三江平原水安全系统预警及调控研究

发布时间：2017-07-31 11:41

  本文关键词：三江平原水安全系统预警及调控研究

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【摘要】：伴随着工业经济的快速发展,城市化的进程不断加快,水资源日益短缺,水污染日趋严重,水危机等水安全问题成为亟待解决的问题。如何有效的预防水安全问题,建立准确、有效的水安全预警是水安全系统良性运转的关键。三江平原是黑龙江省粮食产量的核心地带,也是我国重要的商品粮生产基地,近年来三江平原的湿地面积不断下降,水质不断恶化,水资源总量下降,制约了当地的经济发展、生态系统的平衡。因此,三江平原水安全系统预警研究,是解决区域水资源、社会、经济、生态各子系统之间的相互协调可持续发展问题的需要。本文在水安全系统综合评价的基础上,将评价结果水安全指数这一综合性指标作为警情指标,基于区域水安全系统现状,利用时差相关分析法初步选择34个水安全系统预警指标,运用二次筛选法对指标的有效性进行检验,得出23个有效预警指标,结合水安全系统的复杂适应性机理构建区域水安全系统预警指标体系,以熵权法确定指标权重,用综合模拟法确定指标临界值,最终设计了水安全预警系统。该系统可以给出区域水安全系统的预警指数及变化趋势,对系统的逆化演替、退化、恶化等现象做出识别、分析和诊断,从而达到预警目的。研究成果可以为进一步研究区域水安全系统管理及调控提供相应的理论依据和研究模式。具体研究成果如下:(1)定性说明水安全复杂适应系统的机制及特性,通过计算最大李雅普诺夫指数给出水安全系统混沌特性的必要条件并阐述产生混沌现象的原因,同时印证水安全复杂适应系统的发展特性。(2)评估区域水安全系统警情的现状,预测未来水安全状态的变化趋势。(3)以水安全系统的动态调控原理为出发点,利用系统机制与特性之间的协调关系,对目前区域整体现状进行调控方案的选择建议。
【关键词】：水安全 预警 CAS 预警指标体系 调控
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52;TV213.4
【目录】：

• 摘要8-9
• 英文摘要9-11
• 1 引言11-17
• 1.1 究背景和意义11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 内外研究动态12-14
• 1.2.1 水安全研究发展现状12-13
• 1.2.2 水安全系统研究发展现状13
• 1.2.3 水安全预警研究动态13-14
• 1.3 研究内容与技术路线14-17
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 技术路线15-17
• 2 研究区域现状分析17-21
• 2.1 水资源系统现状18
• 2.2 生态系统现状18-19
• 2.3 经济社会系统现状19-20
• 2.4 研究区域现状问题分析20-21
• 3 水安全系统复杂适应机理及其混沌特征21-29
• 3.1 水安全系统复杂适应理论21-24
• 3.1.1 复杂适应系统基本思想21-22
• 3.1.2 水安全复杂适应系统的基本特性和机制22-23
• 3.1.3 水安全复杂适应系统23-24
• 3.2 时间序列的混沌特征判别24-29
• 3.2.1 时间序列平均周期25
• 3.2.2 重构相空间25-27
• 3.3.3 李雅普诺夫指数27
• 3.2.4 最大lyapunov指数与运动状态预测时间27-28
• 3.2.5 水安全复杂适应系统混沌特征产生的原因28-29
• 4 区域水安全预警系统构建29-40
• 4.1 区域水安全系统预警的相关概念29-30
• 4.1.1 区域29-30
• 4.1.2 区域水安全系统的预警原理30
• 4.2 水安全系统预警框架30-32
• 4.3 预警指标体系的构建32-40
• 4.3.1 预警指标体系的概念及功能32
• 4.3.2 指标分类32-33
• 4.3.3 三江平原水安全预警指标选取原则33
• 4.3.4 一般预警指标的建立33-35
• 4.3.5 预警指标的筛选35-38
• 4.3.6 预警指标体系38-40
• 5 水安全系统预警分析40-56
• 5.1 警度和警限的划分40-43
• 5.1.1 水安全状态描述40-41
• 5.1.2 警情指标警限的确定41
• 5.1.3 警兆指标警限的确定41-43
• 5.2 预警指标的有效性检验43-45
• 5.3 三江平原水安全系统的监测预警45-50
• 5.3.1 预警信号灯设计45-46
• 5.3.2 基于综合模拟法的区域水安全系统监测预警46-50
• 5.4 趋势预警50-56
• 5.4.1 指标值的预测50-52
• 5.4.2 单指标趋势预测52-55
• 5.4.3 多指标综合预测55-56
• 6 水安全系统调控56-59
• 6.1 调控原理56-57
• 6.2 调控方案57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-65
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文65

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本文编号：599008