基于正态模糊线性回归确定河流横向扩散系数

为寻求水质污染时河流扩散参数的计算方法,以确定河流横向扩散系数的直线图解法为基础,在模糊数的基础上分析河流水团示踪试验数据,建立正态模糊线性回归模型,通过模糊集的隶属函数计算不同置信水平下河流横向扩散系数和河流平均流速等河流水质参数的取值区间。实际算例验证结果表明,应用正态模糊线性回归模型确定的河流水质参数值与真值非常接近,说明该方法是可行的,并且是可靠、合理的。该方法能够反映河流系统自身的不确定性以及实际中存在的各种不确定因素对其的影响。     

利用单纯形-混沌优化算法确定河流水质模型参数

针对混沌优化算法收敛速度较慢的缺点,将单纯形算法和混沌优化算法结合,构造单纯形-混沌优化算法,并将该方法应用于分析一维河流水团示踪试验数据,求解河流水质模型参数的函数优化问题。结果表明,该算法可以有效确定河流水质模型参数,较单纯形法具有更好的收敛性、较混沌优化算法具有更快的收敛速度。     

确定河流水质参数的抛物方程近似拟和法

提出了一种新的分析瞬时投放示踪剂条件下的一维河流水团示踪试验数据,进而确定河流水质参数的方法.该方法利用抛物方程拟和t1/2c t曲线的峰部区域,推导出利用曲线上3点坐标值计算该抛物方程的极大值和对应时间的公式,利用该时间公式建立计算河流断面平均流速的公式.在此基础上,对浓度时间数据进行转换,推导出计算河流纵向弥散系数和综合排放参数的计算公式.理论推导和算例表明,抛物方程近似拟和法具有对试验数据组数的要求不高、计算过程比较简单和同时能够计算3个水质参数等优点.     

河流水团示踪试验数据分析的双站直线解析法

本文提出了一种分析瞬时投放示踪剂条件下的一维河流水团示踪试验数据的新方法.该方法利用2个观测断面的示踪剂浓度观测数据,确定河流纵向离散系数、河流断面平均流速与释放参数等水质参数,并能够根据一级反应速率常数的计算结果判断示踪剂是否为惰性.通过实例应用表明,与利用直线图解法确定河流纵向离散系数相比较,新方法不仅能同时分析2个断面的观测数据,能够在预先不知示踪剂是否为惰性的情况下进行判断,而且具有计算结果可靠,计算过程比较简单、易于应用等特点.     

分析河流水团示踪试验数据的改进直线图解法

文中对作者原提出的分析一维河流水团示踪试验数据，确定河流纵向弥散系数Ｄ和河流平均流速的直线图解法进行了改进。与直线图解法相比较，改进方法具有：１）．在示踪剂一级反应速率常数Ｋ１为未知的情况下仍可以应用，进一步拓宽了水团示踪试验的适用范围；２）．在原始数据处理过程中，避免了计算浓度的差商值，可能会提高参数计算结果的精度等特点．     

粒子群优化算法在确定河流水质参数中的应用

将粒子群优化(PSO)算法应用于求解分析瞬时投放示踪剂情况下的一维河流水团示踪试验数据,以及确定河流水质参数的函数优化问题。分别就粒子数目和待估水质参数的初始取值范围对算法运算过程的影响进行了数值实验。结果表明:①PSO算法能够有效地应用于求解分析河流水质试验数据,确定水质参数的函数优化问题;②粒子数目的多少对迭代次数、运算时间和算法是否收敛有一定的影响,在粒子数目较大的情况下,可以保证运算过程收敛;③待估参数初始猜测值的选取范围对迭代次数也有一定的影响,选取范围越大,需要的迭代次数越多。最后,指出了需要进一步研究的问题。     

分析河流水团示踪试验数据的改进直线图解法

文中对作者原提出的分析一维河流不团示踪试验数据，确定河流纵向弥散系数Ｄ和河流平均流速煌直线图解法进行了改进。与直线图法相比较，改进方法具有：（１），在示踪剂一级反应速率常数Ｋ１为未知的情况下仍可以应用，进一步拓宽了水团示踪试验的适应范围；（２）在原始数据处理过程中，避免了计算计算浓度的差商值，可能会提高参数计算结果的精度等特点。     

几种计算河流纵向弥散系数方法的比较

以水团示踪试验为例,介绍和比较了直线图解法、相关系数极值法和最优化计算法等不同的河流纵向弥散系数计算方法,指出:直线图解法在一定程度上克服了单站法和双站法的不足,但在分析河流水团示踪试验数据时,需用差分计算代替c-t曲线导数的计算,在这个过程中会产生一定的误差;相关系数极值法计算过程比较复杂,但与其他方法相比,可以避免图算过程,能够消除人为因素对计算结果精度的影响,而且还能够计算河流横断面面积;最优化计算方法多用于分析各种单站的实际观测资料.     

