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国家自然科学基金(41222002): 作品数：18 被引量：188H指数：9; 相关作者：郭怀成刘永高伟梁中耀颜小品更多>>; 相关机构：北京大学云南大学华中农业大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家科技重大专项国家重点基础研究发展计划更多>>; 相关领域：环境科学与工程水利工程天文地球更多>>

流域水生态承载力演变与驱动力评估--以滇池流域为例被引量：7: 2018年; 水环境污染与生态用水短缺是制约流域环境与经济社会可持续发展的关键因子,评估基于水量、水质和水生态约束的水生态承载力变化对支撑环境管理决策具有重要意义。以滇池流域为研究对象,构建了流域水生态承载力评价模型和驱动力模型,对流域1999年到2014年水生态承载力变化进行了评估,并识别了主要驱动力及其贡献。结果表明,滇池流域的水生态承载力以2009年为界发生突变,前期呈现稳定状态,主要原因是经济社会发展的促进效应与水污染的阻滞效应大致相当;随后呈现快速上升趋势,经济社会的持续增长与水环境改善是导致上升的主要原因。人口因子是水生态承载力的负向驱动力,经济增长因子为水生态承载力的正向驱动因子。控制流域的人口增长,提高经济增长水平对流域水生态承载力提升具有重要意义。; 高伟翟学顺刘永; 关键词：水生态承载力环境容量生态需水滇池驱动力

鄱阳湖流域人为氮磷输入演变及湖泊水环境响应被引量：39: 2016年; 人类活动导致的氮磷营养盐富集是我国湖泊富营养化问题形成的重要驱动力.鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,随着流域经济社会的迅速发展,湖体营养盐水平上升,降低了鄱阳湖及长江中下游地区的水环境质量.然而,人类对鄱阳湖流域氮磷输入的影响程度尚不明确,湖体氮磷浓度与流域人为氮磷输入的关系也缺乏定量研究.因此,本研究基于人为净氮输入模型(NANI)、人为净磷输入模型(NAPI)和多元统计回归模型,评估了鄱阳湖流域1949—2013年人类活动导致的氮磷输入量,构建了人为氮磷输入与湖泊氮磷浓度的响应模型.结果表明,研究期内鄱阳湖流域的人为净氮输入和人为净磷输入分别增长6倍和15倍,化肥施用是20世纪80年代以来的主要增长因子;鄱阳湖氮磷浓度与流域人为氮磷输入显著相关,根据多元回归模型的可决系数,NANI可解释88%的湖体TN浓度变化,NAPI和湖泊平均水位可解释64%的TP浓度变化.提高氮磷的循环利用率同时维持湖泊生态水位对于降低鄱阳湖富营养化水平具有重要意义.; 高伟高波严长安刘永; 关键词：营养盐非点源鄱阳湖

缺水地区人类活动净氮输入与河流响应特征--以海河流域为例被引量：12: 2016年; 人类活动净氮输入(NANI)是影响河流氮输出的重要因素,研究两者的响应关系对制定氮污染的削减策略具有重要意义.基于NANI核算模型,评估了海河流域人为氮输入强度,并采用实测数据估算了同期的河流氮输出,最终得到干旱缺水区河流氮输出对NANI的响应特征.结果表明,海河流域2008—2012年均NANI输入强度为13258 kg·km^(-2)·a^1,化肥施用、食品与饲料输入、大气沉降和农作物固氮分别占76%、17%、5%和2%;在空间分布上,黑龙港运东子流域的NANI负荷最高,达到24238 kg·km^(-2)·a^(-1),最小的是永定河子流域,为5320 kg·km^(-2)·a^(-1);海河流域主要河流的氮通量与子流域NANI输入呈现显著正相关关系(p<0.05),NANI变化可解释67%的河流氮通量变化.然而,仅2%的NANI由河流输出,这一比例低于其他地区研究成果,表明缺水地区河流作为氮输出的功能被削弱,河流不是流域氮输出的主要途径.; 陈岩高伟王东刘永吴悦颖郭怀成; 关键词：物料平衡非点源干旱区海河流域

抚仙湖流域负荷削减的水质风险分析被引量：9: 2013年; 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.; 邹锐张晓玲刘永赵磊朱翔颜小品阳平坚; 关键词：人工神经网络负荷削减

目标函数权重对PEST-HSPF水文率定的影响研究被引量：5: 2017年; 参数率定是水文模型构建与应用的重要基础。在多目标水文校准中,不同目标函数的权重设置直接影响校准的结果,如何确定不同目标函数的权重是水文校准的关键问题。选择典型半分布式水文模型HSPF(Hydrological Simulation Program-Fortran),基于PEST多目标校准模型,以牛栏江上游流域为研究对象,研究目标函数权重对HSPF水文模拟拟合优度的影响,为HSPF模型参数自动率定提供指导与借鉴。结果表明:(1)当PEST-HSPF水文校准的单目标函数权重(日流量、月流量、超流天数)上升时,模型的纳什系数和相对偏差呈现非线性变化特征,不规则波动幅度较大;(2)3个目标函数的权重在1~10量级内模型能够获得较高的预测能力和较低的误差,模型的纳什系数平均可达到0.8以上,相对偏差在10%以内;(3)超流量天数权重设置对模型的预测能力变化影响较大,日流量天数权重对相对偏差的波动影响较大,当超流天数的相对权重在1~1 000范围内变化时,模型纳什系数在0.02~0.86之间波动剧烈,当日流量相对权重值超过30时,相对偏差变化明显。; 李金城常学秀高伟; 关键词：水文模型 HSPF PEST 自动校准

