基于系统动力学模型的泰安市水资源与水环境系统模拟分析

运用系统动力学模型对泰安市水资源与水环境系统进行了模拟和预测。通过对供水总量与需水总量、纳污能力与污染物排放量的对比,得出在趋势型情景下,泰安市水资源供需比与水环境纳污-排放比将持续下降,表明泰安市未来将面临水资源短缺与水环境恶化的风险。为避免此情况发生,设定可达型与规划型情景对模型参数进行调整。结果显示,相比趋势型情景,2030年泰安市在可达型与规划型情景下,需水总量分别下降了10%与16%,化学需氧量分别下降了30%与55%,氨氮排放量分别下降了37%与60%。水资源供需比在可达型与规划型情景下将达到0.89与1.06,水环境纳污-排放比由化学需氧量与氨氮表征。其中化学需氧量纳污-排放比在可达型与规划型情景下将达到0.93与1.43,氨氮纳污-排放比将达到0.75与1.18。说明可达型情景可以基本满足城市发展的需要,而规划型情景则可以在未来实现城市水资源供需平衡与水环境改善。     

黄垒河流域气候与土地利用变化对径流的影响

以山东胶东半岛黄垒河流域为研究区,构建了SWAT分布式水文模型,采用SUFI-2算法进行模型参数敏感性分析、率定与验证研究,对巫山水文站2011—2018年月径流量数据进行模拟,在此基础上设置3类变化情景,定量识别黄垒河流域内气候变化与土地利用变化下的水文响应情况。结果表明:1）SWAT模型在黄垒河径流模拟中具有较好的适用性,模型率定期的R2、E_NS分别为0.74和0.71,验证期R2、E_NS分别为0.69和0.72;2）综合型情景模拟分析得出,气候变化、土地利用变化及二者共同变化均引起流域内年均径流增加,分别使年均径流量增加0.14 、0.05 、0.19 m3? s?1,径流量对气候变化比土地利用变化更敏感,径流变化由气候变化主导;3）气候变化情景模拟分析得出,流域内年均径流量与降水变化成正相关,降水增加比降水减少对径流变化作用更显著,气温升高对流量变化有负效应,流量对气温升高比气温降低更敏感;4）极端土地利用情景模拟分析得出,城市扩张情景、耕地保护情景、退耕还林情景、城市绿化情景下,年均径流变化率分别为5.04%、2.71%、?8.17%、?4.23%,居民地、耕地具有增流作用,且居民地增流作用大于耕地,林地则具有较显著的减流作用. 需加强对流域内气温和降水,特别是强降雨的预测和防汛预警,并通过优化土地利用结构及空间布局减缓气候变化带来的水文负效应,实现流域水量平衡.      

极端土地覆被情景下的水文响应模拟

 以淮河流域为研究对象,选择分布式水文模型HMS,结合GIS技术,构建了分布式陆面-水文耦合模型（LSX-HMS）。利用实测水文资料进行参数率定和模型验证,确定性系数达0.791~0.854,表明该耦合模型在淮河流域具有较好的适用性,能进行土地覆被变化下的水文响应研究。采用极端土地利用/覆被法构建了5种土地覆被情景,利用LSX-HMS模型分析了各情景下的水文过程。结果表明：常绿阔叶林覆被情景下的蒸散发量和径流量变化最为显著,年均蒸散发量增加5.6%,年均径流深减少16.7%;草地覆被情景对增加径流量作用较为显著,年均径流深增加6.9%;在枯水年,草地覆被情景下的土壤含水量变化较为剧烈;对径流量的空间模拟表明：各情景下径流量的空间分布差别较大。研究成果为淮河流域水土资源合理开发利用、调配和管理提供依据。     

面向突发干扰情景的生产重调度研究进展

针对近年来出现的面向突发干扰情景的生产重调度建模与方法,根据重调度情景、绩效指标与目标权衡优化方式,对代表性优化模型进行分类详述;综述解决情景-应对型生产重调度问题的常用技术与方法;总结不同行业背景下与情景-应对型重调度相关的应用成果;围绕问题模型、优化方法、实际应用3个方面对情景-应对型生产重调度的研究方向分别予以展望。     

