.KNN数据挖掘算法减排评估结果显示,该方法能够较好地预测PM_(2.5)日均浓度的变化趋势,2018年3月11—14日,在减排和不减排情景下PM_(2.5)日均值分别为171和229μg·m~(-3),减排使得污染过程PM_(2.5)平均浓度下降了25.3%.数值模拟结果与KNN数据分析结论吻合,进一步验证了减排措施的有效性.综合看来,2018年空气污染过程中PM_(2.5)浓度相比历史相似气象条件下的污染过程显著降低,这是长期大力度减排效果的体现.     

自然界中铁硫化物矿物对含氯有机化合物降解作用

含氯有机化合物被广泛用于工农业生产和人们的日常生活中 ,对环境污染也日益严重。缺氧环境下对含氯有机化合物的非生物转化是自然界自我调控的过程之一 ,而广泛存在于这一环境中的铁硫化物矿物在这一过程中起着重要的作用。本文主要从反应机理角度回顾了铁硫化物矿物作为有机氯污染物主体还原剂的研究现状 ,并对进一步研究中可能存在的问题及研究重点提出了具体的建议。     

城市固体废物填埋场防护层天然材料研究

提出用石灰和粉煤灰对常用的粘土 +蒙脱土的衬里进行改性。对石灰配比为 0 %、0 4 %、1%、2 %、6 %、10 %的6种复合衬里、“三明治”结构的复合衬里 ,以及粉煤灰比例为 15 % ,2 5 % ,35 % ,5 0 %的 4种复合衬里 ,从渗透系数、衰减能力的角度进行了系列测试 ,得出了石灰配比为 10 %的复合土Ⅰ衬里和“三明治”结构复合土衬里性能良好、成本低、值得推广