湖泊水環(huán)境多維演化過程模擬與優(yōu)化調控研究

第1章緒論(1)
1.1湖泊水環(huán)境現狀(1)
1.1.1湖泊治理與生態(tài)修復(2)
1.1.2湖泊水動力過程與水環(huán)境模擬(3)
1.1.3湖泊水網水質水量聯(lián)合優(yōu)化調控(3)
1.2武漢大東湖水系概況(4)
1.3主要內容(10)
參考文獻(13)
第2章湖泊水網復雜背景場特征分析(18)
2.1大東湖水網氣象水文環(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狀概述(22)
2.1.4大東湖生態(tài)水網工程簡介(24)
2.2大東湖生境現狀調查研究(24)
2.2.1調查區(qū)域與研究方法(24)
2.2.2大東湖水網生態(tài)系統(tǒng)現狀(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)境現狀調查研究(41)
2.3.1實驗方法(41)
2.3.2實驗地點及設備(42)
2.4水環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)設計(45)
2.4.1系統(tǒng)整體設計(46)
2.4.2系統(tǒng)硬件電路設計(50)
2.4.3系統(tǒng)軟件設計(61)
參考文獻(65)
第3章湖泊流域分布式水文建模及預報(67)
3.1具有物理機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報模型(68)
3.1.2具有物理機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自適應高效智能優(yōu)化方法(86)
3.2.1水文預報模型優(yōu)化率定的數學描述與表達(86)
3.2.2流域分布式水文模型多目標高效智能優(yōu)化率定方法(89)
3.2.3基于多目標優(yōu)化框架的水文預報模型優(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(113)
第4章湖泊水系分布式流場數值計算(115)
4.1二維淺水動力學理論基礎(115)
4.1.1三維NavierStokes方程(116)
4.1.2二維淺水方程(117)
4.2網格自適應加密與稀疏技術(121)
4.2.1網格密集化(122)
4.2.2網格稀疏化(122)
4.2.3網格自適應準則(122)
4.3湖泊水流數值計算模型及驗證(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高階時間格式(125)
4.3.4摩阻項處理(126)
4.3.5底坡源項處理(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大東湖水網分布式流場模擬(141)
4.5.1風驅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(148)
第5章湖泊水質變化時空模式分析及預測(150)
5.1湖泊水環(huán)境容量計算(150)
5.1.1水環(huán)境容量計算模型(150)
5.1.2水環(huán)境容量模型參數確定(153)
5.1.3東湖水環(huán)境容量計算(154)
5.2湖泊水流水質的高精度數學耦合模型及驗證(157)
5.2.1二維水流水質控制方程及有限體積離散(158)
5.2.2高階格式與水深水位加權變量重構技術(158)
5.2.3數值通量計算(159)
5.2.4水流水質模型驗證(161)
5.3湖泊多指標水質模擬及時空分析(164)
5.3.1湖泊綜合水質及模擬(164)
5.3.2不同背景場下大東湖水系水動力水質變化特征分析(198)
參考文獻(257)
第6章湖泊水質水量多維聯(lián)合優(yōu)化調控(259)
6.1面向湖泊群水質改善的水網調度策略(259)
6.1.1大東湖水網引水調度連通方案研究(259)
6.1.2不同引水流量下水網調度效果分析(285)
6.1.3考慮湖泊間污染物遷移風險的水網調度策略設計(295)
6.1.4大東湖水網調度湖泊運行水位優(yōu)選(309)
6.2考慮綜合效益的湖泊水網水質水量聯(lián)合優(yōu)化調度方法(311)
6.2.1水質模型與水量水質模型耦合調度關鍵技術研究(312)
6.2.2面向湖泊水質改善的水質水量耦合調度(313)
6.2.3兼顧調水經濟成本的大東湖多目標水質水量調度(315)
6.3大東湖水網調度效果分析與調度效果改善措施(318)
6.3.1面向死水區(qū)水質改善的波動調水技術研究(319)
6.3.2不同引水流量分配方案對大東湖水網調度效果的影響分析(329)
參考文獻(335)
第7章湖泊生態(tài)水網調度綜合評價(336)
7.1湖泊生態(tài)水網調度多屬性決策優(yōu)選及評價理論(337)
7.1.1基于模糊層次分析法的指標權重計算(337)
7.1.2模糊折中型多目標多屬性決策方法(341)
7.1.3多屬性決策評價逼近理想解法(346)
7.1.4TOPSIS方法的多目標調度方案集評價(348)
7.2湖泊水質變化對引水調度時空響應關聯(lián)性評價(349)
7.2.1投影尋蹤指標函數研究(349)
7.2.2投影尋蹤多項式函數模型(350)
7.2.3大東湖水網調度工程應用(352)
7.3多重循環(huán)調度對水質改善的多級模糊綜合評價(353)
7.3.1加權模糊核聚類模型原理(353)
7.3.2運用WFKCA與ADE相結合的水質改善評價方法框架及流程
(356)
7.3.3多重循環(huán)調度工程應用(357)
7.4湖泊群水網連通對水環(huán)境生態(tài)影響評價(358)
7.4.1湖泊群生態(tài)系統(tǒng)健康評價指標體系研究(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大東湖水網連通工程生態(tài)系統(tǒng)健康評價(363)
參考文獻(365)
第8章湖泊水環(huán)境模擬及調控決策支持系統(tǒng)開發(fā)集成及應用(367)
8.1決策支持系統(tǒng)建模與設計方法(367)
8.1.1松耦合模型驅動的湖泊水網調度系統(tǒng)特性分析(368)
8.1.2松耦合模型驅動的湖泊水網調度決策機理研究(372)
8.1.3松耦合模型驅動的湖泊水網調度系統(tǒng)架構研究(372)
8.1.4松耦合模型驅動的湖泊水網調度決策支持系統(tǒng)的持續(xù)集成策略(374)
8.2湖泊水網調度決策支持系統(tǒng)關鍵技術(376)
8.2.1基于統(tǒng)一平臺的海量多源異構數據集成、組織與共享方法研究
(377)
8.2.2網絡分布式多模型環(huán)境下決策支持模型庫構建方法研究(380)
8.2.3基于GIS的開放式決策支持系統(tǒng)交互平臺動態(tài)生成技術研究
(384)
8.3城市湖泊三維可視化仿真(390)
8.3.1基于虛擬現實技術的城市湖泊建?；A(390)
8.3.2基于OSG的城市湖泊三維可視化仿真系統(tǒng)實現方法(394)
8.3.3城市湖泊三維可視化仿真系統(tǒng)應用實例(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)總體結構(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)總體結構(410)
8.5.2大東湖基礎數據查詢模塊(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湖泊水質水環(huán)境分析子系統(tǒng)(413)
8.6.1系統(tǒng)總體結構(413)
8.6.2納污能力計算模塊(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湖泊水質水量調度子系統(tǒng)(417)
8.7.1系統(tǒng)總體結構(418)
8.7.2工程信息管理模塊(419)
8.7.3調水方案模塊(419)
8.7.4湖泊水網調度模塊(425)
8.7.5調度效果影響分析模塊(428)
8.8水網調度評價子系統(tǒng)(431)
8.8.1模糊聚類迭代評價模型(432)
8.8.2投影尋蹤評價模型(432)
8.8.3TOPSIS模型(432)
8.9大東湖生態(tài)水網調度決策系統(tǒng)應用示范(433)
8.9.1示范系統(tǒng)在大東湖生態(tài)水網調度決策中的應用(434)
8.9.2項目取得的重大工程應用成果(447)
參考文獻(447)