DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 材料与方法 2.1. 材料与试剂及仪器 葡萄皮渣来源于河北农业大学食品科技学院葡萄酒酿造实习工厂2013~2015年间酿造红葡萄酒后的葡萄皮渣，葡萄原料购于河北省张家口市怀来县葡萄种植基地，葡萄品种为赤霞珠(Cabernet Sauvignon)。 甲醇、乙醇、重硫酸钾、福林酚试剂和碳酸钠(分析纯)购置于天津市天力化学试剂公司。ABTS试剂、儿茶素、儿茶酸、咖啡酸、表儿茶素和阿魏酸等购置于Sigma公司。己烷、乙腈、乙酸乙酯、钨酸钠、钼酸钠和溴水购置于广东光华化学试剂有限公司。 2.2. 仪器与设备 UV-2802型紫外可见分光光度计(尤尼柯上海仪器有限公司)；1200 Series高效液相色谱分析仪(美国Agilent Technogies有限公司)。 2.3. 方法 2.3.1. 葡萄皮籽中酚类物质的提取 葡萄皮渣中游离态和结合态酚类的提取参考Arranz等在小麦麸皮中结合态酚类物质的提取方法 [ 17 ] 。具体过程如下：前发酵(添加人工酵母发酵6~7天)结束后的红葡萄酒缪经压榨分离汁液得到葡萄皮和葡萄籽混合物，样品在50℃条件下烘干36 h，烘干的皮渣混合物经适当破损后用适宜孔径筛子将皮渣和籽分开，然后分别对葡萄皮和葡萄籽中酚类物质进行提取。对于皮梗中酚类的提取过程是：将干燥后的皮渣粉碎，过60目筛，取 50 克 加入50%乙醇500 mL在40℃下经振荡提取12 h后过滤，重复提取3次，将得到的滤液合并后经减压真空浓缩蒸发去除85%乙醇，再用正己烷进行脱脂处理3次，最后用300 ml乙酸乙酯共萃取3次，将乙酸乙酯真空减压蒸发并干燥后得到葡萄皮乙醇提取物A ( 1.24 克 )，葡萄籽粉碎过60目筛后取 50 克 粉也按上述同样方法处理并获得葡萄籽乙醇提取物B ( 0.97 克 )。 将50%乙醇提取游离态酚类物质后的葡萄皮和葡萄籽经蒸发去除乙醇和水，分别称取干重 50 g ，加入500 ml 6 M的HCL经氮气隔离空气后于室温下水解4 h，用2 M的NaOH调节其PH至2，再用约300 ml乙酸乙酯萃取3次，将提取物中的乙酸乙酯蒸发并干燥后分别得到葡萄皮盐酸水解物C ( 0.67 克 )和葡萄籽盐酸水解物D ( 0.73 克 )。 取上述同样处理的葡萄皮和葡萄籽分别称取 50 g ，加入500 ml 2 M的NaOH经氮气隔离空气后室温下分别水解4 h，用6 M的HCL调节PH至2，再用约300 ml乙酸乙酯萃取3次，将提取物中乙酸乙酯蒸发后分别得到葡萄皮氢氧化钠水解物E ( 1.02 克 )和葡萄籽氢氧化钠水解物F ( 0.90 克 )。 2.3.2. GPEs的总酚含量分析 GPEs总酚含量的测定采用福林酚试剂法测定 [ 19 ] 。具体过程如下：6组提取物(A， B， C， D， E， F)采用甲醇稀释成适宜浓度后，取0.2 ml分别加入到15 ml玻璃管中，然后各加入1.0 ml蒸馏水和0.2 ml福林酚试剂并摇匀。样品静置1分钟后，各加入7.5%的碳酸钠0.6 ml，然后避光放置20分钟后于765 nm下测定吸光度。每个样品测量3次。采用不同浓度的儿茶素甲醇溶液在与样品测定同样条件下绘制的标准曲线对提取物的总酚含量进行定量。各提取物的总酚含量表示为每克提取物中含有相当于儿茶素的毫克数。 2.3.3. GPEs对ABTS+的清除作用 GPEs的总抗氧化能力的测定采用ABTS+法 [ 20 ] 。ABTS溶液的配制：将20 mg ABTS试剂，9 mg重硫酸钾和6 ml蒸馏水混合，25℃温度下置于暗环境中放置16 h以上。使用前，用80%的乙醇将其稀释到734 nm下的吸光度为0.7 ± 0.02。 取GPEs不同浓度甲醇溶液900 μL注入酶标板孔中，每孔加入1800 μL的ABTS+溶液，样品对照组以900 μL甲醇代替样品，酶标仪检测波长设定为734 nm。按照式(1)计算ABTS+清除率。 ABTS+清除率% = (A对照 − A样品)/A对照 × 100%(1) A对照和A样品分别是对照和样品的吸光值。 2.3.4. GPEs对DPPH自由基的清除作用 GPEs对自由基的清除效果采用DPPH法 [ 21 ] ，具体过程如下：取0.1 ml GREs不同浓度甲醇溶液加入到3.9 ml新制备的0.1 mM的DPPH甲醇溶液中。混合物摇匀后避光静置30分钟后517 nm测定吸光值。对照组采用0.1 ml甲醇溶液替代样品。按照式(2)计算DPPH自由基清除率。 DPPH自由基清除率(%) = (A对照 − A样品)/A对照 × 100% (2) A对照和A样品分别是对照和样品的吸光值。 2.3.5. HPLC分析GPEs中的酚酸 分析采用美国安捷伦公司的1200 Series高效液相色谱分析仪。色谱分析条件如下：采用Promosil反向色谱柱( 150 mm × 4.60 mm )，Agela Techinologies公司；流速：1 ml/min；柱温30℃；检测波长：280 nm；进样量：5 μl。 流动相A：0.5%乙酸的水溶液；流动相B：甲醇:乙腈=3:1。 洗脱程序：0~2 min：5%B液 + 95%A液；2~10 min：25%B液 + 75%A液；10~20 min：40%B液 + 60%A液；20~30 min：50%B液 + 50%A液；30~40 min：100%B液 + 0%A液；40~45 min：100%B液 + 0%A液；45~50 min：5%B液 + 95%A液。 2.4. 数据处理 采用EXCEL2010对试验数据进行处理，采用SPSS17.0对试验数据进行方差分析。结果以平均值±标准差表示。
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user: 3. 结果与分析 3.1. GPEs中总酚含量的分析 儿茶素质量浓度X与吸光度Y呈现良好的线性关系，其标准曲线方程为Y = 0.0071X + 0.1573，R 2 = 0.9881。由此标准曲线计算出GPEs中各样品的总酚含量如表1所示。 表1显示，比较各提取物的总酚浓度，经碱水解葡萄皮后所得提取物(E)中的总酚含量最高，达到14，647.8 µg/g，其次是用酸水解葡萄籽的提取物(D)，数量为13352.0 µg/g，之后依次是F、C和B，葡萄皮的醇提取物(A)总酚含量最少，只有233.6 µg/g。另外，各提取物的样品重量与浓度相乘后得到对应的总酚含量，经碱水解的葡萄皮(E)得到的总酚量最多，达到14940.8 μg，其次是经酸水解的葡萄籽(D)的酚类含量，数量为9747.0µg，这部分多酚是通过酸碱水解后提取得到的酚类物质，属于结合态的酚类。从表一也可看出，未经水解的皮和籽的提取物总酚含量分别为289.7和1013.1 µg，经酸碱水解后的提取物总酚含量分别为2037.3、9747.0、14940.8和5459.8 µg，葡萄皮渣经酸碱水解后提取的结合态的酚类总量显著高于未水解提取的游离态的总酚含量。结果表明，通过醇提取游离态酚类后的葡萄皮渣再经酸碱水解可显著提高葡萄皮渣中酚类的提取率。 