检索结果-内蒙古大学图书馆

中国环境科学 2023年第8期43卷 4229-4238页

作者：刘连华张晴雯王依滴顾翔中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业清洁流域团队北京100081 北京大学环境科学与工程学院水沙科学教育部重点实验室北京100871 北京师范大学环境学院北京100875

论述了流域重金属的主要来源和迁移机理,梳理了目前常用的经验模型和机理模型的特点,比较了两类模型在流域重金属迁移模拟中的优缺点.结果表明,从简单线性或非线性的经验模型到考虑随着水文和土壤侵蚀等迁移转化过程的机理模型,流域重... 详细信息

论述了流域重金属的主要来源和迁移机理,梳理了目前常用的经验模型和机理模型的特点,比较了两类模型在流域重金属迁移模拟中的优缺点.结果表明,从简单线性或非线性的经验模型到考虑随着水文和土壤侵蚀等迁移转化过程的机理模型,流域重金属迁移模型的适用范围逐渐扩大、模拟精度不断提高,在重金属污染负荷估算和水质预测等方面发挥了重要作用.经验模型对基础数据要求较低,计算过程相对简单,适用于数据缺乏流域的重金属污染负荷宏观评估.机理模型对数据量和数据精度要求较高,结构复杂,可实现对重金属迁移过程较为细致的模拟.同时,提出了多模型耦合开发和应用、不同迁移路径的机理研究和重金属污染溯源解析模拟是未来流域重金属迁移模型研究的重点,为流域重金属模型应用、模型改进和重金属污染溯源提供科学依据.

关键词：重金属模型模拟迁移转化过程机理研究趋势

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城市屋面降雨冲刷污染物变化模型模拟研究

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水利与建筑工程学报 2017年第1期15卷 48-51页

作者：陈伟伟吴晓楷李自明黄河水利科学研究院水利部黄河泥沙重点实验室河南郑州450003 海河水利委员会漳卫南运河管理局山东德州253009

城市屋面降雨径流污染是受纳水体质量恶化的主要影响因子。以典型屋面作为汇水单元,开展天然降雨情况下雨水径流水文水质过程监测试验,水质指标包括SS、COD、TN。利用雨水径流产流负荷替代降雨强度校正了传统冲刷模型,研究有效降雨深度... 详细信息

城市屋面降雨径流污染是受纳水体质量恶化的主要影响因子。以典型屋面作为汇水单元,开展天然降雨情况下雨水径流水文水质过程监测试验,水质指标包括SS、COD、TN。利用雨水径流产流负荷替代降雨强度校正了传统冲刷模型,研究有效降雨深度与径流水质之间的相关函数关系,构建了雨水径流污染物浓度变化模型,对相关参数进行求解。模型模拟的SS、COD、TN的浓度变化过程精度较高,纳什效率系数均在0.87以上。表明模型的实用性较好,可为城市雨水资源高效利用、面源污染控制技术与措施制定、海绵城市建设等提供依据。

关键词：城市屋面降雨径流污染物浓度冲刷模型模拟

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固体氧化物燃料电池直接内重整的模型研究进展

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储能科学与技术 2024年第4期13卷 1277-1292页

作者：孙航宇李卓华王亚丽李晓艳付云枫杜国山陈宋璇中国恩菲工程技术有限公司(中国有色工程有限公司) 北京100038 北京化工大学化学工程学院北京100029

固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种通过电化学氧化反应直接将化学能高效率地转化为电能的装置,在大规模发电、联产以及一体化燃料升级等可再生能源系统领域具有广阔的市场前景。为进一步拓宽SOFCs的应用场景,降低运行成本,直接内重整(DIR... 详细信息

