国家自然科学基金(41271005)
- 作品数：7 被引量：77H指数：5
- 相关作者：张永勇陈豪左其亭刘静窦明更多>>
- 相关机构：中国科学院中国科学院大学郑州大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金水资源与水电工程科学国家重点实验室开放研究基金河南省高校科技创新团队支持计划更多>>
- 相关领域：环境科学与工程水利工程生物学天文地球更多>>
- 分布式水循环模型的参数优化算法比较及应用被引量：5
- 2013年
- 分布式水文模型的优势在于还原水文过程的时空变异性,可以很好地模拟和反映各种水文要素和下垫面因素的时空分布不均匀性。由此也导致模型参数过多,在子流域过多的情况下,人工调节参数繁琐复杂,应用优化算法实现参数自动调节成为首选。本文选取石羊河流域九条岭站1988-2005年实测径流资料,分别应用SCE-UA算法、遗传算法(GA)和粒子群算法(PSO)对分布式水循环模型(时变增益模型)进行参数率定,对比3种算法的收敛速度、所需迭代次数和算法稳定性。结果表明:通过SCE-UA、GA和PSO的优化,模型水平衡系数都控制在0.0左右,而相关系数和效率系数分别能达到0.90和0.84以上,模拟精度较好。但粒子群算法的全局搜索能力和收敛速度优于SCE-UA和遗传算法,所需迭代次数最少,初值敏感性小,更适合时变增益模型的参数寻优,有很高的扩展性和改进潜力。
- 孙波扬张永勇门宝辉张士锋
- 关键词：GA算法PSO算法
- 近千年淮河流域河湖水系连通演变特征被引量：13
- 2016年
- 分析了近千年淮河流域河湖水系的自然演变以及人类活动的扰动,深入探讨了其成因。研究表明：目前淮河流域河湖水系连通格局是人类在抵御黄河洪水和泥沙入侵的抗争中,遵循自然规律的同时兼顾漕运、灌溉等社会发展所需而构建的防洪、排涝、冲沙、灌溉、供水等的工程体系。流域主要干支流和湖泊连通基本受人工所控,自然-人工河网交织,河流-湖泊水量交换频繁,入江入海水道基本畅通,并与黄河、长江、海河等各大水系连通,基本解决了河水出海无路,洪涝灾害频发的问题。河湖水系连通在一定时期内对稳定淮河流域社会安定团结、推动经济发展起着积极作用,但也不可避免地对流域生态环境产生了一定的负面影响。水系连通下流域水资源演变规律、环境生态效应以及对社会经济布局的影响等研究是亟待解决的关键科学问题。
- 张永勇李宗礼刘晓洁
- 关键词：河湖水系连通淮河流域
- 流域COD减排核证研究——以淮河中上游为例被引量：5
- 2014年
- COD是我国污染减排工作的重要考核指标之一。如何科学核算COD减排是保障我国国民经济和社会发展规划顺利实施的关键问题之一。论文基于分布式水循环模型,构建了流域COD减排核证评估框架;并以淮河中上游为例,分析了多种减排情景对流域水环境的影响,识别了污染减排任务较为艰巨的地区。研究表明:①基准年(1991—2000年)研究区出口断面CODMn平均浓度为Ⅳ类水水平。为使出口断面水质达到水功能区标准(Ⅲ类),全流域COD入河点源负荷应削减约18%。②沙颍河中游、涡河上游和贾鲁河、淮河以南等地区水污染状况对减排变化较敏感。若全流域COD入河总负荷削减50%以上,流域水环境质量有明显改善,但北汝河、洪汝河中游、沙颍河下游、涡河上游依然为劣Ⅴ类水体,这一地区农业非点源污染对水污染的贡献比较大。③为改善淮河流域水环境状况,必须加强对入河COD排放的控制,但同时对重点地区农业非点源污染的控制也不可忽视。研究将为流域水污染防治、水质管理提供技术支持和科学指导,也为我国"十二五"节能减排规划的制定和实施提供参考和借鉴。
- 张永勇王中根于静洁翟晓燕
- 关键词：污染减排淮河流域
- 基于水动力-水质模型的湖库纳污能力量化被引量：6
- 2016年
