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[期刊] 地理科学进展
[作者]
赖锡军
以流域为单元开展水环境多要素、多尺度过程的综合模拟已成为了自然地理学重要研究方向。水环境过程综合模拟模型可定量解析流域系统水环境变化,是流域水环境研究与管理的重要工具。论文围绕流域水环境过程模拟的发展历程和最新进展,梳理总结了流域非点源污染过程和河湖等受纳水体水环境过程模拟的理论方法和模型软件;面向模拟不确定性问题讨论了模型选择、开发与集成、率定验证等流域水环境过程综合模拟建模的关键环节;结合最新的研究进展及相关学科新方法新技术的发展,建议后续研究关注流域自然和人文多过程综合集成模拟(包括流域系统人与水环境耦合模拟、多过程综合集成模拟)以及新方法新技术应用(包括数据同化理论方法创新与应用、高性能计算技术和人工智能技术)。
关键词：
流域模拟 数值模型 非点源污染 水质
[期刊] 宏观经济管理
[作者]
贾若祥
推进流域水环境综合治理，是落实生态文明建设的重要举措，对我国转型发展和绿色发展具有重要推动作用。我国水环境综合治理形势十分严峻，面临的矛盾非常突出，水环境综合治理的难度也较大。应按照生态文明和绿色发展的要求，加强水环境综合治理力度，适度提高水环境治理标准，通过环境标准的提高，倒逼我国产业结构转型升级。同时，深入实施主体功能区战略，加强重点生态区保护，通过多措并举，协同做好流域水环境综合治理工作。
关键词：
流域水环境 综合治理 转型发展 绿色发展
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
陈军 吴程 李爽 王颖 龚毅
[目的]对灞河流域水环境状况进行数值模拟分析,为湖泊型城市河道水质时空分布特征及水质类型主导性指标的分析提供参考。[方法]利用DHI MIKE21FM中的HD模块耦合Ecolab模块,选取溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、叶绿素a(Chl-a)、氨氮(NH_3-N)和总磷(TP)共5项指标作为水环境模型的状态变量,参考WQ模板中各指标的生化反应方程并对其修改后,以灞河流域下游城区段内灞河和浐河为研究对象,构建了适用于研究区的水环境模型,利用该水环境模型分析了基准年、丰水年、平水年与枯水年条件下灞河口水质特征,采用BP神经网络算法计算了灞河流域的时均综合水质类型,并对其空间分布进行了分析;采用主成分分析法(PCA)评估了灞河流域时均综合水质类型的主导性指标。[结果]灞河口水质超标因子主要为NH_3-N和COD,丰水年与平水年超标时间较基准年有所增加。浐河和灞河交汇前,灞河时均综合水质类型为Ⅱ类,浐河时均综合水质类型为Ⅳ类。浐河和灞河交汇后,灞河时均综合水质类型下降至Ⅳ类。研究区水质类型主导性指标为COD和NH_3-N。[结论]灞河流域时均综合水质类型在不同水文条件下基本都处于Ⅳ类。所构建的水环境模型在湖泊型城市河道水质时空分布特征及水质类型主导性指标分析中具有较好的精度和普适性。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
李云良 张奇 姚静 李梦凡
湖泊流域水文水动力联合模拟对综合管理湖泊流域水资源具有重要的理论和实践意义。通过水文水动力联合模拟研究进展的综述,可深入了解湖泊流域联合模型发展和演变过程,把握国际研究主流趋势和前沿手段。传统湖泊流域联合模拟方法主要通过流域水文模型结合湖泊水量平衡模型来计算湖泊流域水均衡组分,但水量平衡方法仅是对湖泊过程的一般性描述,难以切实反映水位空间差异显著的湖泊系统有着显著的水动力特性。基于流域水文模型与湖泊水动力模型的联合系统克服了大尺度湖泊流域系统难以切实描述和完整模拟的难点,在湖泊流域系统水资源管理与调控中发挥了重要作用。系统概述了国内外不同尺度湖泊流域系统水文水动力联合模拟研究,归纳总结了基于外...