固体氧化物燃料电池(SOFCs)是一种通过电化学氧化反应直接将化学能高效率地转化为电能的装置,在大规模发电、联产以及一体化燃料升级等可再生能源系统领域具有广阔的市场前景。为进一步拓宽SOFCs的应用场景,降低运行成本,直接内重整(DIR)技术可将CH4等烷烃类物质在阳极催化生成H2,减少了燃料预处理要求且提高了转化效率,是目前SOFCs研究领域的热点之一。为了优化该技术的系统设计和操作条件,模型模拟的研究可显著减少实验工作量,并为其提供理论支撑和指导性建议。通过DIR-SOFC系统的模型模拟,结合场分布、动力学参数等,可以量化评估系统内的反应,从而了解其物理、化学过程的复杂性。本文总结了DIR-SOFC建模工作的现状,介绍了体积平均模型和针对微观结构的模型;重点讨论多尺度数学模型,对现有研究中的反应动力学过程描述、“能量-质量-动量”平衡方程、“1D-2D-3D”DIR-SOFC单元描述等进行了综述,能更好地评估变量对DIR的影响;对DIR-SOFC模型中不同液体燃料的重整反应及相关的反应动力学参数进行总结;指出现有模型的不足,并对DIR-SOFC系统模型的未来发展进行展望,使模型更加精准。

关键词：固体氧化物燃料电池直接内重整模型模拟甲烷重整模型

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典型烟煤的分子结构及模型模拟的初步研究

典型烟煤的分子结构及模型模拟的初步研究

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作者：孙溶中国科学院烟台海岸带研究所

学位级别：硕士

民用燃煤是我国重要的黑碳(BC)和多环芳烃(PAHs)排放源,但其排放因子明显受控于煤的地质成熟度。因此,本研究基于分子水平对不同成熟度原煤中游离态小分子和大分子网络骨架分别进行解析,进而为我国民用燃煤源黑碳(BC)和多环芳烃(PAHs)... 详细信息

民用燃煤是我国重要的黑碳(BC)和多环芳烃(PAHs)排放源,但其排放因子明显受控于煤的地质成熟度。因此,本研究基于分子水平对不同成熟度原煤中游离态小分子和大分子网络骨架分别进行解析,进而为我国民用燃煤源黑碳(BC)和多环芳烃(PAHs)的排放特征提供理论基础。首先,本研究选择了中国7种不同成熟度的烟煤(干燥无灰基挥发分含量Vdaf为19.4%-48.3%),以正己烷和二氯甲烷有机溶剂进行索氏抽提,通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)进行分析检测,获得了27种正构烷烃、16种优控母体多环芳烃(pPAHs)以及16种烷基多环芳烃(aPAHs)的含量和组成特征。在此研究基础上,探讨正构烷烃、PAHs的含量和组成及与煤成熟度的关系,为研究民用燃煤BC和PAHs的生成机理提供理论支持。其次,本研究利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和超导核磁共振波谱仪对原煤化学结构进行检测以及对光谱分析,通过分峰拟合获得7种不同成熟度煤化学结构参数,并初步构建出其大分子结构模型。研究的主要结论如下:一、对原煤中游离态小分子的研究结果:本研究定量检测了7种不同成熟度烟煤中游离态从C10到C36的27种正构烷烃的含量。研究结果发现,不同成熟度烟煤中正构烷烃总含量范围为25.12-369.53 mg/kg。随着挥发分含量的增加,正构烷烃的总含量呈现先增加后减少的趋势。不同成熟度烟煤之间正构烷烃总含量差异较大,不同煤种之间相差2-15倍。同时研究发现,挥发分含量最高的烟煤继承了植物体内烷烃的含量特征,且随着挥发分含量的增加,原煤中烷烃Cmax值先增加后减小的趋势。本研究发现不同成熟度原煤中最大碳数、碳优势指数(CPI)以及低分子正构烷烃(≤C24)与高分子正构烷烃(>C24)比值都呈现相同的趋势,而这些特征值能够更好的指示煤变质过程中烷烃的行为特征。本研究定量检测了7种不同成熟度烟煤中游离态PAHs含量,包括16种pPAHs和16种aPAHs。研究结果发现,不同成熟度烟煤中两者总含量范围为39.8-289.0 mg/kg,中挥发分烟煤(Vdaf为25.6%-35.5%)明显高于高挥发分(Vdaf=48.3%)和低挥发分(Vdaf=19.4%)烟煤,不同烟煤之间的差异可达7倍,与民用燃煤排放pahs和bc的情况相似;(2)不同成熟度烟煤中ppahs总含量范围为8.3-58.4mg/kg,在vdaf为25.6%-30.5%时最高;不同成熟度烟煤中apahs的含量为31.4-236.5mg/kg;apahs含量平均比ppahs高4倍,这种差异以及pahs的含量范围与燃煤烟气成分均较为一致,说明民用燃烧条件下煤烟成分对原煤游离态pahs有较好的继承;(3)ppahs和apahs的组成特征均表现为:随着煤的挥发分含量降低,即煤的成熟度提升,pahs的环数分布表现为从以高环为主向以中低环为主过渡的趋势;ppahs在vdaf为25.6%以下时以低环(2-3环)为主,而在vdaf高于30%时以中高环(4-6环)为主;apahs的情况相似,即中高成熟度烟煤以低环为主,而4环apahs在30.5%-35.5%最高。pahs组成上的这种变化趋势很好地反映了煤大分子结构随成熟度演变的规律,也能较好地解释中挥发分烟煤pahs和bc排放因子最高的现象,但含量比ppahs更高的apahs对燃烧产物的贡献应引起重视。二、对原煤化学结构的研究结果:原煤结构中不同含氧官能团含量特征如下:(1)羟基、共轭c=o和不饱和羧酸c=o含量在高挥发分烟煤lk和低挥发分烟煤ll中,三者比值相近;(2)随着挥发含量的增加,三种含氧官能团含量均有所变化,其中羟基和羰基含量比重增大,不饱和羧酸比例有所下降,当挥发分含量增加至29%时,羟基和羰基含量最高,不饱和羧酸含量最低;(3)当挥发分含量小于25%时,原煤中羰基含量和不饱和羧酸含量相同,同时羟基含量降低。综上所述,研究发现在较高挥发分原煤和较低挥发分原煤中三种含氧官能团含量特征一致,而在中等挥发分原煤中含氧官能团主要是羟基,其次是羰基,而不饱和羧酸相对含量最低。原煤结构中不同脂肪碳含量特征如下:(1)随着挥发分含量的增加,原煤中r2ch2/rch3含量的比值增大,当挥发分含量超过30%时,rch3含量达到最大值,其r2ch2/rch3含量的比值为7:1;(2)当挥发分含量再次升高且含量小于35%时,原煤中r2ch2/rch3含量的比值下降至3:1;(3)挥发分含量为48%的lk烟煤中r2ch2/rch3含量的比值有所增加,比值为4:1。这一变化规律与不同成熟度原煤中游离态apahs含量特征一致,说明游离态小分子结构以及含量特征与煤大分子结构具有一定的一致性。7种不同成熟度烟煤大分子结构模型中芳香结构单元组成特征如下:(1)氮在不同种烟煤中主要存在形式是吡咯

