科研立项演示

科研立项演示第1页，共41页，2023年，2月20日，星期一目录绪论土壤重金属污染基本理论农田土壤重金属污染预警仿真研究结论及展望预警指标体系的构建第2页，共41页，2023年，2月20日，星期一目录绪论农田土壤重金属污染预警仿真研究结论及展望预警指标体系的构建土壤重金属污染基本理论预警指标体系构建农田土壤重金属污染预警仿真研究结论及展望第3页，共41页，2023年，2月20日，星期一第4页，共41页，2023年，2月20日，星期一10%耕地已受重金属污染第5页，共41页，2023年，2月20日，星期一10亿300亿第6页，共41页，2023年，2月20日，星期一研究目的及意义1定量研究未来杭州市农田土壤重金属污染状况，提供决策支持2探讨BP神经网络在农田土壤重金属污染预警中的应用3起到防范于未然的作用，引起人们的关注第7页，共41页，2023年，2月20日，星期一国外现状

J.E.Kammenga和J.C.Sanchez-Hernandez等人蚯蚓对污染物的反应Bai-YeSun铜对萝卜体内抗氧化酶和其他因素的影响Hattab人工神经网络Rao指数平滑模型国内现状范迪福等提出零污染年假设，以2002年为界苏秋克等数学法和增长趋势线法王雄军系统动力学理论周永章输入—输出因素通量模型颉会芳工业废气中的SO2和工业废水中的重金属，警兆指标包括工业产值、污水处理率和区域差异第8页，共41页，2023年，2月20日，星期一研究框架第9页，共41页，2023年，2月20日，星期一预警指标体系构建农田土壤重金属污染预警仿真研究结论及展望绪论土壤重金属污染基本理论目录第10页，共41页，2023年，2月20日，星期一土壤重金属污染基本理论土壤重金属污染预警的主要流程第11页，共41页，2023年，2月20日，星期一土壤重金属污染基本理论监测指标铅、锌、砷、镉等重金属浓度测得多年重金属污染浓度，建立时间序列模型进行预测环境经济预警指标影响重金属浓度增加的因素：与“三废”排放情况、治理状况、工农业产值、人口等密切相关的因素第12页，共41页，2023年，2月20日，星期一土壤重金属污染基本理论警限划分和预警等级的确定级别一级二级三级土壤pH值自然背景<6.56.5-7.5>7.5>6.5镉0.200.300.601.0汞0.150.300.501.0砷1530252030铜3550100100400铅35250300350500铬90250300350400锌100200250300500土壤环境质量标准GB15618-1995（mg/kg）第13页，共41页，2023年，2月20日，星期一土壤重金属污染基本理论土壤重金属污染预测模型复杂数学预测模型一般数学预测模型通量模型系统动力学模型BP神经网络预测模型零污染假设加速和匀速数学法和增长趋势线线性回归和时间序列法1一般数学预测模型都考虑国民经济发展情况，然后设定一个增长速率，建立模型。复杂预测模型考虑多种影响因素。2无法获得多年的数据。第14页，共41页，2023年，2月20日，星期一土壤重金属污染基本理论BP神经网络BP算法的基本思想BP算法的缺陷BP算法的改进第15页，共41页，2023年，2月20日，星期一预警指标体系构建农田土壤重金属污染预警仿真研究结论及展望绪论土壤重金属污染基本理论目录第16页，共41页，2023年，2月20日，星期一土壤重金属污染基本理论农田土壤重金属污染预警仿真研究结论及展望绪论目录预警指标体系构建第17页，共41页，2023年，2月20日，星期一预警指标体系构建

环境污染1

环境治理2

环境保护3

社会经济4工业废水排放总量工业二氧化硫排放量工业固体废物排放量工业废水排放达标率工业二氧化硫排放达标率工业固废物排放达标率环境保护费用农药用量和化肥用量全社会客运周转量全社会货运周转量农业人口数农业产值农作物种植面积根据指标理论及杭州市土壤重金属污染状况第18页，共41页，2023年，2月20日，星期一土壤重金属污染基本理论农田土壤重金属污染预警仿真研究结论及展望绪论目录预警指标体系构建农田土壤重金属污染预警仿真研究第19页，共41页，2023年，2月20日，星期一非线性关系指标重金属浓度第20页，共41页，2023年，2月20日，星期一采样样品处理分析结果处理重金属浓度第21页，共41页，2023年，2月20日，星期一杭州地区农业土壤中重金属的分布特征及其环境意义

