智能流域管理研究

前言第1章 緒論 1．1 流域管理的科學(xué)問(wèn)題與決策需求 1．1．1 研究背景 1．1．2 科學(xué)問(wèn)題 1．1．3 決策需求 1．1．4 研究目的 1．2 流域模擬與決策模型研究進(jìn)展 1．2．1 流域模擬模型研究進(jìn)展 1．2．2 流域決策模型研究進(jìn)展 1．3 智能流域管理 1．3．1 概念緣由 1．3．2 概念界定 1．3．3 關(guān)鍵問(wèn)題 1．3．4 模型框架 1．3．5 討論：1wM的生命周期大腦篇——因果關(guān)系之機(jī)理表達(dá)第2章 智能流域管理的因果關(guān)聯(lián)及輸入-輸出響應(yīng) 2．1 智能流域管理決策的因果關(guān)聯(lián)與響應(yīng)模擬 2．1．1 因果關(guān)聯(lián)的概念及必要性 2．1．2 因果關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建與響應(yīng)模擬 2．2 案例研究：云南程海外流域調(diào)水工程的水質(zhì)一水生態(tài)響應(yīng) 2．2．1 研究背景 2．2．2 程海富營(yíng)養(yǎng)化機(jī)制的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬及響應(yīng)情景分析 2．2．3 程海水位調(diào)控的水質(zhì)-水生態(tài)響應(yīng)預(yù)測(cè) 2．3 本章小結(jié)第3章 流域?qū)用娴囊蚬P(guān)聯(lián)定量表達(dá)——流域污染物輸移模擬 3．1 流域?qū)用娴囊蚬P(guān)聯(lián)界定 3．1．1 流域水循環(huán)及關(guān)聯(lián)因素 3．1．2 流域碳循環(huán)及關(guān)聯(lián)因素 3．1．3 流域營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸移及關(guān)聯(lián)因素 3．2 流域污染物輸移過(guò)程與模擬 3．2．1 流域污染物輸移過(guò)程 3．2．2 流域污染物輸移模擬 3．3 流域污染物輸移常用模型 3．3．1 模型概覽 3．3．2 HSPF模型 3．3．3 LSPC模型 3．3．4 SWlAT模型 3．4 案例：美國(guó)Mlaumelle湖流域非點(diǎn)源模擬研究 3．4．1 流域背景 3．4．2 HSPF’流域模型- 3．4．3 HSPF模型模擬結(jié)果與分析 3．5 本章小結(jié)第4章 水體層面的因果關(guān)聯(lián)定量表達(dá)——水質(zhì)一水生態(tài)響應(yīng)模擬 4．1 水體層面的因果關(guān)聯(lián)界定與響應(yīng)過(guò)程 4．1．1 水動(dòng)力-水質(zhì)過(guò)程 4．1．2 水質(zhì)-水生態(tài)響應(yīng)過(guò)程 4．1．3 水體層面的因果關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 4．2 水動(dòng)力-水質(zhì)-水生態(tài)響應(yīng)模擬 4．2．1 模擬模型概述 4．2．2 常用模型：EFDC 4．2．3 常用模型：CE-QUAI-W2模型 4．2．4 常用模型：WASP 4．3 案例(Ⅰ)：淺水湖泊生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類干擾脆弱性的數(shù)值模擬研究 4．3．1 湖泊生態(tài)系統(tǒng)的干擾脆弱性 4．3．2 異龍湖水質(zhì)-水生態(tài)模擬模型構(gòu)建 4．3．3 模擬結(jié)果與情景分析 4．3．4 主要結(jié)論 4．4 案例(Ⅱ)：基于三維水質(zhì)-水動(dòng)力模型的滇池富營(yíng)養(yǎng)化控制TMDL研究 4．4．1 滇池富營(yíng)養(yǎng)化控制與模型需求 4．4．2 滇池三維水質(zhì)一水動(dòng)力模型開(kāi)發(fā) 4．4．3 模型校驗(yàn)和結(jié)果討論‘ 4．4．4 TMDL情景分析 4．4．5 主要結(jié)論 4．5 本章小結(jié)第5章 模型參數(shù)估值及不確定性分析 5．1 模型參數(shù)估值及不確定性分析方法 5．1．1 參數(shù)估值方法 5．1．2 不確定性分析方法 5．2 案例(Ⅰ)：基于交替適應(yīng)度遺傳算法的穩(wěn)健性水質(zhì)模型方法 5．2．1 研究背景 5．2．2 穩(wěn)健性水質(zhì)模型方法 5．2．3 數(shù)值案例 5．3 案例(Ⅱ)：自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)嵌遺傳算法及應(yīng)用 5．3．1 方法介紹 5．3．