3.2. GPEs对ABTS+和DPPH自由基的清除作用 将经测得的不同浓度的样品吸光值代入公式(1)，计算得出样品对ABTS+自由基离子的抑制率，不同样品的浓度梯度对ABTS+自由基的抑制率均呈现良好的线性关系，依据各自线性回归方程计算出他们的半数抑制率，结果如表2所示。 ABTS可被相关试剂氧化生成蓝绿色的自由基阳离子ABTS+，要进行避光处理。在有供氢能力的抗氧化剂(如酚类物质)存在下，ABTS+与被测物质反应，变成没有颜色的ABTS，体系褪色。对ABTS+的半数抑制率越小，即所需样品浓度越少，抗氧化能力越强。因此分析表2结果，B的抗氧化效果最好， Table 1 Total phenolic content of GPRE 样品名称 样品重(g) 总酚浓度(μg/g) 总酚含量(μg) A 1.24 233.6 ± 10.9f 289.7 ± 11.2F B 0.97 1044.4 ± 58.1e 1013.1 ± 18.5E C 0.67 3040.8 ± 20.5d 2037.3 ± 21.7D D 0.73 13，352.0 ± 97.9b 9747.0 ± 87.5B E 1.02 14，647.8 ± 121.9a 14，940.8 ± 110.2A F 0.90 6066.4 ± 419.3c 5459.8 ± 25.8C 表1. GPREs的总酚浓度及含量 注：表中后两列列的数值为 mean ± S (n = 3)，列中数据所示不同字母表示该列数据间具有显著差异性(P < 0.05)。 Table 2 ABTS and DPPH free radical scavenge activities of the GPE 抗氧化方法 EC50 (ug/ml) A B C D E F ABTS+ 132.9 ± 3.5a 29.7 ± 0.7b 425.8 ± 13.9c 313.6 ± 14.2d 72.3 ± 2.1e 71.7 ± 3.9e DPPH 312.1 ± 2.9A 69.5 ± 0.9B 905.4 ± 10.2C 710.5 ± 21.3D 204.3 ± 9.7E 194.8 ± 9.6E 表2. GPEs对ABTS+和DPPH自由基的清除实验 注：表中的每个数值为 mean ± S (n = 3)，表中数据所示不同字母表示该行数据间具有显著差异性(P < 0.05)。 对ABTS有较强的清除作用，在29.7 µg/ml的浓度时，即可对ABTS达到半数清除；其次是E和F的清除效果，在浓度分别为71.7 µg/ml和72.3 µg/ml时达到半数清除，这两种提取方法的差异性是不显著的，但也说明通过碱水解后可有效促进葡萄皮渣中结合态酚类抗氧化物的释放；A、D和C的半数抑制率依次增加，抗氧化性依次降低，且它们之间的差异性两两显著。本次实验的葡萄皮渣的乙醇提取物的总酚含量及抗氧化结果与赵静，M. José等人 [ 22 ] [ 23 ] 报道的结果相一致。 GPEs对DPPH自由基的清除效果如表2所示，其抗氧化能力的变化趋势基本类似于对ABTS+自由基的清除效果。清除能力最强的为也为B，两者无显著差异。最弱的为C。 3.3. GPREs提取物中主要酚类化合物分析 采用HPLC对GPEs提取物中主要酚类物质进行定性和定量分析。通过参考相关文献，选择了曾经报道过的主要6种葡萄皮渣中的酚类物质：没食子酸、儿茶酸、儿茶素、表儿茶酸、阿魏酸和咖啡酸作为标准品 [ 5 ] [ 6 ] [ 13 ] [ 23 ] [ 24 ] ，通过分析标准色谱图和样品色谱图中各物质的保留时间及紫外吸收光谱，鉴定出各提取物样品中含有没食子酸、儿茶酸、儿茶素、表儿茶素和阿魏酸等这五种物质。标准品与(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)六种提取物的色谱图见图1。通过外标法计算出每种样品中各物质的含量如表3所示。 图1. 6种酚酸标准品和GPEs的HPLC谱图 Table 3 Content of phenolic acid in 6 GPE GPEs提取物 酚酸(mg/ml) 没食子酸 儿茶酸 儿茶素 表儿茶素 阿魏酸 A 0.24 ± 0.02 -- 0.14 ± 0.01 0.19 ± 0.01 -- B 0.39 ± 0.03 -- 0.35 ± 0.02 0.34 ± 0.00 -- C 0.19 ± 0.01 0.04 ± 0.00 0.10 ± 0.01 -- -- D 0.04 ± 0.00 0.01 ± 0.00 0.15 ± 0.01 -- -- E 0.47 ± 0.01 0.14 ± 0.00 -- -- 0.14 ± 0.00 F 0.43 ± 0.02 0.04 ± 0.00 0.11 ± 0.00 -- -- 表3. GPEs中各酚类物质含量 注：表中的每个数值为 mean ± S (n = 3)；“--” 表示在提取物中未能检测。 由表3看出A、B、C、D、E和F提取物中均检测出没食子酸，E、F和B中含量较高，含量分别达到0.47、0.43和0.39 mg/ml。除E以外其它提取物中都含有儿茶素；其次是儿茶酸含量；A和B中分别含有表儿茶素，只有E中含有阿魏酸，6种提取物中均未检测到咖啡酸。B中的儿茶素和表儿茶素含量较多，分别为0.347 mg/ml和0.335 mg/ml，在6种提取物中它也表现出最强的抗氧化能力。金青等 [ 24 ] 对葡萄皮渣的酚类化合物分析中也鉴定了没食子酸，儿茶素和儿茶酸等成分的存在。
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user: 4. 结论 葡萄皮渣经酸和碱水解后能显著促使其酚类物质的释放和增加总酚的提取率。采用50%乙醇提取葡萄皮渣和籽中游离态多酚的总量为1302.8 μg。采用酸水解提取的葡萄皮渣和籽中结合态酚类的总量为11，784.3 μg。而采用碱水解提取的结合态酚类总量为20，400.6 μg。葡萄皮渣经碱水解后，酚类提取物总量提高近20倍。对6种葡萄皮渣提取物中的5种主要酚类物质进行了定性和定量分析，各提取物中的主要酚类物质有没食子酸、儿茶素和儿茶酸等。对6种提取物的抗氧化测试结果均显示了较强的抗氧化能力。研究结果对今后更为高效的开发利用葡萄皮渣，提高其利用率提供了实验和理论依据。