东江流域土地利用变化对径流的影响分析

将流域水文模型HSPF与元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)土地利用预测模型结合,定量评价了东江流域未来土地利用变化的径流响应;并且模拟分析了不同降雨情景下土地利用变化的水文响应。结果表明:HSPF模型可以较好的模拟东江流域的月径流过程,可用于东江流域长期水文变化的评价与研究;未来土地利用变化引起的总径流的改变较小但是地表径流的变化较显著;未来土地利用变化情景下高、低流量值都有所增长,随着城镇建设用地面积比例的进一步增加高流量值随之增长而低流量减少;随着降雨量的增加,径流对于未来土地利用变化的响应程度减弱,降雨量减少,未来土地利用变化的水文效应增强;总的来说,4种降雨情景下未来土地利用变化对总径流的影响都不大,但是对地表径流有较显著的影响。研究过程和结果可为东江流域水资源规划及相关管理决策提供参考。     

中国碳排放的历史特征及未来趋势预测分析

本文首先利用中国国家统计局和美国橡树岭国家实验室CO2信息分析中心的数据,分析了中国60年的经济、能源、CO2变化特征.在此基础上,利用Kaya恒等式构建了碳排放与经济社会变量的长期协整关系,并结合各类政策报告设定了低排放情景、基准情景和高排放情景,预估了3种情景下中国未来CO2排放量的变化趋势.结果表明:中国经济的高速增长总是伴随着能源消费量和碳排放量的快速升高,1980年之前各变量波动剧烈,之后GDP、能源消费量、碳排放量等经济社会变量变动规律明显;3种情景下2013—2020年的碳排放量年均增长率为2.94%~3.91%、2021—2030年的年均增长率为1.63%~2.60%;3种情景下2030年CO2排放量将分别达到142.68、155.41、170.09亿t.研究表明,在低碳情景下,中国最有可能实现2030年碳排放量达峰的目标.     

用BP神经网络提高锂离子电池化成系统采样精度

针对自行设计的YX-20A型锂离子电池化成柜采样精度不高的问题,分别采用动量梯度下降法和L-M优化法以三层BP神经网络为预测模型对采样电流数据进行校正;并用校正后的采样数据通过TL494芯片调节设定基准和充放电电流实测值的偏差。研究结果表明:L-M算法能快速收敛,效果优于动量梯度下降法,当隐含层节点数为9时,L-M算法效果最佳;校正后的电流最大相对误差由原来的5%降到1.1%左右,平均误差小于0.5%;校正后基准电流和实测值间的相对误差波动较平缓,其最大相对误差比校正前有明显下降。     

利用CLUE-S模型对四川省未来10年土地利用变化的预测与分析

土地利用配置对生态环境和经济发展有着重要影响,通过研究土地利用配置对人类可持续发展具有重要意义。以我国四川省为研究区,设定了生态效益型、经济效益型和综合效益型3种发展情景,通过CLUE-S模型模拟研究区2030年的土地利用数据,计算了各情景下相应的生态服务价值量和经济效益,分析了3种情景下模拟结果各土地利用类型分布的相同和差异。研究结果表明,生态服务价值量在情景1下达到最大值,为108 405.5亿元;经济效益则在情景2下最大,为78 346.3亿元。从土地利用空间分布上来看,3种情景的变化趋势基本一致:生态用地中林地和水域的增加主要分布在攀西地区;建设用地的增加主要分布在攀西地区和四川盆地。研究结果可对四川省未来的土地规划管理提供参考。     

黄河卢氏流域径流对未来气候变化的响应

应用统计降尺度方法SDSM,耦合GCMs和分布式水文模型SWAT,分析黄河卢氏流域径流对气候变化的响应.结果表明:SWAT模型能较好地模拟卢氏流域的径流过程.不同排放情景下,流域年平均流量均表现出先减小后增加,总体减小的趋势;A2情景下,2046—2065年和2081—2100年的流量较基准期分别减少33.6%和30.8%,流量减少主要集中在7—10月,10月减幅最大;B1情景下,分别减少52.3%和29.9%,也主要集中在7—10月,9月减幅最大;丰水期流量的减少幅度大于枯水期.中上游对气候变化较为敏感,径流减少幅度较大,中下游减少幅度较小.     