利用单纯形-粒子群算法识别二维河流水质参数

将单纯形-粒子群混合算法应用于分析二维河流横向扩散情况下的水团示踪试验数据,估计河流的横向扩散系数、断面平均流速和污水排放位置。数值试验结果表明:(1)加速因子c_1,c_2和参数初值取值范围综合影响粒子的搜索能力,当加速因子c_1=c_2=1.72时,有利于保持粒子的搜索能力;(2)在同样的条件下,混合算法的时间性能指标值小于单一的粒子群优化算法;(3)参数初值的取值范围对混合算法收敛性几乎没有影响;(4)混合算法可以有效地应用于河流水质数学模型参数识别问题。混合算法能改善粒子群算法在迭代后期出现的收敛速度慢、早熟的不足,是分析河流水质模型参数的一种有效方法。     

混合单元系统水质模型及其在闽江流域的应用

河流水质模型是模拟和预测河流水质状况的科学依据。对于中型河流，我国过去一直沿用一维移流弥散迁移方程。由于河流地理条件和水流特征的复杂性，此模型模拟计算的结果与实测值差异较大。本文选择闽江水系某河段做染色剂示踪试验，通过水流结构的深入分析，应用物质传输的基本原理和严密的数学推理方法，建立起河流混合单元系统水质模型并确定模型参数。此模型在不同地理条件和水流特征情况下能更准确地反映河流水质的实际状况，计算方法简单，可在国内外中小河流和河网地区推广应用     

平原感潮河网水质模型研究

针对平原感潮河网水质状况的待点，利用一维对流扩散方程、水质过程方程建立了河网水质模型；利用GIS对1999年全市点源和面源污染负荷进行合理的分配和计算；进行主要水质参数的灵敏度分析；利用1999年6月～9月的实测水质资料进行了率定，结果表明计算值同实测值吻合较好。     

入太湖河道水质达标研究——以无锡新区伯渎港为例

利用河网区非稳态水量、水质数学模型及水文、水质、污染源同步观测资料,推求了河道糙率及水质降解系数。通过建立的河网模型计算了不同水质、水量及污染源条件下伯渎港河COD、氨氮水质浓度,对伯渎港河的水质达标性进行了研究,提出了使水质达标的工程措施。研究表明,边界水质条件对伯渎港水质达标影响很大,要根治水环境,必须从源头抓起,进行截污。     

基于无人机高光谱成像技术的河湖水质参数反演

以云南星云湖和深圳茅洲河为例,利用无人机高光谱成像仪获取研究区高光谱影像的同时对地面水质参数进行采样,构建水质参数的最佳双波段监测模型。结果表明：叶绿素a的模型精度最高（R2=0.99,RPD=7.55）,其次是悬浮物（R2=0.95,RPD=4.86）,总氮（R2=0.88,RPD=2.04）和总磷（R2=0.86,RPD=1.93）,最低是浊度（R2=0.60,RPD=1.65）。无人机高光谱成像技术为城市河流、湖泊的水质监测提供了全新的数据来源和技术手段,同时也为湖泊、河流的水环境保护及治理提供了依据。     

Simulation of environmental change in response to operation of dams in Huaihe Basin

This paper describes the model simulation of a portion of the Huaihe Basin upstream of the river mouth at Hongze Lake,with an area of 130 520 km2.The MIKE 11 modeling system was used to assess the flows and water quality in the Huaihe,Shayinghe,Honghe,Guohe,and Pihe rivers.The hydraulic part of the model was used to study the propagation of flows in the Huaihe River,which was calibrated with data from 2002-2003 and verified with data from 2004-2005.In general,there was agreement between measured and simulated discharges at all the hydrological stations.Except for some places close to large gates,there was reasonable agreement between measured and simulated water levels in the simulated rivers.The MIKE 11 WQ (water quality)model was used to study general sanitary parameters describing the river water quality in areas influenced by human activities.The water quality model simulated dissolved oxygen (DO),chemical oxygen demand (COD) and ammonia nitrogen (NH3-N).The difference between the simulated and observed concentrations was within the range that could be expected from water quality modeling,taking into account uncertainties such as pollution loads,and monitoring and sampling frequency.This model setup was also suitable for the subsequent scenario modeling of periods of water project operation.In the simulation of the Pihe River,increasing the discharge at Hengpaitou Dam was shown to cause a significant improvement in water quality downstream of Lu'an City.In the Shayinghe and Huaihe rivers,the effect was less visible.This suggests that the poor water quality in the Huaihe Basin is mainly caused by extensive discharge of domestic and industrial wastewater.     

基于PLSR的珠江口城市河流水质高光谱反演

为研究珠江口城市河流水体高光谱特征与城市河流水质指数(CWQI)的关系,对中山市典型河流开展了高光谱监测和同步水质分析,基于偏最小二乘回归(PLSR)建立了高光谱数据与CWQI的反演模型,并研究了反演模型的最佳光谱分辨率和最优主成分数。结果表明：基于化学需氧量、总磷、氨氮和溶解氧4项水质指标质量浓度值计算得到的CWQI值可较好地反映研究区河流水质状况;水体不同波段的光谱反射率与CWQI存在一定的相关性,可用于区分不同CWQI的水体;光谱分辨率为50nm、提取主成分数为8时的反演模型效果最优,验证集均方根误差和平均相对误差分别为0-768和18-1%。将该反演模型与无人机高光谱监测数据结合,可较好地反映河流水质的空间差异。     

黄河河口平原多闸坝河道水流数学模型

针对黄河下游河口平原区河流的特点,在充分考虑多闸坝及潮汐作用的影响下,采用MIKE11软件构建多闸坝河道水动力模型,同时利用实测资料进行参数率定及模型检验。结果表明:广利河河网下游水位变化趋势受上游来水流量的变化趋势影响较大,水流状况受人工调控明显;大部分典型断面的模拟结果较好,所确定的参数基本可以反映河道及流域特征。模型可以为下一步进行水量水质耦合模拟及河网库群与闸坝调度方案研究提供较为准确的水动力条件。     

河流水质参数估计的蒙特卡罗方法

考虑到水环境系统的不确定性,把河流水质观测数据和水质模型参数都作为随机变量来处理。采用贝叶斯方法计算出模型参数的后验概率密度函数,通过蒙特卡罗方法对其进行采样来获得参数的估计值。最后通过对一个实际河道的水质模型参数进行了估计,取得了较好的效果,可为进一步使用水质模型预测河流浓度分布提供依据。