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user: 摘 要 流域的退水预报对洪水退水期的水库调度至关重要，直接影响着水库调度效益的发挥。桓仁水库预报模型的7日退水预见期的合格率QR = 100%；确定性系数DC = 0.88。退水预报精度等级接近甲级，达到可利用水平。现以桓仁水库为例，针对综合退水曲线退水段，建立了退水段发电量最大模型，并利用遗传算法对该模型进行求解，最后通过对优化调度结果进行分析，说明了该算法的有效性和优越性，对水库水电站汛期退水段的调度有一定的指导意义。 关键词 :优化调度，遗传算法，退水曲线，桓仁水库 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 由于水能资源的时效性比较强，北方流域的降雨主要集中在汛期，造成汛期和非汛期的来水量相差很大，不合理的调度极易引起洪水面临时发生弃水，洪水过后又不能蓄满水库的现象，若后期降雨不足，则水库长期处于低水位运行状态，这不仅影响水库兴利效益的发挥，也影响大坝等水工建筑物的安全运行。因此充分利用退水预报和气象预报信息进行水库调度，根据未来几日流域降雨预报信息提前对水库进行预蓄或者预泄，对水库防洪、兴利效益的发挥起着很大的作用。因此对流域汛期退水段的短期优化调度也是非常重要的。 目前水电站水库优化调度常用的方法有：动态规划法 [ 1 ] 、逐步优化算法 [ 2 ] 、遗传算法 [ 3 ] [ 4 ] 等。动态规划产生于20世纪50年代，其中确定性动态规划的研究开始于60年代，是解决多阶段决策过程最优化的一种数学方法，但是使用动态规划时状态空间和决策空间约束在优化过程中容易产生“维数灾”。为了克服动态规划的“维数灾”，一些学者又提出了几种改进的动态规划，如逐步优化算法等。逐步优化算法由Howson等人在1975年提出，可以将多阶段问题化为两阶段问题，无需将状态离散化，但是它对目标函数和约束条件有较严格的要求。随着各种优化方法在各个领域的应用，遗传算法也逐渐被引入到水库调度中来。遗传算法是由美国人J.H. Holland吸取自然界中适者生存和基因遗传的思想而提出的一种全新的优化搜索算法，它克服了动态规划的不足，为水库优化调度寻求了一种新的优化算法。 80年代以来，一些学者开始将遗传算法应用到水库水电站的年优化调度和日优化运行调度中，但是目前为止，针对汛期洪水过程，利用遗传算法来进行优化调度的例子还不是很多，本文尝试将遗传算法应用到汛期退水段的实时优化调度中。下面将针对流域未来几日有大雨、暴雨或大暴雨等连续性降雨过程出现的天气情况，研究分析退水段优化调度问题，并且验证遗传算法在实时调度中的可行性，通过对优化调度结果进行的分析，说明了该算法的有效性和优越性，对水库水电站汛期退水段的调度有一定的指导意义。
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user: 2. 短期优化调度数学模型 水电站水库优化调度是根据水库的入流过程，按照优化调度准则，运用最优化方法，寻求比较理想的水库调度方案，使水库按照最优调度方式进行蓄水、用水和泄水，以避免因水库运行管理不当而造成的水资源损失，从而使水电站水库在整个调度期内获得最大的经济效益。 针对本实例，水库优化调度可描述为：已知系统初始库水位和入库径流过程，在满足水库水电站各种约束的条件下，求水库的泄流过程，使水库在保证出力的条件下发电量最大。到退水段结束时，库水位能达到控制水位，尽可能多发电、少弃水。如果当前水位比较高，则应提前加大出力发电，以减少弃水。优化调度数学模型包括目标函数和约束条件两部分。 目标函数： E = max ∑ t = 1 T Q f ( t ) × Δ t / h s l ( t ) (1) 式中：E为调度期内总发电量； Q f ( t ) 为水电站发电引用流量； Δ t 为时段秒数； h s l ( t ) 为水电站时段平均发电耗水率；T为计算时段总数。 约束条件： 水量平衡约束(汛期蒸发等水量损失忽略不计)： V ( t + 1 ) = V ( t ) + [ Q i n ( t ) − Q f ( t ) − Q d ( t ) ] × Δ t (2) 水位约束： Z s ≤ Z ( t ) ≤ Z max (3) 发电流量约束： Q min ≤ Q f ( t ) ≤ Q max (4) 电站出力约束： N min ≤ N ( t ) ≤ N max (5) 泄流量约束： q t ， min < Q f ( t ) + Q d ( t ) < q t ， max (6) 式中： V ( t + 1 ) 、 V ( t ) 分别为时段初、末蓄水量； Q i n ( t ) 、 Q d ( t ) 分别为时段入库流量和弃水流量； Z s 、 Z ( t ) 、 Z max 分别为水库调度初水位、时段水库水位和水库允许最高水位； Q min 、 Q f ( t ) 、 Q max 分别为最小发电流量、时段发电流量和最大发电流量； N min 、 N ( t ) 、 N max 分别为水电站保证出力、时段水电站平均出力和水电站装机容量。 q t ， min ， q t ， max 分别为水库下游综合利用要求的最小下泄流量和下游河道安全泄流量。
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user: 3. 水库优化调度的遗传算法设计 遗传算法 [ 5 ] (GA)是基于自然选择和遗传机制，在计算机上模拟生物进化机制的寻优方法。它把搜索空间映射为遗传空间，把每一个可能的解编码为一个向量，称为一个染色体，所有染色体组成群体(群体中染色体个数用POP表示)。对于水库优化调度的遗传算法，是在水库水位的允许变化范围内，随机选择POP组可行水位变 化序列 ( Z 1 1 ， Z 2 1 ， ⋯ ， Z n 1 ) ， ( Z 1 2 ， Z 2 2 ， ⋯ ， Z n 2 ) ， ⋯ ， ( Z 1 p o p ， Z 2 p o p ， ⋯ ， Z n p o p ) ，其中，POP为群体规模，n为时段数，再通过一 定的编码方法将其表示为个体的数字串，在满足给定的约束条件下，按预定的适应度评价标准评价水位变化的优劣，通过一定的遗传操作(选择、交叉和变异)，使适应度低的个体被淘汰，适应度高的个体遗传至下一代，如此反复，直至满足给定的终止规则。遗传算法的终止规则一般有三种，即1) 是否达到预定的进化代数；2) 是否找到了某个优秀个体；3) 连续几代的最优目标值有否变化等。对于水库优化调度，第一种终止规则最为常用。 3.1. 个体编码 本研究采用十进制的浮点数编码方式，选用库水位Z作为决策变量，水库在时段t允许的水位变化区间为 ( Z t ， min ， Z t ， max ) ， Z t ， min 、 Z t ， max 分别为时段允许水库水位的最大值和最小值，欲使十进制编码精度为δ，则应把变量取值区域划分为m等份： m = Z t ， max − Z t ， min δ ，则染色体的每一基因可用整数 n ( n = 1 ， 2 ， 3 ， ⋯ ， m + 1 ) 来表示。个体的每一向量(基因)即为水库水位的真值。表示为： Z t = Z t ， min + ( n − 1 ) × Z t ， max − Z t ， min m (7) 3.2. 适应度函数 本文所求的问题为约束极大值优化问题，关于约束优化问题的处理，通常采用惩罚函数法。惩罚函数又分为定量惩罚法和变量惩罚法。在定量惩罚法中，解的质量严重的依赖于惩罚系数的值，当惩罚系数太小时，算法可能收敛于不可行解；另一方面，惩罚系数太大时会使算法较早的收敛于某个局部最优解。因此本文采用变量惩罚函数法，使惩罚系数随着进化代数的增加而动态增大，因此适应值函数表达式为 F ( Z ) = f ( Z ) − M ( g ) ∑ j = 1 P W j (8) M ( g ) = α g β (9) 式中： f ( Z ) ——优化问题的目标函数； M ( g ) ——进化代数相关的罚因子；g——进化代数； W j ——与第j个约束有关的违约值；P——违约数目；α、β——调节惩罚值大小的参数。 