浅水湖泊水动力特性与富营养化机理及调控措施研究 ——以伍姓湖为例
发布时间：2020-12-04 14:43
湖泊是人类活动频繁之地,在人类和自然活动的双重胁迫下,湖泊出现了一系列环境生态问题,其中富营养化问题尤为突出,因此湖泊富营养化研究是当前湖泊研究中最为紧迫和重要的内容。采用水环境数学模型是湖泊富营养化研究的重要手段之一。本文以山西省永济市的伍姓湖为研究对象,但关于该湖的环境生态资料十分缺乏,加上水质污染严重,多次出现水华现象,生态系统极为脆弱,对伍姓湖的水生态管理造成了极大的难度。因此从2015年5月开始对伍姓湖进行全面系统的野外实地考察与采样工作,分析伍姓湖现存的水环境问题,对伍姓湖的水动力特性及富营养化的形成机理、调控措施进行研究,并对资料缺乏地区的水华进行预警研究。主要研究内容有:在实测水文和水质资料基础上,对2015年5月～2016年4月伍姓湖水环境的时空变化规律进行了分析;针对涑水河水质监测指标繁多、伍姓湖水质监测指标较少及各指标远高于V类水的特点分别采用改进的LVQ神经网络、模糊神经网络对涑水河、伍姓湖的水质进行研究,并应用综合营养指数法对伍姓湖的富营养化状态进行分析。为科学诊断出伍姓湖现存的水环境问题奠定基础。建立非结构网格下伍姓湖二维浅水水动力模型,采用实测水位资料率定...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 湖泊水动力研究进展
1.2.2 湖泊水质模型研究进展
1.2.3 湖泊富营养化研究进展
1.2.4 湖泊富营养化控制措施研究进展
1.2.5 存在问题
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 伍姓湖水环境时空变化规律与评价研究
2.1 湖区概况
2.1.1 地理位置及水系
2.1.2 土地利用现状
2.1.3 流域社会经济概况
2.1.4 流域水文气象特征
2.2 监测点布置与样品采集
2.3 伍姓湖水质指标的时空分布
2.4 进湖河流水质评价
2.4.1 理论与方法
2.4.2 结果与讨论
2.5 伍姓湖水质评价
2.5.1 理论与方法
2.5.2 结果与讨论
2.6 伍姓湖富营养化评价
2.6.1 理论与方法
2.6.2 结果与讨论
2.7 小结
3 伍姓湖水动力特性及其影响因素研究
3.1 模型描述
3.1.1 控制方程式
3.1.2 方程求解
3.1.3 边界条件
3.1.4 参数求解
3.2 模型建立
3.2.1 模型设置
3.2.2 模型验证
3.2.3 伍姓湖水动力特性分析
3.3 伍姓湖流场影响因素分析
3.3.1 风速对流场的影响分析
3.3.2 风向对流场的影响分析
3.3.3 湖岸边界对流场的影响分析
3.3.4 入湖径流对流场的影响分析
3.3.5 引水进湖方式对流场的影响分析
3.4 小结
4 伍姓湖富营养化机理与水华预警研究
4.1 伍姓湖富营养化成因分析
4.1.1 形成的外界条件
4.1.2 污染物来源
4.1.3 营养物质与富营养化关系
4.2 伍姓湖富营养化影响因素分析
4.2.1 理论与方法
4.2.2 结果与讨论
4.3 伍姓湖水华风险预警
4.3.1 数据缺失增补理论
4.3.2 粒子群算法优化BP神经网络
4.3.3 耦合风险概率的水华风险预警等级划分
4.3.4 伍姓湖数据增补
4.3.5 伍姓湖水华风险预警模型建立及验证
4.3.6 伍姓湖水华风险预警
4.4 小结
5 伍姓湖富营养化调控措施研究
5.1 伍姓湖富营养化模型构建
5.1.1 模型描述
5.1.2 伍姓湖富营养化模板构建
5.2 模型建立
5.2.1 入湖污染负荷估算
5.2.2 初始条件和边界条件
5.3 富营养化模型的验证
5.3.1 参数敏感度分析
5.3.2 模型验证
5.4 近期控制措施研究
5.5 远期控制措施研究
5.5.1 生态调水调控措施分析