关键词： PAHs可抽提率母体多环芳烃烷基多环芳烃组成特征挥发分含量分子结构模型模拟

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基于HYDRUS模型的1979—2018年黄河源头区冻土热状态变化

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地球科学进展 2024年第11期39卷 1183-1195页

作者：雷汶杰罗栋梁陈方方刘佳彭贻菲李世珍沈琦中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学与冻土工程重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院辽宁阜新123000 兰州交通大学测绘与地理信息学院甘肃兰州730070

土壤热状态是指示多年冻土存在及其热稳定性的最关键指标。为探究黄河源头区冻土热状态的较长期变化,首先构建了土壤热传导数学模型并基于HYDRUS-1D模型求解,经参数率定验证,表明该模型具有较好的可靠性和适用性,然后利用中国区域地面... 详细信息

土壤热状态是指示多年冻土存在及其热稳定性的最关键指标。为探究黄河源头区冻土热状态的较长期变化,首先构建了土壤热传导数学模型并基于HYDRUS-1D模型求解,经参数率定验证,表明该模型具有较好的可靠性和适用性,然后利用中国区域地面气象要素驱动数据集(CMFD)驱动模拟了黄河源头区6个钻孔1979—2018年冻土地温的变化。结果表明,黄河源头区冻土热状态在1999年发生转变:1999年前温度变化速率为-0.037~0.026℃°C/a,1999年后升温速率为0.006~0.120℃/a。分析表明1998年的气候变暖突变及1999年的极端气候灾害突变是黄河源头区冻土地温在1999年发生突变的主要原因;冻土地温升高,冻土热稳定性下降,将深刻影响冻土水源涵养功能。该研究可厘清高原冻土对气候变化的响应规律,为加强黄河源头区生态环境分区管控提供科技支撑。

关键词：黄河源头区气候变暖冻土地温 HYDRUS-1D 模型模拟

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中国蔬菜生长模型研究进展

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应用生态学报 2024年第12期35卷 3507-3517页