3.3. 遗传操作 1) 选择算子。本文采用GA中常用的轮盘赌选择法(又称适应度比例法)对个体进行选择。设群体的大小为POP，个体的适应度为 f i ，则个体被选中的概率为 P i = f i / ∑ i = 1 p o p f i ，因此，个体的适应度越大，被选中的概率越高。 2) 交叉运算。交叉是把两个父代个体的部分结构加以替换重组而生成新个体的操作，目的是寻找父代双亲已有的但未能合理利用的基因信息。本文采用单点交叉，设 P c 为交叉概率，对经过选择后得到的 P c ⋅ P O P 个母体进行两两随机配对，然后，随机设置某一基因之后的位置为交叉点，交换这一位置之后所有的基因以形成新的个体。 3) 变异运算。通过变异可引入新的基因以保持种群的多样性，它在一定程度上可以防止成熟前收敛的发生。具体方法为：设 ( Z 1 ， Z 2 ， ⋯ ， Z k − 1 ， Z k ， ⋯ ， Z T ) 为一个母体，基因 Z k 被选中进行变异，其定义区间为 ( Z k ， min ， Z k ， max ) ，则变异后的新个体为 ( Z 1 ， Z 2 ， ⋯ ， Z k − 1 ， Z ′ k ， ⋯ ， Z T ) ，其中： Z ′ k = { Z k + Δ ( t ， Z k ， max − Z k )       if   r a n d ( 2 ) = 1 Z k − Δ ( t ， Z k − Z k ， min )         if   r a n d ( 2 ) = 2 (10) 式中： r a n d ( 2 ) 表示随机产生的正整数2所得的结果，t为当前进化代数，函数 Δ ( t ， y ) 的值域为 [ 0 ， y ] ，并使得当t增大时， Δ ( t ， y ) 取值接近于0的可能性越大。函数 Δ ( t ， y ) 的具体表达式可取为 Δ ( t ， y ) = y ( 1 − r ) ( 1 − t T ) λ ，式中：r为 [ 0 ， 1 ] 上的一个随机数；T为最大进化代数；λ为决定非一致程度的一个参数，起着调整局部搜索区域的作用，其值一般为2~5。 4) 终止准则。但迭代次数达到预先设置值时，即终止遗传操作。
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user: 4. 实例分析 桓仁水库是浑江梯级的龙头，属不完全年调节水库，以发电为主，兼顾防洪、灌溉、养殖及旅游等综合利用任务的水利工程。总库容34.6 × 10 8 m 3 ，正常蓄水位及汛期限制水位均为300.0 m，库容22.0 × 10 8 m 3 ；死水位290.0 m时，水库死库容13.8 × 10 8 m 3 。有效库容8.2 × 10 8 m 3 ，调洪库容12.6 × 10 8 m 3 。库区耕地补偿标准为P = 10%洪水标准，坝上洪水位为303.00 m。电站装机容量22.25万kW，保证出力为3.3万kW。 桓仁流域3 h流量计退水预见期7 d合格率QR = 100%；确定性系数DC = 0.88。退水预报精度等级接近甲级，达到可利用水平。本文以桓仁水库综合退水曲线退水段退水流量为水库入库流量，共120个计算时段，每时段 Δ t = 3 h (其余有代表性的典型年退水曲线等详见文献 [ 3 ] )。按照退水段发电流量最大求水库的最优泄流过程。假设未来几天流域有大雨、暴雨或大暴雨等连续性降雨过程，面临时刻库水位为303.00 m，则为了防洪安全，库水位在调度期末要降至主汛期汛限水位300.00 m。 图1. 遗传算法水位变化曲线 Table 1 Computational results of genetic algorithms for different evolutionary number 进化代数 100 200 300 400 500 总发电量(万kwh) 7357.079 7358.748 7359.003 7360.264 7360.654 表1. 不同进化代数遗传算法计算结果 注：POP = 60，P c = 0.7，P m = 0.08。 针对前文所建立的优化模型，运用遗传算法进行求解，结果如下： 1) 水位、泄流量变化过程分析，水位变化曲线、泄流过程和发电流量变化曲线见图1。基于遗传算法的优化调度是以调度期内发电量最大为目标，在可引用的流量一定的情况下努力提高水头，最终提高调度期的总发电量，水位开始一直保持在正常水位，随着入库流量的减少水位逐渐下降，到调度期末库水位降至控制水位。 2) 发电量结果 利用遗传算法进行求解，不同进化代数计算结果见表1。 由上述计算结果可见，随着进化代数的增加，最优解趋于稳定。用遗传算法求得调度期内总发电量为7360.654万kwh。
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user: 5. 结语 遗传算法作为一种基于自然选择和群体遗传机理的全局优化搜索方法，为复杂优化问题提供了一条有效解决途径。本文以库水位作为决策变量并利用浮点数编码的遗传算法研究水库在汛期退水段的优化调度。对桓仁水库来说，水位的变化对库容的影响较大，因此在初定水位的计算精度时要尽量取小一点，但这势必要增加搜索空间，增加了计算机时，为了尽量避免这一点，本文编制计算程序时限定搜索范围，在给定的初始群体上下范围内进行搜索，大大减少了运行时间，加快了收敛速度，并且通过给定不同的初始解，证明了算法收敛于最优解。通过用遗传算法对水库优化调度模型的求解，计算结果满足约束条件，每个时段的出力均大于保证出力，且水位也在允许的变化范围内。 本文讨论的水库短期优化调度是假设未来几日将出现大雨、暴雨和大暴雨等连续性降雨气候，短期决策与当前的水位、未来的气候情况及预知的时间有关。目前气象部门已有较精确的短期预报，所以根据未来几日的来水量或降雨量来动态控制调度期末库水位。本文只是计算了其中的一种情况，如果面临时刻是属于汛后期，利用退水预报进行调度能充分抓住后汛期的退水，保证水库到汛期末能蓄到兴利蓄水位，这对水库调度效益的发挥有着很重要的意义。通过本例应用可知算法收敛到最优解。该法可以应用到汛期退水段的优化调度中，指导水库在汛期的实时调度。
