湖泊水環(huán)境多維演化過程模擬與優(yōu)化調(diào)控研究

第1章緒論(1)
1.1湖泊水環(huán)境現(xiàn)狀(1)
1.1.1湖泊治理與生態(tài)修復(fù)(2)
1.1.2湖泊水動力過程與水環(huán)境模擬(3)
1.1.3湖泊水網(wǎng)水質(zhì)水量聯(lián)合優(yōu)化調(diào)控(3)
1.2武漢大東湖水系概況(4)
1.3主要內(nèi)容(10)
參考文獻(xiàn)(13)
第2章湖泊水網(wǎng)復(fù)雜背景場特征分析(18)
2.1大東湖水網(wǎng)氣象水文環(huán)境概況(18)
2.1.1大東湖區(qū)域水文氣象概況(18)
2.1.2大東湖生態(tài)環(huán)境概述(19)
2.1.3大東湖水系水污染現(xiàn)狀概述(22)
2.1.4大東湖生態(tài)水網(wǎng)工程簡介(24)
2.2大東湖生境現(xiàn)狀調(diào)查研究(24)
2.2.1調(diào)查區(qū)域與研究方法(24)
2.2.2大東湖水網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀(27)
2.2.3大東湖生態(tài)系統(tǒng)退化原因(40)
2.3湖泊水環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查研究(41)
2.3.1實(shí)驗(yàn)方法(41)
2.3.2實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)及設(shè)備(42)
2.4水環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)(45)
2.4.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)(46)
2.4.2系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)(50)
2.4.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)(61)
參考文獻(xiàn)(65)
第3章湖泊流域分布式水文建模及預(yù)報(bào)(67)
3.1具有物理機(jī)制的流域分布式水文模型建模(67)
3.1.1集總式概念性流域水文預(yù)報(bào)模型(68)
3.1.2具有物理機(jī)制的分布式柵格新安江模型(73)
3.1.3大東湖區(qū)域分布式水循環(huán)演變規(guī)律分析(80)
3.2流域分布式水文模型參數(shù)自適應(yīng)高效智能優(yōu)化方法(86)
3.2.1水文預(yù)報(bào)模型優(yōu)化率定的數(shù)學(xué)描述與表達(dá)(86)
3.2.2流域分布式水文模型多目標(biāo)高效智能優(yōu)化率定方法(89)
3.2.3基于多目標(biāo)優(yōu)化框架的水文預(yù)報(bào)模型優(yōu)化率定(100)
3.3基于貝葉斯理論的分布式水文模型不確定性分析(103)
3.3.1流域水文模型不確定性分析方法(103)
3.3.2耦合貝葉斯推理和馬爾科夫蒙特卡羅的分布式水文模型不確定性分析
(105)
參考文獻(xiàn)(113)
第4章湖泊水系分布式流場數(shù)值計(jì)算(115)
4.1二維淺水動力學(xué)理論基礎(chǔ)(115)
4.1.1三維NavierStokes方程(116)
4.1.2二維淺水方程(117)
4.2網(wǎng)格自適應(yīng)加密與稀疏技術(shù)(121)
4.2.1網(wǎng)格密集化(122)
4.2.2網(wǎng)格稀疏化(122)
4.2.3網(wǎng)格自適應(yīng)準(zhǔn)則(122)
4.3湖泊水流數(shù)值計(jì)算模型及驗(yàn)證(123)
4.3.1黎曼問題及近似黎曼求解器(123)
4.3.2梯度限制器(124)
4.3.3高階時(shí)間格式(125)
4.3.4摩阻項(xiàng)處理(126)
4.3.5底坡源項(xiàng)處理(127)
4.3.6邊界處理(127)
4.3.7穩(wěn)定性條件(128)
4.3.8模型驗(yàn)證(128)
4.4湖泊三維水動力與水溫模型(132)
4.4.1垂向σ坐標(biāo)系下的控制方程(132)
4.4.2邊界條件(136)
4.4.3二維垂向積分方程(138)
4.4.4紊流閉合模型(139)
4.5大東湖水網(wǎng)分布式流場模擬(141)