两种新型生物肥对马铃薯产量及晚疫病的影响

为了调查新型微生物肥料在马铃薯生长上的使用效果,本试验分别采用苗期田间根部、叶片施肥方法,研究了地福来细胞生物肥和氨基酸肥对马铃薯产量和晚疫病的影响。结果表明,施用地福来和氨基酸肥后,马铃薯产量均有显著提高,增产率分别达11.45%和20.67%;晚疫病发病率分别比对照低8.6%和13.6%,防效分别为49.1%和61.5%。     

洮儿河流域平原区气候变化情景下浅层地下水水位动态响应分析

利用研究区降水、气温、地表水径流和地下水埋深数据,使用Mann-Kendall非参数检验法,分析水文气象要素变化趋势,结合研究区水文地质概况,建立地下水数值模型,对未来气候变化下的地下水水位动态进行预测．结果表明:研究区地下水埋深呈显著增加趋势,降水量增加不显著,气温呈升高趋势,地表径流显著减少;通过建立的Visual MODFLOW模型,对基准情景（基准期平均降水量条件）和3种气候情景（SSP126、SSP245、SSP585）下研究区未来地下水位进行预测:基准情景和3种气候情景下研究区北部浅层地下水埋深持续增加,南部地下水埋深有所减少;3种气候情景下地下水埋深均大于基准情景下地下水位埋深．      

大型工程建设规划的生态水文响应模拟—以天府国际机场建设为例

本文以天府国际机场为例,尝试引入流域分布式水文模型(SWAT模型),探索机场建设和保护对举人河流域生态水文的影响,为工程项目保护规划的制定提供依据和评价支撑.模型校准结果显示,率定期的R2和NS值分别为0.81、0.71,验证期的R2和NS值分别为0.70、0.53,模型对流域径流模拟效果较好.结合机场建设工程和生态补偿规划,设置了"建设破坏"和"下游修复"情景,结果表明,机场"建设破坏"使流域地表径流至少增加10%、植物根部入渗量减少20%以上、实际蒸发值增加,河川径流和产水量减少,建设破坏效果明显;流域"下游修复"使地表径流、产水量和河川径流大幅减少,下游治理修复措施是有效的.     

气候变化背景下宁夏泾河水资源变化分析

为当地适应气候变化决策提供技术依据,用Mike 11水文模型研究气候变化背景下泾河水资源变化趋势.依据泾河1982—2000年实测降水径流资料,率定建立泾河流域降雨径流模型参数,然后根据气候情景数据,借助经过验证的降水径流模型,预测未来气候变化对宁夏南部山区水资源的影响.结果表明,对泾河1982—1998年实测径流进行模拟,模拟平均径流深与实测径流深拟合程度较好,相对误差为7.2%;逐日径流过程线形状吻合,模拟与实测流量的峰值吻合;低流量平水期吻合较好,在丰水期吻合差一些,二者总体拟合较好.根据PRECIS区域B2气候情景数据(2011-01-10,50km×50km网格),预测南部山区地表径流呈减少趋势.相对于多年平均值,泾河流域地表径流未来减少8.5%²4.3%.泾河干流径流减少幅度较大,将会对东山坡引水、固原东部引水工程造成影响,水资源短缺形势不容乐观,宁夏中南部水资源供需矛盾可能进一步加大.     