徐玉裕

第22页，共41页，2023年，2月20日，星期一

2005年杭州市各地区重金属浓度数据第23页，共41页，2023年，2月20日，星期一第24页，共41页，2023年，2月20日，星期一主城区萧山区余杭区桐庐县淳安县建德市富阳市临安市X117590.813443.3457670008113501.9348004012X299.3395.3697.7479.3389.6510098.0897.96X333222.643920010330.361037812008265155007704X499.399.999.5697.8999.3198.7899.7872.74X5183.699.5444.244.9710.934.4369.7213.6X699.9991.9193.7685.9113.59192.94100X74351.5118001461134589356916292535X86398.250952889167648053115561239X970884621838517150205780484X103223282148010026178608471048X11751939507216368158787519038724619483X1220.3283.8559.7929.2238.3938.4551.2141.66X131021632981731816869031011280913084214335377223X14213421901714348356237781538956803300135170042865041748584X15171173888306204839614645384388544978331262005年杭州市各地区环境经济指标数据第25页，共41页，2023年，2月20日，星期一数据类型2002年到2010年15个指标的数据数据来源浙江省图书馆、杭州市统计局、萧山区统计局、余杭区统计局、富阳市统计局、临安市统计局、建德市统计局、桐庐县统计局、淳安县统计局第26页，共41页，2023年，2月20日，星期一net=newff(minmax(P),[,4],[‘tansig’,‘purelin’],‘traingdx’);net.trainParam.epochs=1000;%允许最大训练步数1000步net.trainParam.goal=0.05;%训练目标最小误差0.05net.trainParam.show=100;%每间隔100步显示一次训练结果net.trainParam.lr=0.01;%学习速率0.01MATLAB下仿真程序其中，newff是MATLAB中建立BP神经网络的专用函数，隐含层的传递函数为tansig；输出层传递函数为线性函数purelin。权值调整算法采用有动量的梯度下降法中赋以自适应学习速率的方法。As、Cu、Pb、Cr网络误差平方和达到规定要求时对应的训练次数分别为121、103、159、174。第27页，共41页，2023年，2月20日，星期一第28页，共41页，2023年，2月20日，星期一第29页，共41页，2023年，2月20日，星期一第30页，共41页，2023年，2月20日，星期一非线性关系20202015、2020第31页，共41页，2023年，2月20日，星期一淳安县X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15工业废水排放量工业废水排放达标率工业二氧化硫排放量工业废气二氧化硫排放达标率工业固废产生量工业固废综合利用率农药用量化肥用量环保保护费用全市客运量全市货运量农业人口数农业产值工业总产值种作物种植面积201069392.0672499.27.3728.966974256246164434637.6520101115120386963320091546.8793.19962.2199.48.4729.266774087396154436037.6416625512441007015120081408.390.58962.199.39.3527.165074227372150237137.6615664410510086977620071161.478.761085.199.2510.724.166685707078127239938.05126330825646668092006100875.941273.599.789.424.559780128083348138.2112581660632265458200581189.65120099.3110.913.5617787515089348038.39112809803300645382004260112801003.614.3572780610089248138.39112809141200645382003286167699.66414.6590854221085237638.5310391926507162016200226493.1867699.633.320.5428764920095525538.7510955719672443452第32页，共41页，2023年，2月20日，星期一第33页，共41页，2023年，2月20日，星期一第34页，共41页，2023年，2月20日，星期一2015年和2020年农田土壤重金属含量预测结果第35页，共41页，2023年，2月20日，星期一从整个情况来看，杭州市地区重金属元素浓度随着各地区经济发展而逐渐积累，但是区域值均未超过国家土壤环境质量二级标准。杭州市农田整体处于安全水平。Pb和Cr的积累相对于As和Cu来说比较严重，富阳、余杭地区铅含量已经达到了轻警的状态，Cr的平均水平已经超过浙江省土壤背景值。结论第36页，共41页，2023年，2月20日，星期一杭州市土壤重金属预防及治理建议源头预防XXXXXXXXXXXXXXXXX建立健全严格执行重金属污染防治法规建立土壤重金属污染预警体系源头预防实施污染治理和修复建立健全严格执行重金属污染防治法规第37页，共41页，2023年，2月20日，星期一土壤重金属污染基本理论农田土壤重金属污染预警仿真研究绪论目录预警指标体系构建结论及展望