滇池东南岸农业和富磷区入湖河流地表径流及污染特征被引量：12: 2014年; 应用聚类分析与因子分析方法,通过8次常规监测,对滇池东南岸10条以农业面源和受磷矿开采区影响的入湖河流的地表径流及其水质污染特征进行了分析,并探讨了其空间差异性。在南岸选取降雨过程相同的3条河流,开展暴雨径流监测,探讨污染物在降雨过程中的流失特征。结果表明,新宝象河的平均流量为2.6 m3/s,占总入湖流量的26.5%;总氮、总磷、化学需氧量、悬浮物是滇池的主要污染指标,许多河流均已严重超标。河流水质在空间上可分为3类,具有明显的空间差异性。总氮、总磷、溶解磷、硝态氮对水质污染的贡献率达到了53.636%,氮、磷含量是河流水质污染的主要贡献因子。降雨条件下化学需氧量、悬浮物浓度增长迅速,流量、悬浮物与大多数水质指标均有相关性,磷矿开采对河流水质的影响在降雨条件下更加明显,其悬浮物浓度在降雨条件下比只受农业面源影响的河流最高高出1.9倍。; 李发荣邱学礼周璟刘永刘淑春郭怀成; 关键词：农业非点源污染地表径流空间分异滇池

中国大陆市域人类活动净氮输入量(NANI)评估被引量：31: 2014年; 基于NANI模型,采用中国大陆358个地区级市行政单元的统计数据和本土参数,核算中国大陆市域尺度的人类活动净氮输入量(NANI)。结果表明:2010年中国大陆地区NANI总量达到45.15 Tg,折合单位面积输入强度为4716 kg/km2,是全球平均水平的3倍;在氮源结构上,氮肥施用是最大的输入源,占输入总量的65.0%,其他依次为食品/饲料净输入(21.4%)、大气沉降(7.3%)和作物固氮(6.5%);在空间分布上,市域单元的NANI分布呈现明显区域化特征,耕地或人口集中的地区NANI强度偏高;与省域尺度数据对比发现,市域数据在识别重点控制区域上具有明显优势,市域尺度数据能够以更小的区域控制面积实现更大的氮源输入控制量。; 高伟郭怀成后希康; 关键词：氮营养物氮循环

滇池水质时间序列变化趋势识别及特征分析被引量：22: 2014年; 应用STL(Seasonal-Trend Decomposition using LOESS)方法对1998—2010年滇池外海8个监测站点、10个水质指标的时间序列数据进行递归迭代,分解出低频率的趋势项、高频率的周期项及随机残差项.在此基础上计算稳态变化指数(RSI),对水质趋势的时、空变化特征进行识别和判定.结果表明,在分析的13年间,滇池外海8个监测站点各指标变化趋势总体一致;BOD5总体呈下降趋势,高锰酸盐指数(COD Mn)总体趋势显著上升,说明有机物可生化性下降;富营养化状态加剧,总氮(TN)总体趋势上升,并逐渐成为藻类的限制性营养盐,总磷(TP)浓度为劣V类,氨氮在氮元素形态中的主导地位正逐渐降低.研究结果表明,"十二五"期间滇池应重点控制氮磷、兼顾有机物污染.; 梁中耀刘永盛虎杨永辉郭怀成赵磊贺彬; 关键词：时间序列水质滇池

云南高原湖泊群的统计学聚类识别及水质响应模式研究被引量：1: 2017年; 为探究湖泊群水质变量的响应模式,构建适用于监测数据匮乏的湖泊群聚类和响应模式识别方法体系(PCA-BN),包括4个步骤:数据预处理、PCA降维与湖泊聚类、贝叶斯网络构建及参数学习、湖泊响应关系模拟。以云南高原湖泊群为例开展研究,结果表明:所研究的26个湖泊可分为两类;由于第一类湖泊受到的人为干扰更严重,因而叶绿素a对总氮和总磷的响应比第二类湖泊更敏感;第一类湖泊表层水温高,溶解氧趋近饱和,随叶绿素a变化不显著,第二类湖泊溶解氧随叶绿素a升高而显著升高;两类湖泊的透明度与叶绿素a的关系一致。; 蒋青松梁中耀赵磊李玉照吴思枫刘永; 关键词：湖泊群水质聚类主成分分析贝叶斯网络

基于“评价-模拟-优化”的流域环境经济决策模型研究被引量：5: 2014年; 流域管理是一个具有经济、社会与水环境等多维发展目标的复杂系统,不同目标之间存在复杂的非线性响应关系,如何模拟、协调、优化各种目标,是长期制约流域环境经济优化决策的关键技术瓶颈之一.当前在构建流域模型时往往缺乏全局性和系统性的考虑,采用线性单向建模思路,忽略了流域环境经济问题的复杂性、综合性和整体性,难以实现最优决策.针对这一不足,结合现有流域模型的建模经验与流域量化管理的需求,从系统优化发展的角度出发,基于环境经济协调度模型、系统动力学模拟模型和Powell优化模型提出了流域环境经济优化决策模型(简称ASO模型).该模型弥补了现有流域模型仅能在概念上描述因果反馈关系的不足,在数值模型上实现流域经济-社会-水环境各子系统中反馈回路的闭合,提供了一种对流域系统复杂反馈关系的模拟方法.最后,基于该模型对抚仙湖流域进行了案例研究.; 高伟陈岩郭怀成; 关键词：流域环境模型系统动力学协调发展

国家自然科学基金(41222002)

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