三峡库区支流富营养化趋势类比预测模型研究.pdf

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1、第45卷第12期人民长江Vo1．45．NO．122014年6月YangtzeRiverJune，2014文章编号：1001—4179(2014)012—0006—04三峡库区支流富营养化趋势类比预测模型研究尹真真(重庆市环境科学研究院，重庆401147)摘要：三峡库区支流众多，无法逐一进行长期水体富营养化监测，因此，以三峡库区典型支流大宁河、澎溪河的富营养化趋势研究结果为基础，建立了一套以营养盐负荷、河水流量、水力停留时间为类比因子的水体富营养化趋势类比预测模型，以便简单快速地预测三峡库区其他河流的富营养化情况。类比分析结果显示，预测结

2、果与三峡库区富营养化现场监测结果基本符合，3"-三峡水库蓄水位为145m和155m时，库区常年回水区内的部分支流会出现不同程度的富营养化现象，'3-三峡水库蓄水位为175m时，由于正值冬季，气温光照务件欠缺，富营养化程度较轻。此套富营养化趋势类比预测模型，对于宏观了解区域内河流的富营养化整体情况简单有效，可供三峡库区的富营养化研究工作参考。关键词：富营养化；类比预测模型；模型验证；三峡库区中图法分类号：X51文献标志码：A富营养化是当今世界面临的主要水污染问题之河的历史监测数据预测藻类的生物量变化，国内张一玉超等利用SVM(Suppor

3、tVectorMachine)方法构建了。它是因营养盐过量进入水体而引起的一种复杂的水生生态效应，其形成不仅与营养盐的含量有关，还与太湖叶绿素a的反演模型，Chau将PSO方法(Parti—营养盐的形态、水流特征、自然气候条件、水生生态系cleSwarmOptimization)用于训练感知器模型，并对香统和水体污染特征等有关。因此，准确预测水体富营港Tolo海港的赤潮进行了实时动态预测。但是，无养化的发生十分困难，目前水体富营养化预测以建立论是生态建模还是智能方法建模都需要有大量详实的水质模型为主，主要有两大类模型：基于机理的生态建监

4、测数据来支撑模型的参数率定，都需建立在对某个模和基于智能方法的建模。基于机理的生态建模水域长期深入的研究基础之上。三峡水库从2003年包含了许多生态变量和待定参数，通过描述水华发生135m水位试验性蓄水以来，部分支流回水区间歇出的机理过程进行预测，早期有加拿大湖泊专家Vollen．现了“水华”现象，库区富营养化监测自此正式启动。weider提出的TP平衡模型，这是典型的单一营养物质但至今积累实测资料较少，加之库区支流众多，不可能负荷模型；近年来胡维平等建立了模拟凤眼莲对太湖逐一进行长期的富营养化实地监测，因此要对每条河生物一物理工程实验

5、区水质影响的水质一生态模流都建立生态或者智能模型，进行富营养化预测显然型，李一平等通过模拟水动力条件下太湖底泥的启不现实。本文以典型支流大宁河、澎溪河的生态动力动规律，得到的太湖底泥在3种不同启动标准下的启学模型预测结果为基础，研究建立了一套类比预测模动流速模型等等。基于智能方法的建模具有独特型，用于对三峡库区其他支流的富营养化趋势进行快的信息处理和解算能力，适用于机理不明确的高维非速预测。相较生态动力学模型和智能模型来说，类比线性系统，国外Maier等将BP(BackPropagation)神经预测模型参数较少并且相对易于获取，适用于

6、一定区网络应用于河流的藻生态建模，利用澳大利亚Murray域内气候条件相似的其他河流。收稿日期：2014—03—12基金项目：国家科技部重点科技项目“三峡库区次级河流回水段富营养化发生条件与预防措施研究”(2004BA604A01—03)作者简介：尹真真，女，工程师，主要从事水环境保护工作。E—mail：9241128@qq．COB第12期尹真真：三峡库区支流富营养化趋势类比预测模型研究7Q。为典型河流的流量，mIs；k为水力停留时间类比1模型原理因子，k，=T／To，Ti为类比预测河流的水力停留时间，类比预测的原理在于当条件相似时，相

7、同事物所d，为典型河流的水力停留时间，d。对应的类比因子会相应成比例。因此，技术关键在于式(1)为利用典型河流研究成果建立的富营养化对典型事物的精确测量和研究，选定类比因子，建立类趋势类比分析预测模型。模型中参数k、k、k可以用比预测模型。类比预测河流和典型河流已有资料进行计算，3个类富营养化研究成果指出，对于不同的水体，由于区比因子k。、k：、k，的系数、卢、为常数，其乘积仍为一域地理特点、自然气候条件、水生生态系统结构和水污个常数，可用校正系数A来表示，i代表总磷、总氮等染特性等存在诸多差异，会出现不同的富营养化表现水质指标和叶绿素

8、a指标，则式(1)为如下症状。但富营养化发生所需的最必要的外力条件基本C=Ak1

9、j}k3C0l(2)上是一样的，即相对比较充足的总磷、总氮等营养盐，(3)适宜的温度和光照条件，缓慢的水流流态。对于上述发生