基于AHP及Logit回归的新能源汽车市场预测模型

根据消费者效用极大化原理,利用层次分析法,分析中国消费者购买新能源汽车的成本、可靠性、动力性、形象、安全性和便利性因素的权重;通过对欧、美、日新能源汽车乘用车市场份额与消费者效用的Logit回归分析,构建基本、一般和激进三种政府规制场景下的中国新能源汽车乘用车市场份额的预测模型.结果表明,新能源汽车市场的发展与政府规制有密切的关系.到2015年,在基本、一般和激进三种场景下,新能源汽车分别占14%,23%,36%左右;混合动力和纯电动汽车是市场份额最大的两种车型;燃料电池汽车市场份额最小,为0.25%～0.85%.     

川东丘陵区柏木林水土保持措施径流调控效果对比

川东地区是我国重要的生态功能区。针对该区域由于水土流失导致的柏木林生态服务功能日益下降的现状,通过天然降雨下坡面径流小区降雨径流原位观测试验,对比分析了3种坡面水土保持措施径流调控的效果。研究结果表明：当场降雨在一定阈值内：总雨量9.6-51.0mm,平均雨强3.4-31.9mm.h^-1,随着雨量增大、雨强增强,措施径流小区径流调控能力逐渐增强,对照径流小区的平均径流系数达到了措施径流小区的 1.8倍,措施径流小区平均入渗率达到了对照径流小区平均入渗率的3.6倍。水平阶、垒穴/培土和综合措施最大可消减径流峰值的54%、46%和55%,最大可减少坡面径流总量的59%、39%和38%。中雨时,垒穴/培土措施和综合措施消减径流峰值、减少坡面径流总量的效果优于水平阶;大雨、暴雨时,水平阶优于垒穴/培土措施和综合措施,尤其是短历时、强降雨。综合消减径流峰值、减少径流总量的作用来看,在川东雨季多短历时、暴雨的气候特点下,水平阶能够发挥最优的水土保持效果。     

北方高校校园雨水径流控制与景观设计

以高校校园雨水管控和景观融入为目标,利用暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)模拟北方校园夏季雨水径流过程,对比分析不同低影响开发(low impact development,LID)设施布设前后对高校径流、洪峰流量削减控制效果,并探讨校园雨水生态景观构建的策略.以东北农业大学为研究对象,设计包含下凹绿地、绿色屋顶及透水铺装所组成的4种LID情景方案,模拟不同降雨重现期下雨水径流过程.结果表明:3种LID设施均对径流、洪峰流量具有调控削减效果,且在低降雨重现期时取得控制效果最佳;单项设施中透水铺装径流量控制效果最优,下凹绿地洪峰流量削减效果最佳;LID组合布设优于单项设施的控制效果.依据结果分析,选择LID组合布设方案,对校园景观进行改造设计.研究结果既可为北方校园LID设施的布设选择应用提供依据,也可为海绵校园雨水生态景观构建提供参考.     

基于弱渗水土质含渗透管的透水铺装的水量控制研究

对于土壤渗透能力较弱地区,常规透水铺装的应用效果有待提高。通过试验研究了适用于弱渗水土质的含渗透管的新型透水铺装对雨水径流水量的控制作用。实验表明:含渗透管的透水铺装比普通路面及常规透水路面的产流时间均有延长,增加百分比介于50.0%~200.0%之间;含渗透管的透水铺装比常规透水路面在洪峰流量削减方面效果显著,洪峰流量削减率提高了9.4%~43.7%;相比常规透水路面,含渗透管的透水铺装路面雨水径流深度减少了20.83%~66.67%。研究表明:在弱渗水土质地区,利用含渗透管的透水铺装对雨水径流的水量控制效果明显,优于常规透水路面,开拓了弱渗水土质地区透水铺装研发的思路。     

夸克质量对正负电子湮灭中单举过程的影响

在3种方案下考虑夸克质量改变对正负电子湮灭中双粲夸克对的单举过程的影响.第一种方案,选取固定长程矩阵元;第二种方案,采用线性势模型计算长程矩阵元;第三种方案,由实验抽取长程矩阵元.发现随夸克质量的减小,单举过程的截面有显著增大.