作者：伍袁泉赵闯王若诗王茜丛佳慧杨晓光冯利平中国农业大学资源与环境学院气象系北京100193

蔬菜生长模型作为在不同环境下预测作物生产力的重要工具,不仅能动态模拟蔬菜生长发育的基本过程,还能反映不同环境因子、管理措施对各个过程的影响。国外学者自20世纪80年代开始研究蔬菜生长模型,包括温室黄瓜、番茄、甜椒、洋葱等主... 详细信息

蔬菜生长模型作为在不同环境下预测作物生产力的重要工具,不仅能动态模拟蔬菜生长发育的基本过程,还能反映不同环境因子、管理措施对各个过程的影响。国外学者自20世纪80年代开始研究蔬菜生长模型,包括温室黄瓜、番茄、甜椒、洋葱等主要蔬菜作物,但国内蔬菜模型发展历史和进程尚不明确。本文综述了我国蔬菜模型研究发展历史,国内蔬菜模型的研究起步较晚,但近年来发展较快,从最初对国外现有模型进行验证和拓展到基本实现了蔬菜模型的本土化、过程化和综合化。目前,国内模型依然存在普适性差、设施环境模拟性能不足、模型开发缺乏统一标准、针对蔬菜栽培管理措施的模拟考虑较少、蔬菜的品质模拟机理性不强等问题,未来研究需要兼顾模型复杂性和较高的准确性、普适性及机理性。

关键词：蔬菜模型模拟生长发育产量与品质

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基于多模型集成学习的区域雪线高度模拟——以叶尔羌河流域为例

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冰川冻土 2025年第1期47卷 294-306页

作者：赵彦成唐志光杨成德王向东姜新湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室湖南湘潭411201 湖南科技大学地球科学与空间信息工程学院湖南湘潭411201

雪线是气候变化的敏感指示器。在气候变暖背景下,开展区域雪线高度的遥感监测与模拟研究有利于深入探讨高山区冰冻圈变化趋势及其机制。本研究以叶尔羌河流域为研究区,基于MODIS积雪产品提取的雪线高度数据和ERA5气象再分析数据,采用梯... 详细信息

雪线是气候变化的敏感指示器。在气候变暖背景下,开展区域雪线高度的遥感监测与模拟研究有利于深入探讨高山区冰冻圈变化趋势及其机制。本研究以叶尔羌河流域为研究区,基于MODIS积雪产品提取的雪线高度数据和ERA5气象再分析数据,采用梯度提升决策树(GBDT)、自适应提升(AdaBoost)、轻量梯度提升(LightGBM)、随机森林(RF)、极端梯度提升(XGBoost),构建多种算法的雪线高度模拟模型。精度验证结果表明,5种学习算法的拟合优度(R^(2))均达到0.8以上,其模拟精度由高到低分别为:GBDT、AdaBoost、LightGBM、XGBoost、RF。依据模拟精度和最大相异性从中筛选AdaBoost、XGBoost、RF算法作为基学习器,GBDT算法作为元学习器,共同组合为Staking集成学习框架下的雪线高度模拟模型,其精度优于任意单个学习器(RMSE=88.73 m,MAE=57.99 m,R^(2)=0.93)。该算法相较于其他模型消除了过拟合现象与奇异值的影响,鲁棒性和泛化能力更强,预测结果更加稳定。之后,构建多时间尺度的雪线高度模型并模拟1991—2000年叶尔羌河流域不同时间尺度下雪线高度变化趋势,总体上雪线高度呈年际增长的趋势,其速率为24.02 m·a^(-1)。结果表明,多模型融合的Stacking集成学习算法能够较好地模拟雪线高度变化,有效提升了模拟精度和泛化能力,为流域尺度的雪线高度模拟提供了准确且高效的监测途径。

关键词：雪线高度集成学习遥感监测模型模拟叶尔羌河流域

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基于观测数据与模型模拟的美国南部干旱升温放大效应分析预测

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水利水电快报 2018年第8期39卷 2-2页

干旱期间，地表含水量偏低，多余的能量转化为显热，而不会转化蒸发潜热，由此产生的地表加热作用直接导致气温升高。

关键词：干旱期放大效应美国南部模型模拟观测数据预测升温能量转化

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基于室外气象信息的温室通风期室内参考作物蒸发蒸腾量估算模型

