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浅水湖泊生态系统稳态转换的阈值判定方法 被引量：27
1
作者 李玉照 刘永 +3 位作者 赵磊 邹锐 王翠榆 郭怀成 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期3280-3290,共11页
浅水湖泊生态系统对人类干扰的反应会随着干扰力度的改变或增强而出现突然的变化,即发生稳态转换;对其机理和驱动机制的揭示将有助于对湖泊富营养化的控制及恢复。基于"多稳态"理论的稳态转换研究已广泛开展,但对浅水湖泊生... 浅水湖泊生态系统对人类干扰的反应会随着干扰力度的改变或增强而出现突然的变化,即发生稳态转换;对其机理和驱动机制的揭示将有助于对湖泊富营养化的控制及恢复。基于"多稳态"理论的稳态转换研究已广泛开展,但对浅水湖泊生态系统稳态转换的驱动机制结论各异,采用的阈值判定方法相差很大,主要有实验观测、模型模拟和统计分析3种。实验观测多关注少数特定指标,指标筛选过程复杂且工作量大;模型模拟虽能从较为全面的尺度上理解生态系统稳态变化的特征和主要机理过程,但在模型误差和不确定性的处理等问题上尚存在不足;统计分析方法基于对长时间序列数据的统计变化规律分析,用以判断或者预警稳态转换现象的发生,是目前最为常用的方法。目前稳态转换领域的研究大都是对已发生的稳态转换进行机制分析或过程反演,对未来预测与预警的问题仍然亟需加强。 展开更多
关键词 浅水湖泊 稳态转换 驱动机制 阈值判定 统计分析
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风险显性区间数线性规划模型(REILP)解对约束风险偏好的敏感性与稳健性研究 被引量：2
2
作者 陈星 邹锐 +2 位作者 刘永 盛虎 郭怀成 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期942-948,共7页
利用数值试验的方法考察了风险显性区间数线性规划(REILP)模型最优解的稳健性问题,即其最优解在决策者对不同约束条件存在偏好的情况下是否一致。数值案例一为基于污染物总量控制的土地利用规划问题,目标是在污染物排放总量符合约束的... 利用数值试验的方法考察了风险显性区间数线性规划(REILP)模型最优解的稳健性问题,即其最优解在决策者对不同约束条件存在偏好的情况下是否一致。数值案例一为基于污染物总量控制的土地利用规划问题,目标是在污染物排放总量符合约束的前提下实现不同农业种植组合的收益最大化;数值案例二为基于污染物总量控制的水资源优化分配问题,目标是在污染物排放总量满足约束的前提下,企业间水资源利用分配所获得的效益最大化。数值试验结果表明,REILP的解在某些情况下呈现稳健性特征,但在另一些情况下则呈现出最优解随着决策者对约束条件偏好的不同而产生变化的特征。REILP模型的这种特点表明,在实际应用中,建模人员需要特别分析最优解对决策者偏好的响应,从而产生有效稳健的决策支持。此外,REILP解对决策者偏好的变异性也使其具备能够在不确定性条件下产生多种替代方案的能力。 展开更多
关键词 稳健性 敏感性 数值模拟 风险显性区间线性规划 风险偏好
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基于水分盈亏指数的四川省小麦生育期干旱风险评估 被引量：14
3
作者 陈东东 紫檀 张玉芳 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期155-163,共9页
利用四川省135个气象台站1961~2014年逐日气象资料和29个农业气象观测站的小麦观测资料,选取水分盈亏指数作为干旱评估指标,分析了54年来四川小麦7大种植区不同生育期的各级干旱时空变化特征及其风险分布情况。结果表明:小麦各生育期发... 利用四川省135个气象台站1961~2014年逐日气象资料和29个农业气象观测站的小麦观测资料,选取水分盈亏指数作为干旱评估指标,分析了54年来四川小麦7大种植区不同生育期的各级干旱时空变化特征及其风险分布情况。结果表明:小麦各生育期发生干旱站均次数以川西南山地最多,其多年平均值达0.9以上,可谓十年九旱。各区干旱站均次数的时间变化趋势不明显。生育阶段以孕穗-抽穗期发生干旱频率较高,其次是拔节-孕穗期,最低的是抽穗-乳熟期。从干旱频率空间分布特征来看,川西南山地是发生轻旱频率最高的地区,川西高原中旱和重旱的发生频率要高于其它各区,盆地各区域中只有盆中和盆西部分区域发生干旱频率相对较高。小麦干旱风险分布情况为川西南山地以及川西高原的南部区域是干旱高风险区,大部分区域可达极重风险,盆地以盆中为干旱风险高发区。 展开更多
关键词 干旱风险评估 小麦生育期 水分盈亏指数 干旱区域
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流域污染负荷-水质响应的时空数值源解析方法研究 被引量：15
4
作者 邹锐 苏晗 +3 位作者 陈岩 叶瑞 赵磊 刘永 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3639-3649,共11页
