基于人工神经网络与回归分析的水质预测

针对人工神经网络(Artificial Neural Networks,缩写ANN)在预测中出现的异常值现象,采用了回归分析模型得到的预测区间来控制异常值现象的方法.并且应用在黄河三门峡河段的水质预测中,氨氮通量预测的ANN模型控制前平均精度仅有50.05%,控制后该月的相对精度为90.08%,平均精度达到80.79%,整体预测精度明显提高.化学需氧量(COD)浓度的预测也有类似情况.实践表明该方法对于消除ANN模型预测中出现的异常值现象是较为有效的.     

盐生荒漠与绿洲农田土壤CO2通量的对比研究

为定量确定干旱区土地利用变化对土壤CO₂通量的影响,采用LI-8100观测了原始盐生荒漠和垦荒农田的土壤CO₂通量.结果表明：在整个生长期内,农田土壤CO₂通量平均速率为3.19μmol?m^-2?s^-1,盐生荒漠为0.08μmol?m^-2?s^-1.农田土壤CO₂通量的日过程呈单峰型,盐生荒漠则呈双峰型;农田土壤CO₂通量远高于盐生荒漠,盐生荒漠夜间的土壤CO₂通量均为负值.绿洲农田最高月均值出现在7月(4.67μmol?m^-2?s^-1);荒漠最高出现在6月(0.17μmol?m^-2?s^-1),9月后荒漠土壤CO₂通量的月均值降为负值.进一步研究表明：盐生荒漠垦荒前后土壤CO₂通量与土壤温度的相关性都随土壤深度增加而减小,而与近地面10cm气温关系最密切;湿润事件对土壤CO₂通量具有促进作用.盐生荒漠开垦为农田后不仅改变了土壤CO₂通量的量级,且在一定程度上改变了通量的方向.     

半干旱地区草地水热通量与环境因素及相关性研究

草地是绿地的重要组成部分,耗费巨资的北京“绿色奥运”绿地建设对生态环境的改善作用需定量评估．2005年5月利用涡度相关系统连续观测草地与裸地的水热通量及环境因素并进行分析比较,采用相关分析研究环境因素影响水热通量的权重．结果表明,草地所获得的太阳辐射能量大部分用于植被蒸腾和土壤蒸发,潜热通量约占净辐射的50％,比裸地高20％左右;草地的显热通量占净辐射的比例比裸地低将近30％,草植被下土壤获取的辐射能量低于裸地土壤近一半．白天草地地面温度明显比裸地低,相同时刻的两温度差值最大约10℃,1．5m高度气温也低于裸地近1℃,而相对湿度高于裸地近5％．草地水热通量受多个环境因素的综合影响,净辐射影响最大,其次是下垫面温度与气温差、下垫面温度,再次是相对湿度（仅对潜热）和气温,风速影响相对较弱．草地下垫面温度对水热通量的影响程度明显低于裸地,而下垫面温度与气温差对显热的影响权重明显高于下垫面温度．     

适用于冰雪条件下的通量箱设计及野外实验

基于汞污染物特征,介绍了地气界面间汞交换通量研究现状,详细阐述了目前广为使用的通量箱法的优缺点,在分析讨论箱体法过程的基础上,结合冰雪条件应用和本科教学创新实验的目标,对传统箱体法提出了若干改良设计,并初步探索了应用改良箱体法进行冬季研究的主要内容,本研究是本科生教学实验改革与创新的有益尝试。     

NaY沸石膜组件中苯渗透特性的预测

通过分子模拟方法获得NaY沸石中晶内扩散系数,进而采用Maxwell-Stefan (MS)方程描述晶内扩散、主体扩散和努森扩散特性,建立沸石膜及支撑层区域内的一维定态扩散模型,模型化预测苯在NaY沸石膜中的渗透特性。预测结果与文献实验值比较,定量证实苯在NaY沸石中的扩散机制主要是经S_Ⅱ-W-S_Ⅱ笼间跳跃而发生的长程运动;对本文计算体系,支撑层阻力使苯的渗透通量减小1个数量级,阻力的大小与支撑层结构及吹扫气体性质等因素有关,大孔和规则孔道可减小支撑层阻力,增大苯通量,小分子吹扫气体产生阻力相对较小。     