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农业机械学报 2025年

作者：龚雪文李雨葛建坤刘浩李欢欢强小嫚张磊华北水利水电大学水利学院河南省节水农业重点实验室中国农业科学院农田灌溉研究所

为实现温室作物灌溉管理的便利化，构建了基于室外气象信息估算温室通风期室内参考作物蒸发蒸腾量(Reference evapotranspiration， ETo)模型。于2020、2021年5－6月在塑料大棚牧草栽培条件下开展试验研究，利用Penman-Monteith（PM）... 详细信息

为实现温室作物灌溉管理的便利化，构建了基于室外气象信息估算温室通风期室内参考作物蒸发蒸腾量(Reference evapotranspiration， ETo)模型。于2020、2021年5－6月在塑料大棚牧草栽培条件下开展试验研究，利用Penman-Monteith（PM）方程计算了温室内部和外部ETo，并分析了温室内外ETo的辐射分量(Radiative component of ETo， ETrad)和平流分量(Advective component of ETo， ETadv)变化特征，通过引入辐射透射率τ和风速衰减率ω分别对方程中的辐射分项方程和平流分项方程进行了改进，构建了基于室外气象信息估算室内ETo简易模型。结果表明：温室内平均ETo、ETo，rad和ETo，adv较室外分别减少45.6%、17.1%和94.0%；试验期间辐射分量衰减因子ζrad、平流分量衰减因子ζadv和总通量衰减因子ζo总体上表现为ζrad> ζo> ζadv，2年平均ζrad较ζo和ζadv分别高23.1%～33.3%和90.1%～93.3%。ζrad与τ以及ζadv与ω之间存在极显著线性关系（P<0.01），决定系数R2分别为0.74和0.90，平均绝对误差MAE分别为0.07和0.04，均方根误差RMSE分别为0.09和0.05。构建的基于室外气象信息估算室内ETo简易模型方程包括室外净辐射、空气温度、水汽压差和风速4个气象因子以及τ、ω2个温室特征因子，通过与实测结果比较发现模型精度稳健，R2为0.96，MAE和RMSE分别为0.17、0.22 mm/d。该模型精度高参数少易获取，为温室群灌溉管理便利化提供了方法参考。

关键词：气象信息温室参考作物蒸发蒸腾量辐射和平流分量模型模拟

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太原市“十四五”规划大气污染防治政策的CO_(2)协同效益评估

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环境科学 2024年第3期45卷 1265-1273页

作者：肖婷玉束韫李慧王涵李俊宏严沁张文杰姜华中国环境科学研究院北京100012

为量化评估太原市“十四五”大气污染防治政策的减污降碳协同效益,使用京津冀温室气体-空气污染相互作用与协同模型(GAINS-JJJ),模拟评估13项大气污染防治措施的减排潜力,CO_(2)的协同减排效益.2025年政策情景下一次PM_(2.5)、PM_(10)、... 详细信息

为量化评估太原市“十四五”大气污染防治政策的减污降碳协同效益,使用京津冀温室气体-空气污染相互作用与协同模型(GAINS-JJJ),模拟评估13项大气污染防治措施的减排潜力,CO_(2)的协同减排效益.2025年政策情景下一次PM_(2.5)、PM_(10)、SO_(2)、NO_(x)、VOCs和NH3分别减排1.8(5%,相对于基准情景减排比例,下同)、2.5(2%)、3.7(16%)、20.0(27%)、13.6(15%)和0.0 kt(0%),CO_(2)减排9.0 Mt(13%),CH_(4)排放增加203.3 kt(相对于基准情景增加25%).SO_(2)、NO_(x)与VOCs减排主要发生在电力、工业燃烧与溶剂使用部门,CO_(2)减排主要发生在工业燃烧部门,CH_(4)排放量增加是由于煤矿开采活动水平升高.限制“双高”行业的能源消耗,严禁新增产能以及可再生能源发电比例提升措施的CO_(2)协同减排效益最高.VOCs具有优异协同减碳效益.建议太原市进一步推进终端电气化政策,同时需加大提升电力行业清洁能源比重和可再生能源发电的消纳能力.

关键词：减污降碳模型模拟协同效益 “十四五” 政策评估

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