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user: 摘 要 “最后一公里”配送作为物流运作最末端环节，拥有较为突出的地方特色性和亟待改进提升的必须性。本论文在讨论生鲜农产品“最后一公里”配送理论和农产品“最后一公里”配送现状的基础上，分析目前面临的配送时间长、高成本、低效率等问题，提出对渭南市农产品“最后一公里”配送体系的建议，希望能够拓宽生鲜农产品的配送渠道，加强零售网点建设管理以及促进农产品市场信息化，达到提高生鲜农产品“最后一公里”整体流通配送效率的目标。 关键词 :农产品，“最后一公里”配送，配送体系 Copyright © 2018 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 生鲜农产品“最后一公里”的配送理论 我国作为一个农业大国，生鲜农产品产量逐年增长。据有关部门统计，2016年，我国果蔬产量约为77，403.56万吨，与2015年相比增加了1.2%；肉类总产量约为8540万吨；鲜活水产品约为6900万吨，同比增长3.0% [ 1 ] 。由此看出，生鲜农产品在市场上拥有巨大潜力，应该更加注重农产品的发展状况。 最后一公里配送通常是指快递公司通过铁路、公路、航空等交通工具将客户指定的货物及时准确的送到指定地点，并且是由指定人来签收的门对门的物流活动 [ 2 ] 。而且在此过程中，快递公司通常还要兼顾快递派送时间、流通动态追踪、以及根据客户的需求而产生的一系列增值服务。最后一公里常会拿来比喻完成某件任务的最后一步，同时也是物流发展重要的一步。 生鲜农产品产量的增多直接推动生鲜农产品物流的发展。生鲜农产品物流指以生鲜农产品为对象，经过运输、储存、搬运、装卸、加工包装、配送等一系列物流活动，将生鲜农产品转移到客户手中的过程。其中，生鲜农产品配送的“最后一公里”是生鲜农产品物流的关键环节，是制约生鲜农产品扩展市场的难点。从我国目前生鲜农产品由经销商到客户“最后一公里”配送的发展现状来看，农产品配送渠道混杂、损耗严重、配送时间较长、物流成本居高不下、效率低、严重影响了生鲜农产品物流业的发展。因此，如何应对这些问题是生鲜农产品配送领域亟待解决的难题。
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user: 2. 研究生鲜农产品“最后一公里”配送的目的和意义 渭南市生鲜农产品种类多，数量大。近年来，由于技术设施落后、信息不流通。生鲜农产品出现运输难、费用高。部分地区大量瓜果滞销，农民收支失衡，更甚者有农民宁愿瓜果烂在地里也不愿以低价卖出。其实滞销的生鲜农产品基本存在一种特性：保鲜期短、极易腐烂变质。普通的农民大都是以家庭为单位的生产，他们没有能力建立冷库，或其它加工类设备，同时，由于抗风险能力差，绝大多数农户也不会选择建立冷库储存这类成本较高的方式，在生鲜农产品成熟期，如果运输不及时，配送方式又耗时耗力，都会造成产品质量大打折扣。为了使生鲜农产品能够在保质保量的情况下到达客户手中，并且从促进农民收入，城市生鲜农产品供给，发挥生鲜农产品物流的经济效益、适应农业及经济快速发展出发，我们必须增强配送服务体系。 “最后一公里”配送问题并不是一个特例现象，随着经济以及物流业的发展，“最后一公里”配送己经成为一个较为普遍的问题，只是更为突出的表现在生鲜农产品上。例如，在几十年的时间里，随着人们生活水平的提高，城市人口聚集，市场上对生鲜农产品的需求量暴涨，原来的生鲜农产品零售网点与城市居民实际需求、流通配送之间产生了较大的冲突，网点布局不合理，容易造成配送过程繁冗，增加不必要的工作任务。结合实际需求，合理布局网点，才能减少“最后一公里”配送中的阻碍。 生鲜农产品“最后一公里”的配送研究有利于农民获得切身利益，提高居民的生活水平。促进农村到城市生鲜农产品的流通，符合广大人民的利益。从配送角度出发，也推动了渭南市城区内物流的发展。
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user: 3. 渭南市生鲜农产品“最后一公里”的发展现状 渭南市地处陕西省关中平原东部，四季分明，拥有得天独厚的农业种植条件，渭南作为陕西省重要的果蔬基地，盛产优质小麦、绿色果蔬等生鲜农产品。解决物流配送问题，是渭南生鲜农产品走出的关键。现阶段，生鲜农产品“最后一公里”配送还处于耗时，费力，效率低的层面，这种状况很难适应渭南市经济飞速发展的需要。 3.1. 现代农业的发展 渭南市凭借自身优越的地形优势和气候条件，为农业发展提供了极大地空间。全市粮食产量占陕西省总量的30%，果菜产量分别占全省的35%，是我国西部的农业大市，被誉为“陕西粮仓”。目前，全市已建立起100多个农业批发市场、年销售在40亿元以上，130多家果蔬仓储企业。同时带动了快递业、餐饮服务、运输、存储、包装等相关企业的发展 [ 3 ] 。 3.2. 生鲜农产品“最后一公里”配送的网络模式 随着市场对新鲜农产品需求的不断提升，对农产品销售配送也会越来越重视，农产品的物流配送需要合理完善的网络模式，而供应链体系则是生产和流通过程中纽带，农产品供应链是以农产品为主要研究对象，通过对生鲜农产品流通配送的控制，以协调农产品经营者和客户之间的利益。近几年来，渭南市基本形成了以批发市场为龙头、以连锁超市为基础、以城区生鲜农产品配送网点为辅助的生鲜农产品配送体系。具体形式见图1所示。 从上图中可以看出，目前城区内主要的生鲜农产品配送模式为产品先由农户与产地批发市场、运销商交易，再由产地批发商、运销商或农户直接向销地批发商转移；销地批发商再销售给下游的零售商、超市等，最后到达消费者手中 [ 4 ] 。生鲜农产品的配送渠道主要是通过大型农产品批发市场和超市连锁店这两种渠道，渭南市的生鲜农产品的配送虽然起步较晚，但近年来，已经得到了政府和企业的高度重视，开始意识到物流配送的重要性，其物流网络模式已经初备雏形 [ 5 ] 。 图1. 农产品供应链
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user: 4. 渭南市生鲜农产品“最后一公里”配送出现的问题 尽管渭南市生鲜农产品“最后一公里”配送已经拥有了一定的基础设施和市场条件，但是在很大程度上还是受到传统配送模式、经验以及市场需求、信息不健全等因素的影响，我们可以看到生鲜农产品“最后一公里”配送还存在许许多多的问题有待解决。这些问题直接导致农产品配送成本高，效率低，降低生鲜农产品“最后一公里”配送的市场竞争力。 4.1. 传统的配送模式难以突破 目前，渭南市基本上能够满足部分区内的生鲜农产品“最后一公里”配送任务，而这些区域大都是城市周边的区、县、镇。生鲜农产品“最后一公里”配送要在真正意义上实现“配”和“送”还有一定距离。城市对生鲜农产品的日配送量要求较大，然而并未做出合理的配送规划，配送规模相对较小、配送地分散、配送方式单一，使得传统的配送模式还存在大量有待完善的问题，不能满足消费者的需求 [ 6 ] 。 4.2. 生鲜农产品的物流成本居高不下 依照渭南市相关交通法规，物流配送车辆受到诸多限制，造成不能满足配送需求的情况 [ 7 ] 。一些极易损坏的瓜果蔬菜，极易变质的肉类及鲜活水产品，最需要一些具有保鲜库和冷藏的配送车辆。然而我们在城市流通配送中的生鲜农产品大多数都还是处在常温状态下的一般物流，因此配送中的毁损率居高不下。我国农产品存在种种不合理的损失率，大大增加了生鲜农产品的流通成本。 此外，渭南市缺乏高、精、尖技术企业，其农产品加工、包装、配送以及质量检验能力落后，也是造成生鲜农产品物流成本高的因素之一。以渭南市果蔬批发市场为例：市场内的大部分产品都是未经加工直接进入消费市场，造成损毁率平均在30%到40%之间，资源浪费严重。并且仍然是以粗放型为主的市场经营方式，产品质检、市场服务功能不规范，使得农产品的质量难以得到保障，造成物流运作成本的提高。 4.3. 交通线路与城市网络关联性差，配送布局不合理 城区内普遍存在交通道路拥挤的现象，目前只能通过不断增加城区车辆道路，增设非机动车道以及设立人行立交桥来进一步完善交通网路，缓解主要交叉路口交通拥堵的现状。