- "湖库纳污红线的核定"是我国最严格水资源管理制度中三大核心内容之一,也是保障城市供水安全、水资源可持续利用的关键问题之一。我国现行纳污能力的计算往往采用对稳态水质模型的解析求解,但无法获得不同来水、排污和内源污染等多种因素影响下水体纳污能力的时空动态变化。水动力-水质模型能够反映湖库水质和外部营养负荷之间的定量关系,可精细模拟水质指标在库区内的时空变化过程。基于EFDC模型,以深圳市重要饮用水源地——石岩水库为例,构建了水库三维水动力-水质模型,动态模拟了水位和水质的时空变化;并按照水功能区目标要求,探讨了该水库典型年的纳污能力的季节性变化。结果表明:EFDC模型能够准确模拟石岩水库水动力和水质要素的变化过程,水位、COD_(Mn)和NH_3-N模拟的相关系数达到了0.97、0.60和0.90;基于构建的三维水动力-水质模型,考虑到排放口位置和条件、水质的时空分布特点、底泥释放等实际因素,计算得到石岩水库2011年COD_(Mn)和NH_3-N纳污能力分别为2 158、511 t/a;纳污能力的季节性差异很明显,夏季和秋季较大,春季和冬季较小。研究成果可为我国饮用水源地水质管理和污染控制提供科学依据,也可为我国最严格水资源管理制度的实施提供一定的参考和借鉴。
- 张永勇花瑞祥
- 关键词：纳污能力石岩水库
- 不同评价方法对水库水质评价的适应性被引量：20
- 2016年
- 目前水体水质评价方法众多,如何筛选合适方法对水质状况进行科学评价,是环境保护中一项基础性和重要性工作。以广东省某水库2008年-2013年水质监测数据为基础,利用单因子评价法、综合污染指数法、模糊综合评判法和灰色关联分析法对水库水质进行了评价,对比分析了这四种方法评估结果的合理性以及存在的缺陷。研究表明:(1)不同方法的评价结果存在较大差异。灰色关联分析法评价的水质状况最好,模糊综合评判法的评价结果与其他方法评估结果的一致性最高。(2)不同方法受权重的影响也存在较大差异。灰色关联分析法受权重影响最小,而模糊综合评判法受权重影响最大。(3)灰色关联分析法则适用于初级使用者;模糊综合评判法适用于相关知识和经验丰富的人群;单因子评估法适用于流域最严格水资源管理;综合污染指数法仅能确定水体是否污染,但不能确定具体水质级别,可以作为一种补充方法。(4)为准确评估水体水质级别,减少权重和方法对结果的影响,建议采用多种评估方法进行综合分析。
- 花瑞祥张永勇刘威杨逸航
- 关键词：水质评价综合污染指数法模糊综合评判法灰色关联分析法水库
- 淮河中上游轮虫群落结构分析及水质评价被引量：15
- 2017年
- 轮虫作为水体污染的指示生物之一,其数量和种群组成可以用来评价水体的水质情况;但是,目前淮河流域水质评价仍以常规的理化指标评价为主,缺乏利用轮虫评价河流水质方面的研究。2012年12月和2013年7月,对淮河中上游10个生态监测点进行现场调查,获取轮虫种类、密度及水体理化指标等;利用生物多样性指数和综合营养状态指数分析水体污染和营养化状况,并利用Canoco软件分析轮虫群落结构与环境因子的关系。结果表明:研究期间共获得轮虫46种,其中污染指示种36种;各生态监测点具有不同的优势种群;总磷(TP)、化学需氧量(COD)和总氮(TN)是轮虫群落结构的共同环境影响因子;总体上水质从冬季到夏季有恶化的趋势,营养化程度有增加的趋势。研究工作可为淮河生态环境评估以及与富营养化密切相关的其他污染问题研究提供基础资料和依据。
- 左其亭陈豪张永勇窦明刘静
- 关键词：轮虫群落结构生态学评价水质
- 淮河中上游浮游植物时空分布特征及关键环境影响因子识别被引量：14
- 2016年
- 浮游植物是水生态系统的初级生产者,直接影响着水生态系统的结构、功能与稳定性。基于2012-2014年淮河流域沙颍河—淮干中游浮游植物和水质4次汛期和非汛期采集数据,利用物种优势度和多样性指数对浮游植物的时空分布进行表征,并利用冗余度分析、偏相关性分析等方法探索了淮河中上游流域的多种水环境因子对浮游植物时空分布的影响。结果表明,从时间变化上看,2012-2014年浮游植物密度呈现逐年递减趋势;从空间变化上看,物种丰度呈现从上游至下游逐渐减少趋势。从时空变化的影响因素上看,非汛期总磷和电导率影响最大,其解释度分别为:10.96%和8.36%;汛期总磷、总氮和氨氮影响最大,其解释度分别为9.47%、8.08%和6.96%。
- 周宇建张永勇花瑞祥左其亭陈豪
- 关键词：浮游植物环境因子淮河流域