2 復(fù)雜富營(yíng)養(yǎng)化模型逆向參數(shù)估值案例 5．4 案例(Ⅲ)：基于簡(jiǎn)單機(jī)理模型與貝葉斯推斷算法的美國(guó)Chesapeake灣低氧分析 5．4．1 研究背景 5．4．2 模型方法 5．4．3 參數(shù)估值 5．4．4 結(jié)果 5．4．5 討論：流域負(fù)荷削減決策 5．5 本章小結(jié)第6章 流域-水體因果關(guān)系的集成——流域污染物輸移的水質(zhì)-水生態(tài)響 6．1 流域-水體因果關(guān)系集成的界定 6．2 流域污染物輸移的水質(zhì)一水生態(tài)響應(yīng)模擬 6．3 案例：美國(guó)加利福尼亞州明湖流域集成因果關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)研究 6．3．1 研究背景 6．3．2 流域描述 6．3．3 數(shù)據(jù)清單 6．3．4 模型選擇與方法 6．3．5 結(jié)果與討論 6．4 本章小結(jié)智慧篇——優(yōu)化之決策第7章 流域管理的智慧型決策框架 7．1 智慧型決策的界定 7．2 流域智慧型決策模型框架 7．2．1 流域決策的優(yōu)化模型需求 7．2．2 流域決策的不確定性 7．3 本章小結(jié)第8章 流域智慧型決策之線性規(guī)劃模型 8．1 流域決策的不確定性規(guī)劃模型 8．1．1 概述 8．1．2 隨機(jī)規(guī)劃和模糊規(guī)劃 8．1．3 區(qū)間規(guī)劃模型 8．1．4 模型對(duì)比分析 8．2 傳統(tǒng)區(qū)間數(shù)線性規(guī)劃模型 8．2．1 模型方程與求解方法 8．2．2 傳統(tǒng)ILP模型的決策有效性探討 8．3 風(fēng)險(xiǎn)顯性區(qū)間線性規(guī)劃模型 8．3．1 模型推導(dǎo)與求解 8．3．2 REIIP模型數(shù)值案例與討論 8．3．3 案例：基于REILP模型的流域污染負(fù)荷削減決策 8．4 本章小結(jié)第9章 流域智慧型決策之模擬-優(yōu)化模型 9．1 流域智慧型決策與模擬-優(yōu)化方法 9．2 常用的模擬-優(yōu)化模型算法 9．3 模擬-優(yōu)化的非線性區(qū)間映射重構(gòu)算法 9．3．1 非線性區(qū)間映射重構(gòu) 9．3．2 REILP模型和IMS過(guò)程 9．3．3 基于模擬一優(yōu)化模型的NIMS過(guò)程 9．4 案例：流域污染負(fù)荷削減的模擬-優(yōu)化模型 9．4．1 案例背景 9．4．2 模型方程 9．4．3 遺傳算法構(gòu)建 9．4．4 NIMS過(guò)程公式化 9．4．5 結(jié)果與討論 9．5 本章小結(jié)第10章 流域智慧型決策之適應(yīng)性最優(yōu)演化模型 10．1 流域智慧型決策的“時(shí)”與“勢(shì)” 10．2 流域決策的適應(yīng)性管理模式 10．3 流域決策的適應(yīng)性演化模型框架 10．3．1 模型框架思路 10．3．2 決策實(shí)施優(yōu)選方法 10．3．3 流域適應(yīng)性決策方法 10．4 基于風(fēng)險(xiǎn)的流域污染負(fù)荷削減最優(yōu)適應(yīng)性決策 10．4．1 模型方程 10．4．2 模型結(jié)果 10．4．3 決策討論 10．5 本章小結(jié)感官篇——流域信息的獲取、集成與反饋第11章 流域調(diào)查與數(shù)據(jù)信息 11．1 信息獲取：起點(diǎn)還是終點(diǎn) 11．2 信息需求：目標(biāo)導(dǎo)向與因果關(guān)聯(lián) 11．3 信息獲?。夯就緩? 11．3．1 基于IWM的數(shù)據(jù)需求識(shí)別 11．3．2 流域調(diào)查與監(jiān)測(cè)方案制訂 11．3．3 模型與數(shù)據(jù)的互動(dòng) 11．4 本章小結(jié)第12章 流域信息集成與數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā) 12．1 流域信息集成 12．1．1 智能流域管理的信息系統(tǒng) 12．1．2 信息篩選與整理 12．2 流域數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 12．2．1 設(shè)計(jì)思路 12．2．2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 12．3 流域數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā) 12．3．1 數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)與信息存儲(chǔ) 12．3．2 信息集成與決策準(zhǔn)備 12．4 本章小結(jié)參考文獻(xiàn)附錄