以目前广泛应用的环境流体动力学模型EFDC为平台,构建时空数值源解析方法,理论上可以得到任意时刻任意空间点位污染物的来源构成.其原理是考虑水质模型的微分方程,直接对每个污染负荷再微分,从而将原来1个微分方程变为关于每个污染源的... 以目前广泛应用的环境流体动力学模型EFDC为平台,构建时空数值源解析方法,理论上可以得到任意时刻任意空间点位污染物的来源构成.其原理是考虑水质模型的微分方程,直接对每个污染负荷再微分,从而将原来1个微分方程变为关于每个污染源的微分方程组,然后联立以EFDC的水动力模型求解,得到每个源对每个时空点的贡献.概化的抚仙湖模型作为数值案例用以验证方法.时空数值源解析的结果与传统扰动方法的结果几乎重合,验证了时空数值源解析方法的正确性.另一方面,数值案例中存在34个独立的污染源,扰动法则需要35次模拟,而时空数值源解析方法的结果通过单次模拟就可得到,说明时空数值源解析方法具有明显的计算效率优势.而通过对结果的进一步分析可以发现,时空数值源解析方法可以提供更精确的源贡献的动态描述. 展开更多
关键词 数值源解析 EFDC 水质响应 污染负荷削减 时空分辨率
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抚仙湖流域负荷削减的水质风险分析 被引量：10
5
作者 邹锐 张晓玲 +4 位作者 刘永 赵磊 朱翔 颜小品 阳平坚 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1721-1727,共7页
以抚仙湖为研究对象,基于三维水动力-水质模型EFDC平台,开发了EFDC-神经网络(NN)耦合模型;并选用30d移动平均值为解译方式核算抚仙湖在不同风险下的流域负荷削减(TMDL).结果表明,对于100%的达标频度,为了达到I类水质,TP允许增加14%～18%... 以抚仙湖为研究对象,基于三维水动力-水质模型EFDC平台,开发了EFDC-神经网络(NN)耦合模型;并选用30d移动平均值为解译方式核算抚仙湖在不同风险下的流域负荷削减(TMDL).结果表明,对于100%的达标频度,为了达到I类水质,TP允许增加14%～18%,COD允许增加9%～11%,但TN需要削减13%～14%.如果放松对达标频度的要求,污染负荷将允许相应地增加.研究结果可为流域管理依据不同的风险与管理费用偏好实施流域削减提供基础. 展开更多
关键词 三维水动力-水质模型 人工神经网络 风险 负荷削减
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基于水质目标的异龙湖流域精准治污决策研究 被引量：9
6
作者 邹锐 苏晗 +3 位作者 余艳红 王俊松 叶瑞 刘永 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期426-434,共9页
提出面向湖泊水质的工程设计规划方法(即精准治污)。流域精准治污决策建立在以三维水动力–水质模型为核心的时空数值源解析技术基础上,定量地表达工程措施与水质响应之间的因果关系。以处于重度富营养化的云南异龙湖为例,针对其短期治... 提出面向湖泊水质的工程设计规划方法(即精准治污)。流域精准治污决策建立在以三维水动力–水质模型为核心的时空数值源解析技术基础上,定量地表达工程措施与水质响应之间的因果关系。以处于重度富营养化的云南异龙湖为例,针对其短期治理决策问题进行精准治污决策分析。结果显示,就异龙湖中任一点的水质而言,在不同的补水情景下,城河及城北河子流域都是重要的负荷输出源。如果要使湖中和湖东站点水质达标,需要更全面地考虑各个子流域的污染源控制。当无补水时,即使大幅度削减污染负荷,也很难保证水质达标。在补水2000万m3及3500万m3情景下,补水对湖内3个监测站点的水质改善都比较明显。最后,在宏观层面上确定不同子流域重点污染控制工程类型,并在微观层面上,结合特定污染治理工程,探讨在流域精准治污体系下如何开展局地的工程评估。 展开更多
关键词 精准治污 数值源解析 三维水动力–水质模型 异龙湖
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湖泊营养盐通量平衡的三维数值模拟 被引量：19
7
作者 邹锐 吴桢 +3 位作者 赵磊 陈异晖 余艳红 刘永 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期819-826,共8页
湖泊氮、磷通量是表征湖泊营养状态的重要指标,也是探究湖泊富营养化机制的重要途径.通过氮、磷通量的计算和质量平衡关系的分析,可以识别出在湖泊富营养化过程中起关键作用的过程.以三维水动力-水质模型为计算平台,模拟湖泊水动力、水... 湖泊氮、磷通量是表征湖泊营养状态的重要指标,也是探究湖泊富营养化机制的重要途径.通过氮、磷通量的计算和质量平衡关系的分析,可以识别出在湖泊富营养化过程中起关键作用的过程.以三维水动力-水质模型为计算平台,模拟湖泊水动力、水质的动态过程,并以模拟结果为基础核算湖泊氮、磷循环通量及其在氮、磷循环整体中的贡献,识别湖泊氮、磷循环关键源汇过程的变化规律.滇池是我国富营养化湖泊的代表,同时其半封闭特性为营养物质循环提供了更为稳定的环境,以滇池为案例,基于前期校正和验证过的滇池水动力-水质模型来分析循环通量计算方法的适用性.结果发现,研究年度内滇池外海总氮的年总输入量(包括外源和内源)为7620.92 t,总输出量(包括出流、反硝化和沉降)为7637.31 t;总磷的年总输入量为(包括外源和内源)450.23 t,总输出量(包括出流和沉降)为429.57 t,其中陆域输入是最主要的氮、磷输入途径,而反硝化和沉降则是主要的输出过程.相较于传统的质量平衡方法,通过三维模型计算所得的营养盐通量平衡结果能更好地揭示湖体内所发生的氮、磷转化过程. 展开更多