但是城市道路网络和综合运输流通配送线路关联很差，政府和企业没有充分考虑到物流配送过程中的线路优化问题，也没有对交通线路与城市网络之间的关联重视起来，相应的配送也就很难做出正确的布局。因此也出现了像大型农贸批发市场未经事先的规划在社区内设立越来越多的生鲜农产品的零售网点，出现配送频率越来越高，配送速度越来越快，配送单位却越来越小的一种较为复杂的配送体系。 4.4. 农产品市场信息不对称 农产品市场信息较为闭塞，近来，人们通过社交媒体越来越关注农业信息。这表明要建立一个农产品信息化系统并不难，真正难的是要如何让农民学会使用信息、相信信息化。农产品市场信息存在很多错误，网上存在很多欺诈消息，加大了人们对农产品信息的不信任感。 渭南市的生鲜农产品供应信息和需求信息不对称。导致农户种植的果蔬无人采购，而城市市场需求确很大，且价格高，出现供求脱节的现象。由于每个地方的情况各不相同，要改善这一状况还需要一段时间。特别地，我国的实际国情与国外发达国家相差甚远，所以也不能一味地照搬国外历史经验。平衡农产品市场信息要从实际出发，找出自身存在的真正缺口，才能解决问题。
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user: 5. 对生鲜农产品“最后一公里”配送体系优化建议 5.1. 加强渭南市农产品物流基础设施建设力度 渭南拥有明显的区位优势与交通便利优势，渭南位于我国中部地区，属于东中部地区与西北部地区的纽带，距西安60 km、距咸阳国际空港80 km、连霍(连云港-霍尔果斯)高速公路、渭蒲高速公路、108、310国道及7条省道穿境而过，构成了渭南四通八达的交通网络。但据实地分析，渭南市物流辐射范围较窄、生鲜农产品物流服务内容少。因此，要充分发挥交通便利的条件，提高公路铁路运输的承载能力，保障公路铁路等基础设施建设的安全，及时将农产品运输到市内。 物流业的发展离不开基础设施的支撑，目前渭南市正在筹建的大型冷链物流项目有：华阴市冷链物流中心、富平润和农副产品冷链物流项目、大荔渭滨屠宰冷链物流项目等。但是还远远不能满足生鲜农产品物流需求，基于农产品的周期性特点，果蔬、鲜活水产品若得不到恰当的储存和运输，每天都会造成严重浪费。所以还要加大对冷链技术的支持，进一步加强冷链物流基础设施的建设力度。 5.2. 拓宽生鲜农产品的配送渠道 渭南市生鲜农产品销售区域必须进行拓宽，这样才能使“最后一公里”配送发挥成效。因为销售区域的拓宽才能覆盖更加广阔的需求市场，从而促进渭南市经济的发展。进行这些过程的主要方法是： 5.2.1. 规划生鲜农产品的销售范围 在拓展市场销售范围时，我们要做到加强管理与规范经营。因为我们首先要考虑货物配送能不能适应销售范围的扩大。其次需要规范农产品的销售摊位，以此来保证农产品的交易活动正常有序。增设生鲜农产品的经营区域，使配送更加便利，减少因地缘劣势造成的配送盲区 [ 8 ] 。 5.2.2. 设立生鲜农产品大户专用的配送窗口 农产品批发市场设立专用的配送窗口，并且发动农产品种植大户和承包生鲜农产品种植基地负责人的积极性。保证这些生产商能够在指定区域内进行交易，通过收集各方信息，了解城区居民对生鲜农产品的实际需求。再分析需求的分布情况，将农产品直接送到配送窗口。可以在一定程度上减轻“配”和“送”的距离。 5.3. 加强生鲜农产品零售网点的管理，完善“最后一公里”配送体系 根据城区内交通运输网络模式来协调生鲜农产品零售网点的建设与配送模式选择，生鲜农产品的零售网点选择要做到消费需求与零售网点布局相适应，零售网点能够利于流通配送。渭南市生鲜农产品零售商主要是由城市周边的乡镇农民构成的，但从最近几年开始，与农村临近的城市批发零售商，甚至是社区居民都已经车载生鲜农产品在小区进行零售试点的工作。 针对前文所述的渭南市农产品配送成本过高、货损率高的情况。首先，应该多加鼓励、支持和组织大型的农贸批发市场，中外联合农产品企业以直销的方式到达农户家里进行收购，从而减少中间环节的各种费用和不必要的损失。同时也能减轻农户的配送成本。积极扩展农产品的销售渠道，推动农超对接、农批对接。逐渐完善生鲜农产品现代物流配送体系的标准和规范， 其次，在城区范围内建设生鲜农产品的连锁直销零售店，人口稠密的住宅区，建立有序的早晚市等生鲜农产品零售网点，形成遍及全城的连锁直销零售网点。就实地调查发现，在人口多、直销零售店少的区域其农产品的价格稍高于其他地方，这主要是因为需求大，网点少且竞争力小的缘故。所以我们以建立连锁直销零售店的方式，促进市场的竞争业态，也使得渭南市民买到“放心、新鲜”的生鲜农产品。 5.4. 平衡生鲜农产品的市场信息 首先应该关注有关部门所掌握的较为全面的农产品、地域等各方面信息，以便分析市场供求信息，对信息加以整合，平衡供需方市场。在已有的农产品信息系统基础上，促进信息系统硬件设施建设。促进城市与城市、区、县之间的信息交流，实现农产品的生产者、销售者以及消费者的信息资源共享，对物流各环节进行有效监督管理，进一步完善农产品信息处理和发布以及市场信息咨询等工作 [ 9 ] 。例如，将农产品供应方信息发布到微信、微博等相关平台上，进行推广宣传使需求方获取此类农产品的信息。大型生鲜农产品批发市场可以深入了解农户的种植情况，加强企业负责人和农户之间的沟通，建立一种长期的合作伙伴关系。一方面解决企业对农产品的需求，另一方面帮助农户销售滞销的农产品，减轻农户负担。
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user: 6. 总结 关于生鲜农产品“最后一公里”配送问题的研究，目前渭南市政府和企业都在积极跟进，就文中对生鲜农产品“最后一公里”配送问题进行的分析和相应的解决措施。我们认识到要以高效的、科学的技术为基础，提高信息化水平，建立起企业和政府联合制度并提供各项优惠政策，引进大批具备专业技能和高素质的优秀毕业生，从而投入到“最后一公里”配送领域开展工作，帮助解决目前所遇到的生鲜农产品“最后一公里”配送问题。使未来物流运作过程中的配送体系效率得到更大提高。
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user: 摘 要 东非三个超级大湖淡水贮量占全球四分之一，区域快速增长的人口、城市化和不受控制的污水排放导致水环境问题日渐凸显。本文在全面回顾坦噶尼喀湖、维多利亚湖、马拉维湖水环境研究成果的同时，对坦噶尼喀湖北部湖区及入湖河流实地调查数据进行了分析，结果表明：1) 区域水体呈现pH值和溶解氧偏高的基本特征；2) 城市河流受生活污染严重；3) 湖泊水体水质优良。并指出大湖区水环境监测管理存在如下问题：跨界湖泊水质联网监测困难、水环境监测人员和技术力量极其薄弱、监测管理机构和机制有待完善。建议将国内流域水环境监测技术引入当地，协助建立水环境监测预警和管理体系，促进绿色丝绸之路发展。 关键词 :东非大湖流域，坦噶尼喀湖，水环境监测，一带一路 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 水资源是人类社会健康发展的根本，良好的水质保障农业、养殖、工业和城镇发展，也是淡水生态系统及其生态服务功能发挥的基础。