4.5.1風(fēng)驅(qū)動力湖泊分布流場模擬(141)
4.5.2不同引水情形下湖泊流場及滯水區(qū)分析(144)
參考文獻(xiàn)(148)
第5章湖泊水質(zhì)變化時(shí)空模式分析及預(yù)測(150)
5.1湖泊水環(huán)境容量計(jì)算(150)
5.1.1水環(huán)境容量計(jì)算模型(150)
5.1.2水環(huán)境容量模型參數(shù)確定(153)
5.1.3東湖水環(huán)境容量計(jì)算(154)
5.2湖泊水流水質(zhì)的高精度數(shù)學(xué)耦合模型及驗(yàn)證(157)
5.2.1二維水流水質(zhì)控制方程及有限體積離散(158)
5.2.2高階格式與水深水位加權(quán)變量重構(gòu)技術(shù)(158)
5.2.3數(shù)值通量計(jì)算(159)
5.2.4水流水質(zhì)模型驗(yàn)證(161)
5.3湖泊多指標(biāo)水質(zhì)模擬及時(shí)空分析(164)
5.3.1湖泊綜合水質(zhì)及模擬(164)
5.3.2不同背景場下大東湖水系水動力水質(zhì)變化特征分析(198)
參考文獻(xiàn)(257)
第6章湖泊水質(zhì)水量多維聯(lián)合優(yōu)化調(diào)控(259)
6.1面向湖泊群水質(zhì)改善的水網(wǎng)調(diào)度策略(259)
6.1.1大東湖水網(wǎng)引水調(diào)度連通方案研究(259)
6.1.2不同引水流量下水網(wǎng)調(diào)度效果分析(285)
6.1.3考慮湖泊間污染物遷移風(fēng)險(xiǎn)的水網(wǎng)調(diào)度策略設(shè)計(jì)(295)
6.1.4大東湖水網(wǎng)調(diào)度湖泊運(yùn)行水位優(yōu)選(309)
6.2考慮綜合效益的湖泊水網(wǎng)水質(zhì)水量聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度方法(311)
6.2.1水質(zhì)模型與水量水質(zhì)模型耦合調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究(312)
6.2.2面向湖泊水質(zhì)改善的水質(zhì)水量耦合調(diào)度(313)
6.2.3兼顧調(diào)水經(jīng)濟(jì)成本的大東湖多目標(biāo)水質(zhì)水量調(diào)度(315)
6.3大東湖水網(wǎng)調(diào)度效果分析與調(diào)度效果改善措施(318)
6.3.1面向死水區(qū)水質(zhì)改善的波動調(diào)水技術(shù)研究(319)
6.3.2不同引水流量分配方案對大東湖水網(wǎng)調(diào)度效果的影響分析(329)
參考文獻(xiàn)(335)
第7章湖泊生態(tài)水網(wǎng)調(diào)度綜合評價(jià)(336)
7.1湖泊生態(tài)水網(wǎng)調(diào)度多屬性決策優(yōu)選及評價(jià)理論(337)
7.1.1基于模糊層次分析法的指標(biāo)權(quán)重計(jì)算(337)
7.1.2模糊折中型多目標(biāo)多屬性決策方法(341)
7.1.3多屬性決策評價(jià)逼近理想解法(346)
7.1.4TOPSIS方法的多目標(biāo)調(diào)度方案集評價(jià)(348)
7.2湖泊水質(zhì)變化對引水調(diào)度時(shí)空響應(yīng)關(guān)聯(lián)性評價(jià)(349)
7.2.1投影尋蹤指標(biāo)函數(shù)研究(349)
7.2.2投影尋蹤多項(xiàng)式函數(shù)模型(350)
7.2.3大東湖水網(wǎng)調(diào)度工程應(yīng)用(352)
7.3多重循環(huán)調(diào)度對水質(zhì)改善的多級模糊綜合評價(jià)(353)
7.3.1加權(quán)模糊核聚類模型原理(353)
7.3.2運(yùn)用WFKCA與ADE相結(jié)合的水質(zhì)改善評價(jià)方法框架及流程
(356)
7.3.3多重循環(huán)調(diào)度工程應(yīng)用(357)
7.4湖泊群水網(wǎng)連通對水環(huán)境生態(tài)影響評價(jià)(358)
7.4.1湖泊群生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)指標(biāo)體系研究(358)
7.4.2湖泊群連通工程模糊相似性矩陣聚類分析模型(362)
7.4.3大東湖水網(wǎng)連通工程生態(tài)系統(tǒng)健康評價(jià)(363)
