盲数理论在湖泊总磷控制中的应用研究

摘要

湖泊水体富营养化问题已经成为世界范围内普遍存在的环境问题，近年来倍受国内外学者和相关组织的关注。OECD(经济合作发展组织)的研究表明，磷是湖泊水体富营养化的主要限制性因素(世界上80％以上的湖泊属于此类，依据九寨沟湖泊氮磷比远大于7.2判断也属于此列)。湖泊是旅游景区的核心景观资源，但受到人类活动干扰，容易遭受破坏。对九寨沟的湖泊进行总磷的平衡浓度及其水环境容量的研究对景区旅游规划和水环境保护有着重要意义。 本文采用总磷平衡浓度模型。由于原有的总磷平衡浓度模型是确定性的统计模型，要求水质资料和相关参数数据资料较多，且得出的是单个解，只能代表某个概率下的结果。由于湖泊水环境系统存在多种不确定性，这就使得湖泊的总磷平衡浓度和水环境容量不能用一个确定的实数来表示。本文引入不确定性数学方法，从而避免常规方法计算的缺陷，得到可信的结果。 本文在对九寨沟的主要湖泊两年水质监测分析的基础上，结合湖泊水文参数资料的收集，通过建立的参量为灰区间数的湖泊水环境容量计算模型，得出了各湖泊总磷的盲数均值和相应的可信度;在此基础上，籍由平衡浓度累计概率曲线求算了各湖泊不超过总磷水质标准的保证率。进一步，对不同保证率下各湖泊的环境容量进行了估计。各个子集水区的总磷平衡浓度、总可信度和总磷水环境容量分别为：箭竹海：0.007mg/L，0.8649，0.168 t/a，0.8649；天鹅海：0.008mg/L，0.9409，0.093 t/a，0.9409；五花海：0.011mg/L，0.9025，-0.009t/a，0.9025；镜海：0.008mg/L，0.9409，0.124 t/a，0.9409;犀牛海：0.007mg/L，0.9216，0.281 t/a，0.92517;长海：0.007mg/L，0.9025，0.198 t/a，0.9205。通过跟常规方法计算得出的结果相比，运用盲数理论处理湖泊水环境系统的不确定性显得更为科学、合理。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1研究的目的及意义

1.2国内外研究现状

1.2.1水质预测的研究进展

1.2.2水环境容量计算的研究进展

1.2.3存在的问题及发展趋势

1.3本文的研究内容

1.4本文的研究技术路线

第2章不确定性数学理论与方法

2.1引言

2.2几种不确定性信息的处理方法

2.2.1随机方法

2.2.2模糊数学方法

2.2.3灰色系统理论

2.2.4未确知数学理论

2.2.5其它方法

2.3盲数理论

2.3.1盲数的定义

2.3.2盲数的分类

2.3.3盲数的均值

2.3.4盲数的四则运算

2.4本章小结

第3章基于盲数理论的湖泊总磷平衡浓度模型

3.1引言

3.2总磷平衡浓度模型的不确定性因素分析

3.2.1模型中参数的不确定性

3.2.2监测数据的随机性

3.2.3行为因素产生的未确知性

3.3模型中参数的盲数化处理

3.3.1湖泊总磷的平衡浓度模型

3.3.2盲信息下湖泊总磷的平衡浓度模型

3.3.3盲信息下湖泊总磷的水环境容量模型

3.3.4模型中参数的盲数化处理

3.4本章小结

第4章实例研究

4.1 引言

4.2湖泊总磷平衡浓度预测

4.2.1湖泊总磷的平衡浓度计算

4.3湖泊总磷的水环境容量

4.3.1湖泊总磷的水环境容量计算

4.3.2确定性和不确定性计算方法的比较

4.4分析与讨论

4.5本章小结

第5章结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目

附图