[期刊] 地理科学进展
[作者]
朱阿兴 朱良君 史亚星 秦承志 刘军志
在全球环境变化和经济快速发展的背景下,经济发展与资源环境保护之间的矛盾日益激化,为解决或减弱这一矛盾,管理者需要新的知识体系和科学的决策工具。自然地理综合研究以自然地理要素空间变化及交互过程为主要研究内容,肩负着提供管理者所需新知识体系和科学决策工具的责任。流域作为空间上相对封闭的自然地理单元,其相对独立性为管理者的决策提供了天然的空间单元。流域内各地理要素的空间分布及其过程的交互机理自然成为管理者解决日益激化的矛盾所需的新知识体系,而流域系统综合模拟恰恰为建立这样的知识体系提供了极为有效的研究方式;在管理者评价各种决策的成效时,必须知道各种决策所产生的经济和环境效益,基于流域系统综合模拟的情景分析为管理者提供了所需要的科学决策工具。因此,从解决经济发展与资源环境保护之间矛盾的角度出发,流域系统综合模拟与情景分析应该成为新时代背景下自然地理学综合研究的新范式。文章结合2个小流域情景分析的研究案例,探讨了以流域系统综合模拟与情景分析为核心的现代自然地理综合研究需要解决的科学挑战,即流域系统综合模拟的系统化、空间化、定量化、易用化和决策化。
[期刊] 会计之友
[作者]
冯俊华 王文勇 赵持源
文章解释了水环境综合经济指数的定义,并通过整合环境与经济等多个因素,得出了一种科学的水环境综合指数的核算方法。以陕西渭南为例,通过四大产业的核算与分析,得出相关结论,应该鼓励发展对水环境影响较小的农副产品加工业和机械制造业,抑制或调整化工、轻纺等对水环境危害较大的产业发展。
关键词：
水环境 核算 生态环境 经济效益
[期刊] 地理科学进展
[作者]
段洪涛 罗菊花 曹志刚 薛坤 肖启涛 刘东
卫星遥感作为一种先进的水环境监测技术手段,可以监测现状,掌握现有情况;也可以追溯过去,揭示变化规律;同时还可以结合动力模型,模拟未来。这为人类了解、掌握和管理流域水环境变化发挥不可替代的作用。特别是近10 a已经进入"高分卫星时代",卫星传感器的空间分辨率越来越高,可观测的参数越来越多,反演和估算精度越来越高。但是,目前还缺乏从流域角度阐述水环境遥感的相关综述文章。论文围绕"流域水环境遥感"研究主题,明确了研究的对象和范围,厘清了基本理论框架,并结合大家关注的问题,包括卫星数据源、水环境模型、富营养化湖泊藻类富集、水生植被退化、水面积变化等方面的研究进展和存在的问题进行了回顾和梳理;并指出在全球变暖和人类活动加剧背景下,未来需要研发专门面向流域水环境的天-空-地立体观测体系和系统框架,开展全流域统筹的水环境遥感监测和模拟,同时加强流域水体碳循环遥感研究。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
朱青 廖凯华 赖晓明 刘亚 吕立刚
土壤水分调控着陆地表层系统空间格局和过程,作为地表不同圈层中物质和能量输移转化的关键纽带和驱动力,连接着一系列的水文、生态、气候和地质学过程。论文首先介绍了流土壤水分静态特征(土壤含水量和基质势时空变化)在流域范围内不同空间尺度上监测方法的优缺点,包括直接手动监测、直接自动监测、地球物理探测和遥感监测等;同时介绍了其动态特征(土壤水分运动)监测方法(径流小区法、示踪剂法和地球物理探测)的局限性和模拟模型(动力波模型、水量平衡模型和水动力模型等)的关键参数和过程。在此基础上提出了:①加强土壤水分监测尺度与方法的集成;②消除土壤水分运动模型不确定性;③耦合土壤水分与碳氮输移循环过程等3个方面的研究展望和建议,从而为高时空分辨率和高精度的土壤水分数据获取,以及土壤水分运动与分布及其驱动下的碳氮排放过程、机理的揭示和模拟提供新的研究视角与思路。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
崔学刚 方创琳 李君 刘海猛 张蔷
按照地理学科发展趋势,对城镇化与生态环境耦合的研究将由定量描述转入动态模拟。目前,城镇化与生态环境耦合动态模拟模型呈现多元化。论文系统梳理了其中4类常见的动态模拟模型,包括城镇化与生态环境耦合系统动力学模型、基于人工智能算法的城镇化与生态环境耦合动态模拟模型、基于土地利用变化的城镇化与生态环境耦合动态模拟模型以及基于多模型集成的城镇化与生态环境耦合复合模型。主要结论如下:系统动力学模型被广泛应用于城市复杂系统、城市转型和可持续发展以及城镇化与生态环境单要素耦合的动态模拟之中,但存在空间解释不足以及忽视系统自适应性等问题;人工智能算法(ANN和BN)在自学习、自组织、自适应系统或不确定性系统模拟中具有显著优势,并被应用于城市扩张、环境变化、资源需求以及生态脆弱性的识别之中,但应用面相对狭窄且限制条件偏多;土地利用变化模型(CLUE/CLUE-S、CA和MAS)局限于从土地城镇化视角模拟城镇化与生态环境耦合;基于多模型集成的复合模型实现了各模型之间的优势互补,已成为城镇化与生态环境耦合动态模拟模型的发展趋势。今后,应从技术和理论2个层面实现城镇化与生态环境耦合动态模拟模型的进一步发展,并加强对微观过程的模拟。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
