基于復雜網(wǎng)絡理論的水體富營養(yǎng)化研究.pdf

1、三峽工程舉世矚目，是跨世紀的特大型水利樞紐工程，具有航運、防洪和發(fā)電等三大功能，在給我國帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，也將極大改變長江流域三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境，并將對長江流域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生深遠影響。隨著庫區(qū)的不斷蓄水，庫區(qū)出現(xiàn)了流速減緩、消落帶形成和內(nèi)潮汐運動等現(xiàn)象，使得水體自凈化能力進一步降低，嚴重加劇了水體富營養(yǎng)化，構(gòu)成藻類生長的資源和水華暴發(fā)的隱患，從而使長江流域生態(tài)與環(huán)境系統(tǒng)發(fā)生深刻變化，對長江流域的生態(tài)與環(huán)境產(chǎn)生深遠影響。因此，庫區(qū)水

2、域的富營養(yǎng)化預測是三峽水庫水污染綜合防治過程中急需研究的重要課題。
　　 水華暴發(fā)是一個復雜的多因素交互作用的過程，水華的形成、暴發(fā)、蔓延、持續(xù)與消退行為與水華富營養(yǎng)化物質(zhì)的含量等因素表現(xiàn)出復雜的非線性關系。
　　 復雜網(wǎng)絡的同步現(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)過程所表現(xiàn)出來的突發(fā)性，實時性是一致的，水華暴發(fā)的實質(zhì)就是大面積局部區(qū)域藻類在短時間內(nèi)的同步聚集現(xiàn)象。因此可以采用

3、復雜網(wǎng)絡同步理論、藻類生長動力學機制和人機交互方式的大規(guī)模計算構(gòu)建解析水華暴發(fā)全局性的仿真模型和理論框架，以此來深入研究和描述富營養(yǎng)化和水華暴發(fā)的內(nèi)在規(guī)律。
　　 本文在復雜網(wǎng)絡同步理論和藻類生長動力學機制的基礎上，根據(jù)三峽庫區(qū)漢江水系近年來水華污染的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)資料，結(jié)合氮磷濃度、水溫、流速和光照等實測數(shù)據(jù)構(gòu)建了水華暴發(fā)的數(shù)值模型，描述了藻類生長和水華暴發(fā)的動力學機制；利用達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)