自工业革命以来，水污染问题逐渐由区域性问题发展为全球性问题，无论是发达国家还是发展中国家，都不同程度面临水体富营养化、重金属污染、酸雨等水环境问题。全球50%的人口受到水污染困扰，81%的淡水生态系统的生物多样性下降，改善水质对于减贫、疾病控制和区域可持续发展具有重要作用 [ 1 ] 。非洲是全球人口和城市化增长最快的大陆，整体处于经济转型和工业化前期，不受控制的工业和家庭污水排放，已经引起了地下水和地表水污染相关的巨大挑战(UN-Water)，但是贫困和数据极度缺乏使得水环境相关研究的深度和广度受限。 东非是整个非洲城市化程度最低、同时也是城市化速度最快的区域，且是全球生物多样性热点区域。近年来随着人口和经济增长速度加快，水环境压力日益加大，如坦桑尼亚GDP在2002~2016年间的平均增速高达6.2%，2000年以来人口平均增速保持在3.1%；肯尼亚近十年间的GDP平均增速也稳定在5.2%，2000年以来人口增速保持在2.7%左右。东非地区肯尼亚、坦桑尼亚等国家自古就是海上丝绸之路向西延伸的目的地，是我国“一带一路”倡议联系的重要地区，与我国具有密切的经济和贸易往来，也是我国援建的坦(桑尼亚)赞(比亚)铁路、蒙(巴莎)内(罗毕)高速铁路等重大基础设施建设和布局的地区。本文基于实地调查和文献资料对生态环境敏感的东非大湖地区水环境质量进行初步分析，旨在填补该地区严重缺乏的水环境数据，为我国及国际社会开展水环境改善援助项目和基础设施投资建设的环境影响评价等提供依据，并探讨该地区现有水质监测管理存在的问题。
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user: 2. 东非大湖分布及水环境状况 2.1. 东非大湖概况 东非大湖地区是世界上热带湖泊最大的集聚地(图1)，包括维多利亚湖(Lake Victoria)、坦噶尼喀湖(Lake Tanganyika)和马拉维湖(Malawi，亦称尼亚萨湖，Nyasa)，拥有地球表面淡水供应资源总量的四分之一 [ 2 ] 。 维多利亚湖是非洲最大、世界第二大淡水湖，总面积68，800平方公里，平均水深40米，最大水深约84米。有多条入湖河流，其中最大和最为重要的是卡盖拉河(Kagera River)和卡唐加河(Katonga River)。唯一出湖河流为位于北岸的维多利亚尼罗河(Victoria Nile)。维多利亚湖区是非洲人口最稠密的地区之一，周围三个国家坦桑尼亚、乌干达和肯尼亚分别管辖该湖区面积的49%、45%和6%，资源开发利用方式主要是渔业、农业及城市用水和水上运输 [ 3 ] 。 马拉维湖位于东非大裂谷的南端，总面积28，800平方公里，平均宽度60公里，平均水深292米，最大水深700米，是非洲第三大、世界第四深淡水湖 [ 4 ] 。与湖区相连的国家有马拉维(Malawi)、坦桑尼亚(Tanzania)和莫桑比克(Mozambique)。其中，湖区大部分面积位于马拉维境内，只有东部和北部一小部分属于坦桑尼亚和莫桑比克 [ 5 ] 。 坦噶尼喀湖也是裂谷型湖，为世界第二深淡水湖，最大水深1470米，总面积32，900平方公里，平均长度677公里，平均宽度50公里，平均水深570米。主要入湖河流有马拉加拉西河(Malagarasi River)、鲁济济河(Ruzizi River)等，唯一出湖河流卢库加河(Lukuga River)向西流入刚果河(Congo River)。坦噶尼噶湖为环湖4个国家坦桑尼亚、布隆迪、民主刚果和赞比亚共同拥有，其中在坦桑尼亚部分约占全湖水域的46% [ 6 ] [ 7 ] 。 2.2. 湖泊水环境状况及研究进展 鉴于东非大湖区水资源的重要性，国际社会和当地政府部门共同组织了若干针对湖泊环境和生态系统的科学研究计划，1990~2000年前后较多，主要面向湖泊中鱼类多样性和独特的进化特征，同时设立水污染控制专题，对湖泊水体营养盐、重金属等参数开展了监测分析，但是针对入湖河流的水质分析缺口较大，仅限于少数几条河流，且不具系统性。 对维多利亚湖的水环境监测研究较早。早在1950年代引进尼罗河鲈鱼后其水质和污染问题就得到关注，1990年代后期，在世界银行资助下启动了LVEMP项目(Lake Victoria Environmental Management Project)，指出水体能见度降低、富营养化、缺氧区形成、沉积物污染、外来物种入侵(如水葫芦)、以及来自农业面源和大气沉降的营养盐输入等水环境问题。 对坦噶尼喀湖的多项研究认为该湖属于贫营养湖，具有水体永久分层、表层水体营养盐含量低的特征 [ 8 ] [ 9 ]，营养盐和重金属没有对湖泊生态系统造成显著影响，但近年也有研究 [ 10 ] 指出，受流域输入和大气沉降影响，湖水中金属汞污染增加。外源性污染输入已导致河流入湖口和城市附近的湖湾地区浊度增加、水体营养盐浓度上升 [ 9 ] 。在流域层面，主要针对马拉加拉西(Malagarasi)河流湿地开展过水体理化指标及微生物指标检测，指出营养盐、浊度和肠道致病微生物指标偏高 [ 11 ] [ 12 ] 。目前还没有对于该湖的系统性常规监测，综合已有研究，坦噶尼喀湖及其流域的水环境质量面临的问题与挑战包括：1) 不合理土地利用及农业开发强度提高导致入湖泥沙、营养盐和农用化学品增加；2) 城乡生活垃圾处置不当、牲畜增多导致水源污染和水源性疾病增多；3) 城市污染及废水处理设施不足导致城市附近湖区的富营养化；4) 采矿废物随意排放污染人类、牲畜和野生动物饮用水源及水生生态系统；5) 水中天然氟含量偏高影响人畜饮用水的适宜性；6) 人口增长。 对马拉维湖的综合性研究成果大多源于SADC/GEF项目，虽然该项目的目标是探明马拉维湖营养盐对藻类生长动力学的影响，并最终揭示对鱼类种群动态变化的影响 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]，但指出了入湖河流携带的营养盐及沉积物的影响。金矿等开采、缺乏污水处理设施造成的粪便排放污染、化肥和其它农用化学品使用等是水污染的主要原因。 这些在2000年前后完成的项目，为区域水环境基本状况及变化研究提供背景信息，但不能代替系统性监测，而且由于研究目的及采用指标和方法各有不同，数据结果的可比性不强。最近一项研究对处于坦噶尼喀湖和马拉维湖之间的Rukwa湖流域地表和地下水质的基本问题进行了诊断 [ 16 ]，发现地表和地下水质的物理指标、细菌类指标较差，化学类指标较好，除了区域地质环境外，采矿、农业生产和城市生活对水质影响明显。该结果对于大湖区域水质及监测参数情况有一定的代表性。
