遗传算法在水环境灰色非线性规划中的应用

利用常规最优化方法解水环境中的灰色非线性规划问题难度较大。尝试利用遗传算法与传统非线性规划解法相结合的混合数值算法对此类问题的求解进行了探索。在实例的应用中,该方法有效性得到了验证。     

考虑随机挠动因素的水环境风险模型研究

以Streeter-Phelps模型为代表,对考虑随机挠动因素的水环境风险作了初步的研究,并揭示了随机挠动也可能对水环境风险产生很大的影响,为加强风险评价和管理提供了理论依据.     

植物粗糙度对明渠水流阻力影响的试验研究

以水力半径分割法的思想为出发点,建立了新的明渠阻力分割计算关系式,在此基础上分析研究明渠中处于淹没状态下床面柔性植物对水流阻力的影响。采用多普勒流速仪测量边壁附近的流速,用间接法中的流速测量法测量边界上的切应力,用棕榈毛作为植物的模拟材料。以植物粗糙度表示植物阻力,用植物高度、密度的函数表示床面粗糙度,在植物高度和密度变化的情况下,进行水槽试验。经过对试验数据分析,发现植物粗糙度随植物高度、密度的增加而增加,且植物粗糙度越大时,在数值上越接近植物高度。拟合粗糙度与植物高度和密度的经验关系式,进而得出了植物阻力的计算式。     

城市人居环境与经济协调发展不确定性定量评价 ——-以长沙市为例

城市人居环境是城市经济持续发展的重要基础和载体,城市经济是人居环境发展的坚实保障和前提。只有实现两者的协调,才是实现城市可持续发展的必由之路。城市人居环境与经济发展的协调性定量评价,是测度两者发展状态的工具,对城市健康发展具有重要的指 示功能。城市人居环境与经济系统存在于整个城市生态系统中,由于系统的复杂性,其中存 有多种不确定性的因素。因此,考虑不确定性因素影响下,如何建立评价体系,采用什么样 的方法进行评价是当前研究的难点之一,也是学术界面临的一项迫切需要解决的问题。本文尝试对城市人居环境与经济协调发展评价中所面临的不确定性问题进行了分析,提出评价体系构建的原则,引入模糊数学方法,提出了一套基于不确定性的综合评价方法与模型,并将该方法应用于长沙市的实证研究中。评价结果与实际情况大体吻合。该方法不仅能反映城市发展整体协调状况,而且能模糊辨别系统间相互作用的模式与演进方式,具有一定的理论价值和可操作性。     

基于水文变异的东洞庭湖湿地生态水位研究

东洞庭湖湿地具有重要生态意义.基于东洞庭湖湿地退化的现实,认为气候变化、人类活动等因素造成水文序列发生突变,湿地生态系统适应突变前的水文环境.以城陵矶水文站1952-2006年月平均水位序列为分析对象,通过滑动T检验法找到序列的最可能突变点,以该点对序列进行分割,以变异前的月平均水位序列为对象,拟合月平均水位的最适合概率分布函数,认为概率最高处的月平均水位是区域生态水位.研究结果表明,城陵矶水文站的水位时间序列发生显著变化;与其他方法相比,本文确定的东洞庭湖湿地生态水位具有一定的合理性,对东洞庭湖湿地生态系统修复具有一定的指导意义.     

基于栅格数据和图论算法的生态廊道识别

利用图论中最短路算法思想和ArcGIS的空间分析功能,对生境中动物迁徙廊道的识别与构建进行研究。通过对具有不同空间自相关特征的模拟景观进行分析,发现该方法具有较好的适应性,能识别出不同类型模拟景观的廊道。在模拟景观分析的基础上,将该算法应用于长沙市大河西先导区,计算了先导区重要栖息地之间的廊道。研究表明该计算方法提取的生态廊道具有明显的冗余性,充分反映了物种在不同栖息地之间迁徙的需求,具有一定的生态学意义。同时廊道提取结果在一定程度上反映了城市发展对生态系统尤其是生态廊道的胁迫与挤占。通过对廊道空间结构的分析还发现生态廊道存在一定的瓶颈区域,对该区域的生态恢复与重建将对物种多样性的保持起到关键作用。该方法为区域土地管理以及生态环境保护规划提供一定的科学依据。     

区域水环境质量灰色模拟、规划和评价研究的进展

总结了国内外在区域水环境质量灰色模拟、规划和评价的理论和方法研究领域已取得的进展及存在的问题,展望了该研究领域有待进一步研究的问题。     

黄土丘陵沟壑区土地利用类型与土地生产力关系模拟研究——以王家沟小流域为例

土地利用是人类对自然界影响的最主要方式,而土地利用类型则是影响土地生产力状况的关键因素。利用基于侵蚀条件下的土地生产力模型,研究黄土高原丘陵沟壑区不同土地利用类型与土地生产力之间的关系。结果表明,对于大多数的作物类型而言,土地生产力状况均表现为坝地>梯田>坡耕地>沟坡地。进一步研究了不同作物类型对土地利用的适宜性指数和生产力指数,均表现出相同的趋势。     

水环境健康风险评价模型

简要介绍了水环境健康风险评价模型及其应用。实例说明,通过水环境健康风险评价,一方面可以定量地描述环境污染对公众健康的危害,使评价指标落实到人体健康上;另一方面,可以直接得出环境污染物的主次,从而为环境风险管理提供科学依据。在我国,环境健康风险评价暂时还没有包括在常规环境评价工作中,在今后的评价工作中应该逐步开展这方面的工作。     

大气酸沉降的自组织临界性

运用概率分布函数、矩分析、功率谱分析和无趋势波动分析(DFA)方法,分析了美国1978～2001年期间酸沉降数据, 发现大气酸沉降事件类似于沙堆模型中的崩塌事件,具有自组织临界性(SOC)。降水中氢离子沉降量(WHD)的频率分布符合双幂律分布,即在由临界WHD所区分的两个区间内,WHD的频率分布分别呈幂律分布;双幂律分布及临界WHD刻画了酸沉降事件的宏观特征。WHD时间序列具有1/fβ噪声特征,在时域上具有长程相关性(LRC)。降水中硝酸根离子和硫酸根离子沉降量与WHD表现为类似行为。此外,将正常降水的酸度值或环境容量作为大气酸沉降的临界状态,并以此类比为沙堆模型的临界稳态角度。因此,酸沉降的演化符合具有自组织临界性的复杂系统的三个基本特征。据此,作者认为酸沉降在频域上的幂律分布及在时域上的长程相关性是污染胁迫下大气自组织临界行为的标志,自组织临界行为是控制酸沉降演化趋势的内在机制之一。