5.5.2 生态调水和面源污染调控措施分析
5.6 小结
6 结论及展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于湖泊(水库)环境演变与地球化学研究的几点建议[J]. 李世杰. 矿物岩石地球化学通报. 2016(04)
[2]基于MODIS植被指数时间谱的太湖2001年—2013年蓝藻爆发监测[J]. 李瑶,张立福,黄长平,王晋年,岑奕. 光谱学与光谱分析. 2016(05)
[3]山西运城湿地自然保护区鸟类资源调查[J]. 赵文强,郭东龙,尚强强. 山西农业科学. 2016(03)
[4]中国地表水-地下水污染协同管理控制模式初探[J]. 井柳新,孙愿平,孙宏亮,刘伟江,王东,吴悦颖. 环境污染与防治. 2016(03)
[5]基于PSO优化BP神经网络的水质预测研究[J]. 高峰,冯民权,滕素芬. 安全与环境学报. 2015(04)
[6]我国湖泊富营养化问题及其控制措施研究进展[J]. 吴瑶洁,于霞,刘定富,董艳艳. 绿色科技. 2015(06)
[7]论水生态系统五大生态要素特征[J]. 董哲仁. 水利水电技术. 2015(06)
[8]洛阳市突发水污染事件的对策探析[J]. 高晓冬. 河南水利与南水北调. 2015(09)
[9]数据缺失条件下基于MLP神经网络的水华风险预警方法研究[J]. 王丽婧,雷刚,韩梅,吴光应,李虹. 环境科学学报. 2015(06)
[10]枯水期鄱阳湖水体富营养化状态评价[J]. 毛玉婷,周晓宇,王毛兰. 南昌大学学报(理科版). 2014(06)
博士论文
[1]湖泊流场数学模型及水动力特性研究[D]. 张华杰.华中科技大学 2014
[2]浅水型富营养化水库三维水动力及水质数值模拟研究与应用[D]. 张亚.天津大学 2014
[3]典型城市黑臭河道治理后的富营养化分析与预测研究[D]. 陈玉辉.华东师范大学 2013
[4]湖泊三维水动力水质模型研究与应用[D]. 田勇.华中科技大学 2012
[5]内蒙古乌梁素海水质动态数值模拟研究[D]. 李兴.内蒙古农业大学 2009
硕士论文
[1]人工岛对海湾水环境影响的数值研究[D]. 陆敏.大连理工大学 2011
[2]城市景观湖泊水力改善技术及其数值模拟研究[D]. 叶上扬.上海交通大学 2011
[3]崇明前卫村沟渠生态修复示范工程研究[D]. 周香香.华东师范大学 2008
本文编号：2897781
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 湖泊水动力研究进展
1.2.2 湖泊水质模型研究进展
1.2.3 湖泊富营养化研究进展
1.2.4 湖泊富营养化控制措施研究进展
1.2.5 存在问题
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 伍姓湖水环境时空变化规律与评价研究
2.1 湖区概况
2.1.1 地理位置及水系
2.1.2 土地利用现状
2.1.3 流域社会经济概况
2.1.4 流域水文气象特征
2.2 监测点布置与样品采集
2.3 伍姓湖水质指标的时空分布
2.4 进湖河流水质评价
2.4.1 理论与方法
2.4.2 结果与讨论
2.5 伍姓湖水质评价
2.5.1 理论与方法
2.5.2 结果与讨论
2.6 伍姓湖富营养化评价
2.6.1 理论与方法
2.6.2 结果与讨论
2.7 小结
3 伍姓湖水动力特性及其影响因素研究
3.1 模型描述
3.1.1 控制方程式
3.1.2 方程求解
3.1.3 边界条件
3.1.4 参数求解
3.2 模型建立
3.2.1 模型设置
3.2.2 模型验证
3.2.3 伍姓湖水动力特性分析
3.3 伍姓湖流场影响因素分析
3.3.1 风速对流场的影响分析
3.3.2 风向对流场的影响分析
