基于水质特征因子和Monte Carlo理论的雨水管网混接诊断方法

基于水质特征因子法,引入蒙特卡罗理论,建立了分流制排水系统雨污混接诊断的定量分析方法.以上海市某混接分流制排水系统为研究对象,采用安赛蜜和总氮、氟化物、硬度分别作为表征生活污水、半导体工业废水和地下水混接的水质特征因子,对雨水管网混接来源进行了解析.与观测值对比验证表明,由于蒙特卡罗方法考虑了混接来源中多个混接点空间质量浓度差异性以及测量误差等不确定性因素,与目前采用的确定性解析方法相比,可以显著提高解析结果的可靠性,在实现解析结果闭合的同时,解析误差能够控制在10%以内.据此,提出了建立水质特征因子数据库的指导原则.     

污水管网中雨水混接来源的高效诊断方法

污水管网中雨水混接不仅会导致雨天污水厂运行受到影响,而且产生管网污水冒溢.针对在大范围污水管网中同步安装管道流量计识别雨水混接点位难以操作的问题,提出了基于管网节点水质特征因子监测的低成本雨水混接来源诊断技术方法.具体以总氮和电导率分别作为指示生活污水和雨水的特征指标,并结合污染源地理信息系统、管网节点化学质量平衡和入流水质特征因子浓度数据库,有效解析污水管网中各管段的旱天入流水量和雨天雨水混接量.对安徽省巢湖市城区污水管网雨水混接来源的解析证明了该方法的可靠性,提出了雨水入流来源解析的基本原则.     

基于特征因子的排水管网地下水入渗分析方法

采用基于水质特征因子的雨污水管网化学质量平衡方程,建立了污水管网和混接污水管网的地下水入渗量定量分析方法,并据此建立了管道破损程度的评价方法.针对上海市中心城区的3个排水系统,采用总氮和硬度分别作为表征生活污水和地下水的水质特征指标,并采用不确定性分析理论,对该区域雨污水管网系统的地下水入渗量进行了解析.计算结果表明,管道破损不严重,地下水入渗量符合设计要求,管网破损程度评估结果符合预期管道状态;表明提出的基于水质特征因子的地下水入渗量的分析计算方法可行,可用于管网破损和维护判断.与德国和美国标准相比,我国排水管道地下水入渗基准值较高,表明我国管道施工和养护技术有待进一步提高.     

城市排水系统智慧决策技术研究综述

智慧决策是智慧水务的核心关键技术。围绕城市排水系统的提标增效,从管网诊断评估、城市内涝防治和雨天溢流污染控制3个方面,对城市排水系统智慧决策的实现模式进行了评述。在管网诊断评估方面,综述了基于水量、水质特征因子分区监测的水量来源溯源定位方法;在城市内涝防治方面,综述了基于数值化模型的内涝风险精细化模拟评估和机器学习模型的降雨实时预报、局部积水深度快速预报实现模式;在溢流污染控制方面,综述了基于多目标优化算法、数值模型和机器学习相结合的排水系统优化调度实现模式。模型系统的可靠性是智慧排水决策的关键,应重视管网水量来源定量解析和排水系统内涝风险预警、优化运行调度的融合。     

大丰近岸海域水质污染特征及来源

依据大丰海域20个采样站位12种水质要素含量(盐度、化学需氧量、溶解氧、活性磷酸盐、无机氮、石油类、Cu、Pb、Zn、Cd、Hg和As),采用单因子指数法评价水质污染水平,应用聚类分析法识别水质污染分区,通过主成分分析法解析水质污染来源.结果表明:大丰海域水质环境总体良好,无机氮和磷酸盐是主要超标因子;空间聚类分析显示,大丰海域水质污染分布整体表现为南低北高、由岸向海逐渐升高的特征;主成分分析结果显示,研究区水质污染来源包括陆源污染的输入(营养盐、Cd、As)、海水养殖污染(营养盐、Cu)、港口污染(石油类、Zn、Pb、Hg).     

黄河流域中小河流水质评价的比较研究

我国中小河流众多,流域面积覆盖了全国85%的城镇及广大农村地区,是区域生产生活用水的主要来源和污染负荷排放的接纳者.开展中小河流水质综合评价对于客观、准确地评价水环境质量状况,制订水污染防治整体规划具有重要意义.以黄河流域河南省2条典型中小河流为研究对象,在识别河流水污染状况的基础上,采用单因子评价法、综合污染指数法、水质标识指数法和模糊综合评价4种方法对水质现状进行了综合评价,探讨了不同方法在中小河流水质评价中的适用性.结果表明：2条中小河流主要污染指标为NH₃-N、挥发酚及TP;水质标识指数法的评价结果与可靠性分析中的水质评价结果一致性最高,该方法得到的水质类别结果更加可靠.     