吕一河 傅微 李婷 刘源鑫
区域资源环境综合承载力是人地关系和谐和可持续发展的重要基础,也是自然地理综合研究的前沿及热点内容。近年来,区域资源环境综合承载力研究取得了长足进展,体现在:(1)建立了综合、广泛的评价指标体系;(2)资源环境综合承载力与人地关系的调适;(3)综合研究方法的应用;(4)对资源环境综合承载力的时空动态研究的关注及尝试。目前,资源环境综合承载力研究应用于国土空间开发、产业规划、灾后重建、资源环境监测及预警等领域。未来仍需在完善指标体系的构建、研究尺度及动态变化等方面加强研究,以此深化综合自然地理理论及实践研究,
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王晓红 张吉利 金森
随着计算机在火蔓延模拟方面广泛的应用,出现了很多计算机仿真模型。这些模型是在原有火蔓延模型的基础上结合各种蔓延算法发展起来的,相对于原始的火蔓延模型来说,这些模型的使用范围更加的广泛,模拟的结果更加的接近真实结果。近年来数学方法在火蔓延模型中的应用也越来越多,如CA、渗透理论、突变理论和人工神经网络等等,本研究在Andrew等人研究的基础上总结了数学方法在我国林火蔓延中的一些应用。重点分析了火蔓延的影响因子,我国对可燃物模型研究的较少,在模拟过程中多是借鉴国外模型或是应用简单的可燃物代替复杂的可燃物研究,本研究指出了建立可燃物模型、气象模型的重要性和必要性。
关键词：
林火蔓延 模拟 模型 数学方法 可燃物
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
潘争伟 金菊良 吴开亚 丁琨
目前水环境系统脆弱性研究主要局限于水环境系统的单方面脆弱性研究,过于片面化,需要综合考虑水资源、水环境质量、旱涝灾害、社会经济以及生态环境等方面的脆弱性。根据水环境系统脆弱性是系统状态受到系统压力引起的敏感性以及系统状态对系统压力的适应性响应的观点,采用"压力-状态-响应"模式构建区域水环境系统脆弱性指标体系。区域水环境系统脆弱性研究中客观存在诸多不确定性,利用联系数描述上述不确定性过程中差异度系数在[-1,1]上取值仍存在不确定性,为此,构造三角模糊数刻画差异度系数取值的不确定性,给出三角模糊联系数的基本形式,取置信水平得出置信区间联系数,采用期望-方差排序法对置信区间联系数进行决策分析,建...
[期刊] 宏观经济管理
[作者]
本刊记者
本刊讯为深入贯彻习近平生态文明思想,全面落实党中央、国务院关于深入打好污染防治攻坚战的决策部署,按照"十四五"规划《纲要》要求,国家发展改革委会同有关方面组织编制了《"十四五"重点流域水环境综合治理规划》(以下简称《规划》)。《规划》共六章,包括规划背景、总体要求、聚焦重要湖泊推进保护治理、推动大江大河综合治理、项目实施以及保障措施等方面。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
范雪薇 缪驰远 苟娇娇 吴怡 张棋
国际耦合模式比较计划(Coupled Model Intercomparison Project,CMIP)自20世纪90年代中期创建以来迅速发展，为全球气候变化的模拟和未来预估提供了不可替代的数据支持。论文系统回顾了CMIP1到CMIP6的发展历程，包含理论框架、未来情景构建、国际参与情况等方面。在此基础上，论文全面总结了CMIP模式对全球及中国区域气温、降水及其他变量的模拟能力，并重点比较了CMIP3、CMIP5和CMIP6模式的历史试验模拟结果。随CMIP的不断发展，模式在物理参数化方案、空间分辨率等方面有了一定的提高，其模拟能力也随之不断改善。但模式对区域尺度气候特征的模拟能力仍然有限，尤其是对于中小尺度降水变化特征的模拟，并且不同模式的模拟能力存在很大差异。最后，论文针对以上问题展望了CMIP模式的可能发展方向。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
谢佳琪 张晗 朱志明
旋转摩擦焊作为一种固相焊接方法,能够实现同种或异种材料的高质量连接,国内外均开展了广泛研究和应用。旋转摩擦焊接头性能主要取决于焊接过程中的热、力过程,其热力耦合行为是探明旋转摩擦焊机理、开展新工艺研究和参数优化的重要依据,但目前仍未形成统一理论。该文总结了旋转摩擦焊热力耦合行为的研究进展,包括摩擦机制和产热理论、材料黏塑性模型以及焊接过程热力耦合的解析求解方法;介绍了相关数值模拟方法的应用情况,在热传导数值模型的基础上,以有限元方法为主,发展出了多尺度多物理场仿真技术和应用神经网络的焊接工艺预测方法。目前旋转摩擦焊模拟仿真面临的挑战在于提高数值模拟技术的建模效率和模型准确性,同时降低计算成本。进一步深入探索焊接机理或引入多种计算手段是未来旋转摩擦焊模拟仿真的发展方向。
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