3.3.3 湖岸边界对流场的影响分析
3.3.4 入湖径流对流场的影响分析
3.3.5 引水进湖方式对流场的影响分析
3.4 小结
4 伍姓湖富营养化机理与水华预警研究
4.1 伍姓湖富营养化成因分析
4.1.1 形成的外界条件
4.1.2 污染物来源
4.1.3 营养物质与富营养化关系
4.2 伍姓湖富营养化影响因素分析
4.2.1 理论与方法
4.2.2 结果与讨论
4.3 伍姓湖水华风险预警
4.3.1 数据缺失增补理论
4.3.2 粒子群算法优化BP神经网络
4.3.3 耦合风险概率的水华风险预警等级划分
4.3.4 伍姓湖数据增补
4.3.5 伍姓湖水华风险预警模型建立及验证
4.3.6 伍姓湖水华风险预警
4.4 小结
5 伍姓湖富营养化调控措施研究
5.1 伍姓湖富营养化模型构建
5.1.1 模型描述
5.1.2 伍姓湖富营养化模板构建
5.2 模型建立
5.2.1 入湖污染负荷估算
5.2.2 初始条件和边界条件
5.3 富营养化模型的验证
5.3.1 参数敏感度分析
5.3.2 模型验证
5.4 近期控制措施研究
5.5 远期控制措施研究
5.5.1 生态调水调控措施分析
5.5.2 生态调水和面源污染调控措施分析
5.6 小结
6 结论及展望
6.1 结论
6.2 创新点
6.3 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]关于湖泊(水库)环境演变与地球化学研究的几点建议[J]. 李世杰. 矿物岩石地球化学通报. 2016(04)
[2]基于MODIS植被指数时间谱的太湖2001年—2013年蓝藻爆发监测[J]. 李瑶,张立福,黄长平,王晋年,岑奕. 光谱学与光谱分析. 2016(05)
[3]山西运城湿地自然保护区鸟类资源调查[J]. 赵文强,郭东龙,尚强强. 山西农业科学. 2016(03)
[4]中国地表水-地下水污染协同管理控制模式初探[J]. 井柳新,孙愿平,孙宏亮,刘伟江,王东,吴悦颖. 环境污染与防治. 2016(03)
[5]基于PSO优化BP神经网络的水质预测研究[J]. 高峰,冯民权,滕素芬. 安全与环境学报. 2015(04)
[6]我国湖泊富营养化问题及其控制措施研究进展[J]. 吴瑶洁,于霞,刘定富,董艳艳. 绿色科技. 2015(06)
[7]论水生态系统五大生态要素特征[J]. 董哲仁. 水利水电技术. 2015(06)
[8]洛阳市突发水污染事件的对策探析[J]. 高晓冬. 河南水利与南水北调. 2015(09)
[9]数据缺失条件下基于MLP神经网络的水华风险预警方法研究[J]. 王丽婧,雷刚,韩梅,吴光应,李虹. 环境科学学报. 2015(06)
[10]枯水期鄱阳湖水体富营养化状态评价[J]. 毛玉婷,周晓宇,王毛兰. 南昌大学学报(理科版). 2014(06)
博士论文
[1]湖泊流场数学模型及水动力特性研究[D]. 张华杰.华中科技大学 2014
[2]浅水型富营养化水库三维水动力及水质数值模拟研究与应用[D]. 张亚.天津大学 2014
[3]典型城市黑臭河道治理后的富营养化分析与预测研究[D]. 陈玉辉.华东师范大学 2013
[4]湖泊三维水动力水质模型研究与应用[D]. 田勇.华中科技大学 2012
[5]内蒙古乌梁素海水质动态数值模拟研究[D]. 李兴.内蒙古农业大学 2009
硕士论文
[1]人工岛对海湾水环境影响的数值研究[D]. 陆敏.大连理工大学 2011
[2]城市景观湖泊水力改善技术及其数值模拟研究[D]. 叶上扬.上海交通大学 2011
[3]崇明前卫村沟渠生态修复示范工程研究[D]. 周香香.华东师范大学 2008
本文编号：2897781
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/2897781.html