下期文章摘要预报

基于神经网络的岩土工程结构随机有限元分析邓　建 ,朱合华　　针对有限元蒙特卡罗法计算量大的弊端和岩土工程结构功能函数不能用显式表达的可靠性分析问题 ,提出并论证了基于神经网络的随机有限元 (有限元蒙特卡罗 )分析法 .神经网络具有高度非线性的映射能力 ,可用来逼近结构响应量与随机变量的映射关系 .通过典型岩土工程结构的应用实例分析 ,初步显示了基于神经网络的有限元蒙特卡罗法的应用效果和前景 .波浪对弹性结构三维绕流分析的半解析方法曹志远 ,翟　桐　　采用二维解析和一维离散的方法处理无限流体介质 ,建立一种分析结构与外…     

采用增广乘子法和模拟退火法的结构可靠性分析

为避免一次二阶矩法的雅可比矩阵计算和罚函数法的罚因子选取,提出了一种采用增广乘子法和模拟退火法的结构可靠性分析方法。利用优化理论,以可靠指标最小为目标函数,以极限状态方程为等式约束条件,建立结构可靠性分析数学模型。采用增广乘子法将上述有约束优化模型变换为无约束优化模型,并用模拟退火法求解,从而避免了雅可比矩阵的计算以及初始罚因子的选取。采用一次二阶矩法、本文方法、蒙特卡罗模拟法分别对数值算例及悬臂梁工程算例进行了可靠性分析,结果表明:较一次二阶矩法,本文方法更接近于蒙特卡罗模拟法的结果,更精确;较蒙特卡罗模拟法,本文方法迭代次数较少,效率较高。     

基于特征因子的食品工业废水排放追踪方法

针对雨水管网中工业废水接入导致的混接污染排放,以及污水管网中工业废水突发的非正常排放冲击问题,选择我国典型农副食品加工及食品制造企业,通过对企业排放废水中候选水质特征因子的稳定性及显著性分析,得出钾、钠、氯化物等无机盐对食品行业废水具有较普遍的表征性,且与电导率具有良好的相关性,为废水排放实时监控提供了可行性.在此基础上,给出了识别食品行业废水排放的无机盐质量浓度和电导率参照值,提出了基于节点水质监测的雨污水管网中工业废水排放追踪定位方法.     

我国西南某区域地下水污染评价及其污染源解析

分析了广西某乡镇潜水层地下水的27种基本水质因子和石油类物质,结合地下水Ⅲ类标准和当地地下水背景值,利用污染指数法评价当地地下水的污染状况,筛选出特征污染因子,同时,将相关性分析/聚类分析与地统计学相结合,对特征污染因子的空间分布及来源进行了详细分析.研究结果表明:除大肠杆菌外,该区域地下水的所有水质因子平均值均低于Ⅲ类标准,硫酸盐和氟化物的均值分别为背景值的85.87%和83.33%,但是最大值分别为背景值的1.30倍和1.85倍,而大肠杆菌均值分别为Ⅲ类标准和背景值的1.77倍和4.42倍,因此,将硫酸盐、氟化物和总大肠菌群作为该区域的重点防控水质因子;区域内硫酸盐和氟化物的含量呈现显著性相关且聚为一类,大肠杆菌与其他水质因子相关性极弱且单独聚为一类;水质因子分布空间各异,硫酸盐与氟化物的高值区主要集中于该区域的东南部,污染源为自然因素与工业园污水排放相叠加,总大肠菌群的高值区主要集中于西部,污染源为乡村农业及养殖污染.通过区域地下水污染状况的解析,为地下水污染防治提供理论指导.     

马斯京根法在雨水管道流量演算中的应用

将马斯京根法用于雨水管道的流量演算中，提出了参数Ｋ，θ的计算方法，经试验资料检验，效果较好，并与精度较高的动力模型作了比较，两者比较接近，证明此法可用于雨水管道的流量演算。     

基于SVM的沙尘暴预测模型

根据沙尘暴天气的特点和支持向量机（support vector machine，SVM）方法在解决小样本学习问题中的优势，提出基于SVM的沙尘暴预测模型．首先利用主成分分析法进行数据预处理，然后选择了径向基核函数，并通过分析惩罚参数和核参数对SVM分类器性能的影响，确定了参数的搜索空间，继而利用网格搜索法对其进行优化．在此基础上，构建并实现了基于SVM的沙尘暴预测模型．该模型与BP神经网络模型的运行结果对比表明，基于SVM的沙尘暴预报模型稳定性好，运行速度快，预报准确率提高了71．2％．     

