基于马尔可夫模型的天津海域污染治理投资策略研究

以天津约3 000 km2的海域环境质量为研究对象,运用马尔可夫法对天津海域2003-2007年的水质数据建立不同类别水质的海域转移概率模型,并引入污水排放量和水污染治理投资两个变量,采用多元回归分析法拟合转移概率同污水排放量和水污染治理投资之间的函数关系,研究为达到不同的污染治理目标而付出的污染治理投资,为天津海域环境治理投资决策提供了一定的参考意见.     

海洋浮游生态系统模型的稳态非线性动力学研究

以Logistic模型为基础,考虑捕捞行为及其所造成的污染对浮游生物的削弱作用,并考虑浮游生态系统具有一定的自净能力,建立了一个新的海洋浮游生态系统非线性动力学模型。分析了模型的非线性动力学特性,并得出了模型的稳定性条件和发生Hopf分岔条件,在此基础上,深入分析了捕捞强度参数的变化对系统稳态的影响,并且用数值模拟验证了理论分析结果的正确性。     

浮游生态系统非线性动力学研究

建立了新的藻类-浮游动物生态非线性动力学模型,该模型考虑了藻类与浮游动物之间的增长关系。研究了模型平衡点的稳定性,以及Hop f分岔现象。通过对选取的分岔参数进行分析,揭示了该系统的动力学特性。     

一个单种P-Z赤潮生态模型的非线性分析

对植食性浮游动物摄食模型(仅对一个赤潮藻类)进行非线性分析,得出了该确定性参数方程的稳定性条件和发生 Hopf 分岔的条件,并且用数值模拟证实了理论分析.为更好的吻合实际情况,提出了含有变参数的赤潮藻类生长模型.模型中用一个周期函数来近似模拟了藻类生长率参数,并对此模型做了数值模拟.结果表明,引入变参数后的模型能出现概周期解,更能体现藻类生长的季节性特点,与实际情况符合更好.     

水处理中SMP和EPS生成机理的数学模型建立及仿真

根据质量守恒原理提出了一个新的解释膜生物反应器中的可溶性微生物(SMP)和胞外聚合物(EPS)生成机理的数学模型。该模型结构简单,仅有底物、活性污泥、SMP和EPS四个组分,且参数确定的工作量较小。通过实验验证可知该模型能正确地模拟出膜生物反应器中的污泥生长和SMP形成的生物反应过程。     

基于支持向量机理论的海水水质富营养化评价研究

首次利用支持向量机(SVM)理论对海水水质富营养化的程度进行评价，并与BP人工神经网络方法所得结果进行比较，通过实例验证，说明SVM理论能较好地解决小样本的分类评价问题，评价效果良好，在水质评价领域有较好的应用前景。     

赤潮随机梯度回归分析

赤潮的危害日益严重,为了预测赤潮的发生,运用回归树的随机梯度Boosting算法分析渤海赤潮数据, 建立浮游植物总量与环境因子的定量关系,给出各种环境因子对浮游植物总量相对影响的大小以及浮游植物总量和各种环境因子偏相关的图形,有利于探索赤潮的发生机制,指导菌种的培养. 最后,相比其它算法,回归树的随机梯度Boosting对于＂局部剧增＂的赤潮数据是稳健的,而且具有较高的预测精度.     

赤潮藻类生态营养模型非线性动力研究

基于营养盐、赤潮藻类、植食浮游动物之间的食物链关系,考虑到由于海洋内微生物分解动植物遗体对营养盐的补充以及物理因素导致的流失,文中建立了营养盐一赤潮藻类一植食性浮游动物相互作用的耦合生态动力学模型。运用现代非线性动力学理论,对模型解的动力学稳定性进行了分析。结果表明,随着参数的变化,系统稳定性也随之变化,甚至出现HOPF分岔现象。     

赤潮综合集成预警系统的设计与开发

针对赤潮灾害日益严重的情况,文中提出了赤潮综合集成预警系统设计方案与实现流程。该系统包括预测预警信息系统、预测预警决策系统以及预测预警应急系统三部分。该预警系统的建立,将可以有效的预测赤潮的发生从而降低赤潮造成的损失。     

随机干扰下湖泊生态系统的稳定性与稳态转换

首先建立了随机激励影响下的二维湖泊富营养化模型,运用随机动力学理论研究了该生态系统的随机稳定性与随机分岔现象,并分别探讨了参数和外部随机激励的变化对系统的稳定性与稳态转换的影响,研究结果表明随着控制参数的变化会引起系统发生稳态转换现象,同时还发现对水体中磷的浓度随机干扰是导致富营养化发生的重要因素。