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user: 4. 现行水质监测与管理问题 4.1. 跨界湖泊水质联网监测困难 东非三大湖泊及其流域都是跨界存在，由于水的流动性和湖泊流域一致性，跨界水资源环境管理必须依靠所涉国家之间的协调与合作。在《东非共同体条约》等国际条约框架下，沿湖国家建立了合作组织与机构，如坦桑尼亚、肯尼亚和乌干达三国于2003年签订了《维多利亚湖流域可持续发展议定书》，成立了维多利亚湖流域委员会(the Lake Victoria Basin Commission) [ 22 ] ；坦噶尼喀湖沿湖四国布隆迪、刚果民主共和国、坦桑尼亚和赞比亚于2008年12月成立坦噶尼喀湖管理局(the Lake Tanganyika Authority)。但并不是所有跨界水体都有合作机构，如马拉维湖就没有专门的合作机构来协调沿湖国家，而分由所属国进行直接管理，这势必会导致各种冲突的发生以及流域资源开发和保护效率的降低 [ 23 ] 。而且，跨界流域管理组织本身往往缺乏强有力的政治支持，存在成员国互相推诿、运行经费不到位而运转失灵的问题；由于大部分用于开发和保护流域资源的资金都是来自中央政府和国际合作伙伴的项目支持，并且在项目结束后不再投入，存在资金上的限制；或由于专业和技术局限性、管理效率低而使得一些国际援助项目不得不中止。如2008年UNDP/GEF共同启动了坦噶尼喀湖环境可持续管理项目，内容包含湖泊水环境一体化监测，但整个项目在中期评估时被中止，联合水质监测规划也不得实施。最近在美国援助下，维多利亚湖沿湖三国自2017年开始进行联合水质监测，三国分别组织科研和技术人员同时在湖上巡测，并统一水质参数和采样、分析方法，监测所得水质数据共享，以探索一种政府协调、科学家主导的水环境监测模式。但从长远来讲提升跨界流域管理组织本身的可持续力和行动力仍是今后东非大湖区国家需要努力的 [ 23 ] [ 24 ] 。 4.2. 水质监测人员和技术力量极其薄弱 由于非洲国家经济实力普遍不强，环境基础设施缺乏，撒哈拉以南非洲国家仅有31%左右的人口使用改善的卫生设施 [ 25 ]，不受控制的工业和家庭污水直接进入河湖水系，严重影响水环境质量，如维多利亚湖这样的超大型湖泊已出现大面积的富营养化和藻华爆发现象，损害湖泊生态系统健康，也为沿湖居民饮用水安全带来隐患。但是，由于对水作为一种重要资源的价值认识不够，各国政府对于水环境监测和管理的投入不足，人员和技术力量极其薄弱 [ 24 ] 。据笔者团队于2016年对坦桑尼亚政府直管的多个水质实验室的调查发现，这些实验室承担各自区域的水环境监测样品的分析测试工作，样本主要来源于饮用水源、水厂原水和出水、污废水排放口，可分析测试指标包括：溶解氧(DO)、pH、电导率(EC)、浊度、氮磷营养盐等常规物理化学指标和肠道致病菌微生物指标。但在实际操作中，除对水厂供水水质有常规监测外，水质监测部门对大范围地表水体没有系统性的常规监测计划。并且由于设备维护、技术支持、试剂供应等多方面原因，可测试指标数量、频率、质量不能得到保证。政府部门管理的整个水环境监测体系也非常不健全，开展常规监测的参数数据缺乏连续性且有较多间断，缺乏技术能力开展包括重金属、持久性有机污染物等复杂参数的检测，不能为管理层和决策者提供对水环境现状的全面、科学的判断，更无法提供高频数据掌握重要水体水质的及时变化。所以，人员、技术、设备等问题仍是东非大湖区国家水质监测能力提升的瓶颈所在，特别是化学实验室相关知识、技术和设备缺乏，普遍有待提升。 4.3. 水质监测管理机构、机制有待完善 东非大湖区各国的水质监测部门大多隶属于国家水务部，如坦桑尼亚的水与灌溉部(Ministry of Water and Irrigation)统一管理全国水资源利用，下辖水资源、城市供排水、水质、乡村供水4个职能司，其中水质司负责水质评估、标准和政策制订、技术研究与支持等。上世纪八十年代早期，坦桑尼亚对本国的水资源管理机构进行了改革，主要体现在水资源分散化管理。利用流域划分法，将涉及境内的主要河流(包括向东流入印度洋的Rufiji及其上游Great Ruaha、与莫桑比克的界河Ruvuma、达累斯萨拉姆市主要饮用水源Wami和Ruvu、北部入海河Pangani、向东入维多利亚湖的Kagera、向西入坦噶尼喀湖的Malagarasi以及向南入尼亚萨湖的Songwe)及其支流划分为九大流域加以管理。由于国家对水资源管理权力下放，地方政府和相关职能部门对辖区内水资源管理效率大大提高，肯尼亚和乌干达也分别在2005年和2011年将本国流域分为6个来进行管理 [ 22 ] 。与九大流域管理相匹配，坦桑尼亚水与灌溉部下属水质司在这些分散到全国的流域管理机构下设置水质分析实验室，负责流域内供水、废水及环境水体的监测。但是这种分散管理使得原本薄弱的技术力量更加分散，行业垂直管理效率下降，特别是水质数据的集中、共享管理系统没有建立起来，很难对中央和地方政府的决策形成影响，发挥作用。 在水质评价标准方面，早在2000年东非共同体(EAC， East African Community)所属的标准技术管理委员会(STMC，Standards Technical Management Committee)便起草了饮用水安全规定标准，随后又分别在2012年和2017年进行了第二版和第三版的修订。该标准规定了饮用水测试采样的方法和要求、水体理化指标和生物指标范围限度和放射性物质限制标准等，同时也对水源地的选址、建设和运行等工作做出规定，使其免受污染 [ 26 ] 。虽然该标准给予各成员国水质管理方面较大指导，如肯尼亚参照该标准制定了本国的饮用水安全管理条例 [ 27 ]，但由于东非共同体发布的水质监测标准较为严格(接近于WHO标准)，不同国家的水质监测技术与条件有所差别，导致部分成员国(如坦桑尼亚)在制定本国饮用水监测标准时，安全标准会低于东非共同体的标准 [ 28 ] 。而且在实践中发现，饮用水标准与当地水质特征结合方面还存在进一步提升和改善的空间，对于环境水体，并没有适合当地的可参照标准。
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user: 5. 结论及建议 虽然目前大湖地区除城市河流外的河湖水环境质量总体尚好，但城市岸段湖区已呈现污染特征。随着非盟提出的绿色工业化战略推进，社会经济发展带来的潜在环境影响也将日益突出，东非大湖流域水环境问题应从生态系统管理出发，加强联网式水环境监测和管理体系建设。随着我国“一带一路”倡议的实施，越来越多的中国企业进入非洲，一些重要基础设施建设工程在非洲实施。与当地政府和研究机构展开合作交流，将国内流域水环境监测和分区防控技术引入当地，协助建立水环境监测、预警和管理体系，将极大提升当地水资源和环境管理能力，推动绿色丝绸之路的建设。
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user: 摘 要 基于左氧氟沙星对固定于SWCNTs/Nafion复合膜修饰玻碳电极上的吡啶钌弱电化学发光信号有强的增敏作用，建立了一种高灵敏检测左氧氟沙星的电化学发光分析方法。实验结果表明，在1.0 × 10 − 9 mol/L~1.0 × 10 − 3 mol/L的浓度范围内，电化学发光的强度与其左氧氟沙星的浓度呈良好的线性关系，检出限为3.0 × 10 − 10 mol/L。本方法操作简便、灵敏、稳定、回收率高，可用于左氧氟沙星注射液的快速测定。 关键词 :电化学发光，碳纳米管，联吡啶钌，左氧氟沙星 Copyright © 2018 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/