广西茅岭江入海典型污染物通量估算方法

茅岭江是入注茅尾海的重要河流,其携带的污染物是茅尾海污染物的主要来源之一。由于各种因素,流域的总径流量和污染通量估算存在一定困难。为掌握茅岭江污染物入海情况,本研究结合茅岭江入海口附近的两条污染物浓度监测断面的监测数据,针对观测时间相对较长的CODCr浓度开展年入海通量估算方法研究。研究利用修正的流域径流数据结合断面监测浓度,提出缺乏流量观测资料子流域的径流估算方法,并比较分析3种不同概化方法估算年污染物通量。结果表明,采用年平均修正流量与年平均河口断面监测浓度可以简单估算茅岭江的污染物入海年通量。该方法也可以直接应用于其他污染指标的年通量计算。     

微絮凝-金属膜净水组合工艺中膜污染机理探析

采用微絮凝-金属微滤膜组合工艺处理微污染水,借助X射线能谱、电镜扫描等微观表征以及动态膜污染数学模型等方法,对微絮凝-金属膜组合工艺运行方式与膜污染机理进行研究.试验结果表明组合工艺对微污染水的浑浊度、UV254以及CODMn平均去除效率分别为97.6%、80.0%和63.1%.选用0.3μm金属膜滤芯时,采用恒通量过滤模式,膜比通量随着通量的增加逐渐从44.44L·(m2·h·kPa)-1增至58.33L·(m2·h·kPa)-1;采用恒压过滤模式,膜比通量随着压力的增加逐渐从47.91L·(m2·h·kPa)-1降至17.63L·(m2·h·kPa)-1,金属膜在恒通量运行时的膜比通量高于恒压运行,说明恒通量运行时膜阻力增长较为缓慢.通过X射线能谱分析膜表面污染物中含有O、Al和Si等元素,推断膜表面主要污染物是硅酸铝盐;通过电镜扫描与动态膜污染数学模型模拟的结果表明,金属膜膜污染的主要形式为滤饼层污染.     

降水量变化对内蒙古温带典型草原生态系统碳交换的影响

在全球变化的背景下,内蒙古草原生态系统的降水量可能增加或者减少.迄今,降水量的改变对该区域草地生态系统碳交换的影响我们还知之甚少.为此,本研究通过完全控水防雨棚,开展了降水梯度实验,探究该生态系统碳交换(ecosystem carbon exchange)随降水量变化的响应轨迹.结果表明:随着生长季降水量从100mm增加到500mm,净生态系统碳交换(net ecosystem exchange,NEE)、生态系统呼吸(ecosystem respiration,ER)和生态系统总生产力(gross ecosystem productivity,GEP)均显著提高,这些过程均表现为明显的非线性响应.NEE、ER和GEP的饱和点对应的降水量分别为350mm,200mm和275mm.从响应率的变化斜率看,降水量减少(275mm的处理)的效应显著强于降水量增加(275mm的处理)的效应.变异来源分析说明,随着降水量的改变,群落生物量是草原生态系统碳交换的首要影响因素,可以解释NEE、ER和GEP变异的30.89%、41.90%和40.60%,而土壤含水量和土壤温度只能解释NEE、ER和GEP变异的11.51%、7.78%和9.28%.上述结果为我们理解和预测未来降水变化对内蒙古温带典型草原生态系统碳交换的影响提供了依据.     

利用MODIS数据估算晴空半干旱地表潜热通量

为研究我国半干旱区域地表潜热通量分布特征, 建立了一套不需要将地面气象观测数据作为输入而仅用卫星数据来估算晴空条件下半干旱地表潜热能量的方案。该方案设计了针对半干旱地表的净辐射通量参数化方法和土壤热通量估算模型, 利用S-SEBI模型计算蒸发比率, 根据能量平衡原理得到潜热通量。基于MODIS陆地和大气产品, 利用该方案进行潜热通量估算研究,并采用2003, 2004和2005年6?11月间退化草地和农田晴空数据进行验证。与地面站点观测数据对比结果表明该方案能有效计算地表潜热通量: 在退化草地和农田两个站点上, 该方案计算的地表潜热通量的均方根误差分别为60.4和64.6 W/m², 平均偏差分别为18.6和32.4 W/m²。