基于格点场数据的沙尘暴双预报模型

为提高沙尘暴预报的准确率，以描述大气环流形式的物理场格点数据作为建模样本，采用自组织神经网络对物理格点场数据样本进行聚类，构建出由大规模阵列式数据格式表示的建模样本的低维特征，再用模糊神经网络综合建模样本的一般性规律，用非典型样本进行二次建模以反映建模样本的特殊性，并设计隶属度调整方案对一般性和特殊性进行协调，由此形成兼顾建模样本一般性和特殊性的双预报模型．测试结果表明，基于特征提取方案的双预报模型体系使沙尘暴预报准确率达到80．4％．     

感知器算法在台风风暴潮灾情等级评估中的应用

风暴潮灾害每年都给我国沿海地区造成巨大的经济损失.在前人研究的基础上,引入风暴潮灾情等级的模式识别思想,运用感知器方法的理论及其算法,并以广东省湛江地区为例,建立了该地区的台风风暴潮灾情等级判别函数,经还原检验和判别预测获得满意的结果,证明该方法用于台风风暴潮灾情等级判别是可行的.这对于实现风暴潮灾情等级的快速评估,为抢险救灾的人力、财力和物力分配提供依据.     

粒子群算法优化RBF-SVM沙尘暴预报模型参数

为提高沙尘暴的预报准确率,针对目前已出现的RBF—SVM沙尘暴预报模型中的参数优化进行研究．利用基本粒子群优化算法（SPSO算法）中粒子速度及其位置与RBF—SVM模型中参数对相对应,对沙尘暴进行预报,为解决SPSO算法易陷入局部解的缺陷,提出了惯性权值自适应调节的改进粒子群算法（WPSO算法）,并对沙尘暴RBF—SVM模型参数进行了优化．仿真结果表明,无论是SPSO算法,还是WPSO算法,在优化RBF—SVM沙尘暴预报模型参数方面都表现出了良好的性能,分别比已有的SVM方法的预报准确率提高了22．3％和45．3％．     

长江口台风暴潮的计算模式研究

长江口台风暴潮的数值研究包括计算模式的研究、增水计算、潮波传播计算和预报模式研究等四部分.本文阐述用二维全流型风暴潮方程组计算长江口地区风暴潮的模式.将计算域分成口外区增水线性计算和口内区考虑增水与潮汐综合作用非线性计算.文章讨论了两个计算区域的确定,并详述了采用套网格差分格式时,时间、空间步长不同的计算域间的交接方法.     

流量折减系数对雨水系统设计标准的影响

我国室外排水设计规范规定采用折减系数计算雨水排水设计流量,造成了设计标准和抗灾能力与国外的类似工程相偏低.在适当假设的基础上,推求出折减系数为1和2时重现期关系的数学表达式,根据实例分析,当折减系数为1时设计重现期为1年不同时刻的设计流量相当于折减系数为2时重现期1.531～4.028年的标准;当折减系数为2时设计重现...     

城市暴雨径流计算模型的建立和检验

基于城市降雨径流规律的研究，建立了城市暴雨径流计算模型（包括城市产流、地面汇流和管渠汇流三个部分）。在产流计算中，不透水区用变径流系数法，透水区用下渗曲线法；地面汇流用非线性运动波法；管渠汇流用动力波法。经北京和西安三个小区的实测资料检验，证明模型精度较高，可用于城市雨水控制和管理等场合的径流模拟。     

多普勒天气雷达单PPI探测强风暴的方法

利用天气雷达准确而快速地识别强风暴一直是进行强天气预警的关键组成部分。针对目前多普勒天气雷达探测强风暴方法在实际应用中存在的问题，提出了利用单PPI资料进行强风暴识别的方法，在综合利用多普勒天气雷达强度场、速度场、谱宽场资料及缩短探测时间方面进行了尝试。应用实际资料进行的效果检验表明：与现有强风暴识别方法相比，单PPI识别方法的结果准确率达87．5％，虚警率为22．2％，同时具有节省探测时间、快速发布警报的优点。     

南黄海辐射沙脊北部水域“激流”特征及成因机制研究*

目前有关"激流"成因的研究不少,但基本处于观测与假说阶段,仍需从更多海流实测资料中继续丰富相关研究。选取南黄海辐射沙脊北部的主要潮汐通道西洋水道为研究对象,利用1980年、2001年和2008年的实测数据分析研究了"激流"的主要特征,并通过建立的二维潮流泥沙数学模型对"激流"的成因进行了初步探讨。研究认为,"激流"与涡旋、风应力无关,特殊地形是其发生的最基本条件之一。