基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的水體富營(yíng)養(yǎng)化研究.pdf

1、三峽工程舉世矚目，是跨世紀(jì)的特大型水利樞紐工程，具有航運(yùn)、防洪和發(fā)電等三大功能，在給我國(guó)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也將極大改變長(zhǎng)江流域三峽庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境，并將對(duì)長(zhǎng)江流域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。隨著庫(kù)區(qū)的不斷蓄水，庫(kù)區(qū)出現(xiàn)了流速減緩、消落帶形成和內(nèi)潮汐運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象，使得水體自?xún)艋芰M(jìn)一步降低，嚴(yán)重加劇了水體富營(yíng)養(yǎng)化，構(gòu)成藻類(lèi)生長(zhǎng)的資源和水華暴發(fā)的隱患，從而使長(zhǎng)江流域生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng)發(fā)生深刻變化，對(duì)長(zhǎng)江流域的生態(tài)與環(huán)境產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。因此，庫(kù)區(qū)水

2、域的富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)是三峽水庫(kù)水污染綜合防治過(guò)程中急需研究的重要課題。
　　 水華暴發(fā)是一個(gè)復(fù)雜的多因素交互作用的過(guò)程，水華的形成、暴發(fā)、蔓延、持續(xù)與消退行為與水華富營(yíng)養(yǎng)化物質(zhì)的含量等因素表現(xiàn)出復(fù)雜的非線性關(guān)系。
　　 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的同步現(xiàn)象是一種普遍存在于自然界中的非線性現(xiàn)象，具有廣泛的普適性，而這種現(xiàn)象與水華暴發(fā)過(guò)程所表現(xiàn)出來(lái)的突發(fā)性，實(shí)時(shí)性是一致的，水華暴發(fā)的實(shí)質(zhì)就是大面積局部區(qū)域藻類(lèi)在短時(shí)間內(nèi)的同步聚集現(xiàn)象。因此可以采用

3、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步理論、藻類(lèi)生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制和人機(jī)交互方式的大規(guī)模計(jì)算構(gòu)建解析水華暴發(fā)全局性的仿真模型和理論框架，以此來(lái)深入研究和描述富營(yíng)養(yǎng)化和水華暴發(fā)的內(nèi)在規(guī)律。
　　 本文在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步理論和藻類(lèi)生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)機(jī)制的基礎(chǔ)上，根據(jù)三峽庫(kù)區(qū)漢江水系近年來(lái)水華污染的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料，結(jié)合氮磷濃度、水溫、流速和光照等實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)建了水華暴發(fā)的數(shù)值模型，描述了藻類(lèi)生長(zhǎng)和水華暴發(fā)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制；利用達(dá)到指定藻生物量臨界值的網(wǎng)格數(shù)規(guī)模作為判定水域是否暴發(fā)