參考文獻(xiàn)(365)
第8章湖泊水環(huán)境模擬及調(diào)控決策支持系統(tǒng)開發(fā)集成及應(yīng)用(367)
8.1決策支持系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì)方法(367)
8.1.1松耦合模型驅(qū)動的湖泊水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)特性分析(368)
8.1.2松耦合模型驅(qū)動的湖泊水網(wǎng)調(diào)度決策機(jī)理研究(372)
8.1.3松耦合模型驅(qū)動的湖泊水網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)架構(gòu)研究(372)
8.1.4松耦合模型驅(qū)動的湖泊水網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)的持續(xù)集成策略(374)
8.2湖泊水網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)(376)
8.2.1基于統(tǒng)一平臺的海量多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成、組織與共享方法研究
(377)
8.2.2網(wǎng)絡(luò)分布式多模型環(huán)境下決策支持模型庫構(gòu)建方法研究(380)
8.2.3基于GIS的開放式?jīng)Q策支持系統(tǒng)交互平臺動態(tài)生成技術(shù)研究
(384)
8.3城市湖泊三維可視化仿真(390)
8.3.1基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的城市湖泊建模基礎(chǔ)(390)
8.3.2基于OSG的城市湖泊三維可視化仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法(394)
8.3.3城市湖泊三維可視化仿真系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例(400)
8.4湖泊群水文水循環(huán)分析子系統(tǒng)(405)
8.4.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)(405)
8.4.2水文信息管理模塊(406)
8.4.3分布式水循環(huán)模擬模塊(407)
8.4.4典型情景分析模塊(408)
8.5湖泊分布式流場模擬子系統(tǒng)(410)
8.5.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)(410)
8.5.2大東湖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢模塊(410)
8.5.3湖泊流場模擬模塊(411)
8.5.4死水區(qū)分析模塊(413)
8.6湖泊水質(zhì)水環(huán)境分析子系統(tǒng)(413)
8.6.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)(413)
8.6.2納污能力計(jì)算模塊(414)
8.6.3典型情景模擬模塊(414)
8.6.4突發(fā)污染物模擬模塊(415)
8.6.5暴雨情景模擬模塊(416)
8.7湖泊水質(zhì)水量調(diào)度子系統(tǒng)(417)
8.7.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)(418)
8.7.2工程信息管理模塊(419)
8.7.3調(diào)水方案模塊(419)
8.7.4湖泊水網(wǎng)調(diào)度模塊(425)
8.7.5調(diào)度效果影響分析模塊(428)
8.8水網(wǎng)調(diào)度評價(jià)子系統(tǒng)(431)
8.8.1模糊聚類迭代評價(jià)模型(432)
8.8.2投影尋蹤評價(jià)模型(432)
8.8.3TOPSIS模型(432)
8.9大東湖生態(tài)水網(wǎng)調(diào)度決策系統(tǒng)應(yīng)用示范(433)
8.9.1示范系統(tǒng)在大東湖生態(tài)水網(wǎng)調(diào)度決策中的應(yīng)用(434)
8.9.2項(xiàng)目取得的重大工程應(yīng)用成果(447)
參考文獻(xiàn)(447)