关键词 营养盐 通量 质量平衡 三维模型 滇池
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程海富营养化机理的神经网络模拟及响应情景分析 被引量：6
8
作者 邹锐 董云仙 +3 位作者 张祯祯 朱翔 贺彬 刘永 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期448-456,共9页
揭示湖泊的富营养化发生机制、定量了解关键生源要素与藻类爆发的因果关联对有效改善湖泊水质和富营养化状况具有重要的科学与决策意义。以云南省程海为例,建立了基于神经网络的响应模型,对富营养化机理进行了研究,并从富营养化核心驱... 揭示湖泊的富营养化发生机制、定量了解关键生源要素与藻类爆发的因果关联对有效改善湖泊水质和富营养化状况具有重要的科学与决策意义。以云南省程海为例,建立了基于神经网络的响应模型,对富营养化机理进行了研究,并从富营养化核心驱动因子识别、神经网络模型构建与架构分析以及叶绿素a(Chl a)与TN、TP浓度降低的响应模拟几个方面对面临的科学问题进行探索。模拟结果表明,神经网络模型必须在适当的架构下才能产生科学合理的结果;程海的富营养化机制由一个氮(N)、磷(P)共限制的营养盐-藻类动力结构主导,但在此主导结构下拥有氮型限制的次级结构。基于神经网络模型模拟,推导出一系列基于湖体水质控制的Chl a响应的非线性函数,为程海的富营养化控制提供了快速决策支持。 展开更多
关键词 神经网络模型 富营养化 模拟 程海 情景分析
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智能流域管理的关键问题与模型技术 被引量：1
9
作者 邹锐 刘永 +1 位作者 颜小品 郭怀成 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期868-874,共7页
在总结流域问题现状及流域管理决策需求的基础上,基于仿生学原理,类比人的思维特征和决策过程,提出了包括流域信息获取、输入-输出因果关联模拟以及优化决策等步骤在内的智能流域管理模式,并对比分析了智能流域管理和传统流域管理的差... 在总结流域问题现状及流域管理决策需求的基础上,基于仿生学原理,类比人的思维特征和决策过程,提出了包括流域信息获取、输入-输出因果关联模拟以及优化决策等步骤在内的智能流域管理模式,并对比分析了智能流域管理和传统流域管理的差异性。提出了智能流域管理的4个关键问题:管理目标的确定、基于智能因子关联与流动的模型开发与信息获取、非线性响应特征与流域决策模型的计算需求、流域系统的不确定性与决策适应性演化,构建了智能流域管理的模型框架,并通过案例展示了模型框架中的重要进展与预期决策支撑作用。 展开更多
关键词 智能流域管理 决策 模拟-优化 不确定性
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基于EFDC模型的深圳水库富营养化模拟 被引量：30
10
作者 唐天均 杨晟 +1 位作者 尹魁浩 邹锐 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期393-400,共8页
基于EFDC模型构建了深圳水库三维水动力和富营养化定量模拟模型.分别用2009年和2010 2011年流量、水位和水质等观测数据对模型进行了校正和验证,准确地反映了深圳水库的水动力和水质变化过程.在此基础上,假定支流污染截排、水库调度和... 基于EFDC模型构建了深圳水库三维水动力和富营养化定量模拟模型.分别用2009年和2010 2011年流量、水位和水质等观测数据对模型进行了校正和验证,准确地反映了深圳水库的水动力和水质变化过程.在此基础上,假定支流污染截排、水库调度和降低东江引水污染负荷3种情景进行深圳水库富营养化数值模拟,3种情景下库中Chl.a峰值浓度分别降低1.0%、16.4%和46.3%,平均浓度分别降低1.3%、29.8%和29.9%.深圳水库具有良好的交换能力,尚未出现水华暴发,但入库营养盐负荷高,存在较大的富营养化风险;在目前沙湾河污水已经截排的基础上再实施支流污染控制,对水质改善和藻类控制作用已不明显;水库调度和削减东江引水污染负荷对深圳水库水质和富营养化改善明显,能够有效降低水华发生的风险. 展开更多
关键词 水动力 水质 富营养化 深圳水库 EFDC模型
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