基于传递闭包的湖泊水华暴发影响要素的结构分析方法-论文.pdf

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1、第31卷第6期水电能源科学Vo1．31No．62013年6月WaterResourcesandPowerJun．2013文章编号：1000—7709(2013)060072—03基于传递闭包的湖泊水华暴发影响要素的结构分析方法殷剑宏，金菊良，吴开亚。”，潘争伟(1．合肥工业大学计算机与信息学院，安徽合肥230009；2．合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230009；3．合肥工业大学水资源与环境系统工程研究所，安徽合肥230009；4．复旦大学公共管理与公共政策创新基地，上海200433；5．安徽新华学院土木与环境工程学院，安徽合肥230088)摘要：为将湖泊水华暴发

2、各要素问的复杂关系解析成系统的多级递阶的结构形式，系统分析了水华暴发原因，采用传递闭包方法导出湖泊水华暴发要素整体关联的层次结构图，直观简便地反映了水华暴发过程，提供了一个比系统解释结构模型(ISM)更简便明晰的系统结构分析方法，为水华预防及治理提供了理论依据。关键词：传递闭包；湖泊水华暴发；影响要素分析；关系图；结构分析中图分类号：TV882．9文献标志码：AA湖泊水华暴发将严重污染湖泊水环境资S湖水滞留时间长；S自净能力差；S水体垂直混一s＆SSs源u]，并危及湖泊流域水安全¨2]。特别是对藻类合程度增大；S。湖潮；S。水位低；S营养盐增多；密度较高、水质仍处“藻型生境

3、条件”状况、呈富营S。底泥再悬浮；S。人湖污染物增多；S竞争藻类养化趋势明显的湖泊，若采取现场打捞这种单个减少；S，s增殖速度快；S现存量增加；S、聚集。的、短期的、片面的措施效果较差，短期内难以消根据各要素间的关联性，经专家咨询得到邻接矩除水华大规模暴发的条件，为此有必要从系统角阵A：度探讨水华暴发的内在原因，建立有效的监测预警系统，以便采取有力措施遏制水华暴发并改善SlSas4S56sRSS¨Sl_Sl2SllS1【Sl。Sl6S1-01000000000000O00]湖泊水环境现状。为此，本文采用传递闭包方法，000O000OOOO0001()()l将基于传递闭包系统

4、影响因素结构分析方法应用j0000000000()000100I于分析湖泊水华暴发原因整体结构中，提供了比l00000000l00000001l系统解释结构模型(ISM)I们更简便的分析方法，0000000110010000()l为水华预防及治理提供了依据。00000010000000000l00000000001000000f1基于传递闭包的湖泊水华暴发要000000000010000()0jl00000000000000001l素结构分析方法的建立00000100000000000l00000000000000100l步骤1建立邻接矩阵A㈣。邻接矩阵表达10000000

5、00010000011了系统要素S与S，之间的结构关系。对邻接矩0000000000100000000000000001000000阵A中的元素a，可定义为：00000000000000010Jl00000000000000000A=n。=彳茎：主鬟关联l00000000000000000经分析，湖泊水华暴发因素集归纳为：S气步骤2求解传递闭包矩阵M。对”个要素温上升；S水温上升；S。光照强；S小风；S大风；S，5。，⋯，s系统G上的关系R，若其邻接矩阵A收稿Et期：2013一O2—12。修回日期：2013—04—07基金项目：水利部公益性行业科研专项经费基金资助项目(20

6、1301003)；国家水体污染控制与治理科技重大专项基金资助项目(2009ZX07106—001)；国家自然科学基金资助项目(71173047，51079037)作者简介：殷剑宏(1967一)，女，副教授，研究方向为图论及其应用，E—mail：yinjh551@163．corn通讯作者：金菊良(1966一)，男，教授、博导，研究方向为水资源系统工程，E—mail：JINJL66@126．corn第31卷第6期殷剑宏等：基于传递闭包的湖泊水华暴发影响要素的结构分析方法·73·的i行J列元素为1，则表明从S经一长度为1的S1s2s354SS6s7s8SS】oS11S12$13S

7、l4S15S16Sl7S101000000000000000通路可达Sj；若A的i行列元素为1，则表明从00000000000000100S经一长度为是的通路可达S，。而对应的传递闭S00000000000000100包矩阵M则描述了系统G中诸要素间经长度不5400000000100000000大于的通路的可达情况(点数为的有向图，最S00000001100100000长的通路不超过一1)，亦即若M的i行J列元00000010000000000S700000000001000000素为1，则表明从S经一长度不大于n