用胞映射方法研究乌江流域水华爆发的演变行为.pdf.pdfVIP

=BB 第 卷 第 期 年 月 ! # $%% # !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 用胞映射方法研究乌江流域水华爆发的演变行为! 刘信安 梁剑锋 重庆大学化学化工学院，重庆!!! #$%’() * +,% ， ， #$(-,.%’ /01,0((,01 2 344’,(5 #$(-,)67 80,9(),67 :; ::06: #%0%5% 摘要 基于连续注入营养基的微生物培养模型，提出一种定量描述三峡库区乌江流域水华爆发 非线性非平衡态动力学模型，运用胞映射算法、模型构建技术和自组织临界性概念，结合乌江水 域的现场监测数据对缓流水体富营养化污染演变过程、水华消涨行为、磷氮营养物比值和控制相 空间吸引子形态的参量进行对比、分析和研究，揭示出水华爆发过程的内在振荡规律和临界性态， 预示流域水华可能是多次爆发的结果，可为流域富营养化污染的调控技术提供具有指导意义的理 论依据H 关键词 流域富营养化 水华爆发 自组织临界性 胞映射 三峡水库建成后，长江流速明显减缓而导致水 然而，由水体富营养污染诱发水华爆发的系统 体自净化能力大幅度降低和水体物理化学指标改变， 本身是一个多因素耦合、多维度消涨和具有内在强 水库蓄水 排水在三峡流域形成周期性内潮汐运动和 非线性耗散结构的复杂动力学体系 使得这类系统 Q H ［，］） 小区域气候，改变了水体营养物质迁移、积累、分布 的研究遇到初始敏感 问题C R A 、求解发散 问 ［ ］ ［ ］ 和演化方式，加上每年受纳近 亿吨含氮磷城市污 题@ S A 和预测可靠性问题等 AA S A H 因而需要定量 水、农村化肥面源污染和沿江垃圾中大量氮磷渗漏液 描述流域系统中水华产生的临界状态，富营养化参 等构成的营养物质来源和藻类生长资源，在库区流域 数（氮磷浓度和比例等）与外部条件（如温度、流速、 两岸消落带和次级河流营造出适宜藻类生长，并可能 光照和水体透明度）等与水华消涨行为相关联的动 导致水华爆发的水体环境H 这些必将和正在对三峡库 力学机制，在此基础上构建解析富营养化水域演化 区流域，甚至整个长江流域的水环境安全造成严重威 行为、水华爆发和消涨过程的全局性态仿真模型和 ［，］ 胁A = H 事实上，三峡工程论证报告曾预言库区流域 理论框架，为库区水域生态环境安全提供预警预 ［，］ ［ ］ 可能出现的富营养化污染 ! 已经发生 因此，通过 报H 本文基于这种思路，采用胞映射算法 A! S A@ ， H 解析库区最大次级河流之一的乌江流域水体富营养化 改进藻类生长模型，结合库区流域现场监测数