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基于机器学习算法的模型参数区域方法在无测站流域径流模拟中的应用 Article

吴厚发, 张建云, 鲍振鑫, 王国庆, 王文圣, 杨艳青, 王婕

《工程(英文)》 2023年 第28卷 第9期   页码 93-104 doi: 10.1016/j.eng.2021.12.014

摘要: 参数区域是应用最广泛的方法,但模型参数与流域特征间的非线性关系是参数区域的主要障碍。本文以黄淮海流域内38个小流域为研究对象,进行了径流模拟研究,纳什效率系数(NSE)、决定系数(R2)和百分比偏差(PBIAS)的统计结果表明SWAT模型在各流域径流模拟中具有良好的性能首先,将38个流域依次假定为无测站流域。然后,利用其余37个供体流域构建拟合参数的回归模型,估算目标流域的模型参数,进行径流模拟。此外,本文也将基于相似性的区域方法与基于回归分析的方法进行了对比。结果表明:基于支持向量回归(SVR)的区域方法估计模型参数时径流模拟精度高。与传统的线性回归方法相比,机器学习算法处理非线性关系的能力突出,因而提高了无测站流域径流模拟的精度。不同区域方法在湿润地区的表现比较接近,而机器学习算法的优势在干旱区更为明显。当研究区内含有嵌套流域时,由于流域密度高、空间距离短,此时采用基于相似性的区域方法最好。

关键词: 参数估计     无测站流域     区域方法     机器学习算法     SWAT模型    

秦巴山脉区域城乡空间流域发展策略

吴左宾,程功,王丁冉,郭乾

《中国工程科学》 2020年 第22卷 第1期   页码 56-63 doi: 10.15302/J-SSCAE-2020.01.006

摘要:

秦巴山脉区域是我国生物多样性保护与水源涵养重要区,也是南水北调工程的重要水源地,区域山形水势相互交织、山地水文过程显著,呈现出典型的流域发展趋势本文分析了秦巴山脉区域城乡空间发展的现状及存在问题,阐述了区域城乡空间流域发展的必要性;以流域为分析视角,以多尺度流域基底划定为依据,确定了秦巴山脉区域流域等级体系框架和五级流域划分;提出了秦巴山脉区域城乡空间发展策略——以流域生态管控为基础的城乡结构,以流域绿色转型为导向的城乡模式,以流域联动发展为组织的协同管控。研究表明:流域作为秦巴山脉区域典型的生态单元,与城乡空间发展的耦合程度较高;以流域为载体的城乡空间规划与制度管控有助于促进秦巴山脉城乡绿色循环发展。

关键词: 秦巴山脉区域     流域     生态管控     绿色转型     联动发展    

重大工程引领的黄河流域生态环境一体治理战略研究

迟妍妍,王夏晖,宝明涛,张丽苹,刘斯洋,付乐,许开鹏,王晶晶

《中国工程科学》 2022年 第24卷 第1期   页码 104-112 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.01.011

摘要:

黄河流域是我国重要的生态屏障,生态环境敏感脆弱、部分地区局部支流生态环境问题突出,为此,系统谋划黄河流域生态环境治理工程,着重解决突出问题,是黄河流域“共同抓好大保护、协同推进大治理”的重要举措。为进一步推动黄河流域生态保护和高质量发展,本文分析了黄河流域生态环境保护治理面临的主要挑战,从生态环境治理工程投入、生态环境监测网络建设、生态环境治理能力现代等方面分析了当前存在的主要问题,据此提出了构建以重大工程为引领的黄河流域生态环境一体治理战略体系框架研究认为,应充分考虑上中下游空间差异化,坚持系统设计、突出重点,因地制宜、分类施策,统筹谋划、协同共治,水陆联动、联防联控,实施“山水林田湖草沙”一体保护与修复重大工程、流域环境污染综合治理重大工程、流域生态环境治理现代重大工程。

关键词: 黄河流域     生态环境     重大工程     一体治理    

流域水生态承载力理论与优化调控模型方法

彭文启

《中国工程科学》 2013年 第15卷 第3期   页码 33-43

摘要:

流域管理正在从环境及资源的单一要素管理向流域水生态系统综合管理转变,流域水生态承载力是流域水生态系统综合管理的基本理论。针对流域水生态完整性保护管理需求,建立了流域水生态承载力概念模型,提出了流域水生态承载力概念,揭示其“分区、分期”属性和“量、质、序”递进综合约束作用等基本内涵,通过分析其优化调控特性及优化调控关键变量,建立了流域水生态承载力分区耦合概念模型,形成了基于系统动力学方法的流域水生态承载力分区分期耦合模型方法,并以辽河太子河流域为例,进行了实例应用。

关键词: 流域水生态承载力     优化调控模型    

太湖流域农业经营集约管理研究

史健鹏,金苗,任泽,黄贤忠,李旭祥

《中国工程科学》 2010年 第12卷 第6期   页码 104-107

摘要:

就解决太湖水体富营养最主要的污染源——农业面污染源,根据微观经济学原理建立了农业集约管理模型。以GIS为平台估算其耕地面积和化肥的科学施用量,用SPSS相关性分析当地居民的问卷调查,对集约管理产生的经济效益和环境效益进行详细分析,得出农业面源污染物总氮、总磷排放比2005年各下降21 %和16结论显示在太湖流域套用集约管理能够很好地控制农业面污染源,将农业面污染源的问题与实际社会成本、农业体制改革结合,从根本上解决农业面污染源。

关键词: 太湖     农业面源污染     集约管理     GIS     SPSS    

辽河流域水污染治理和水环境管理技术体系构建 ——国家重大水专项在辽河流域的探索与实践

《中国工程科学》 2013年 第15卷 第3期   页码 4-10

摘要:

水体污染控制与治理科技重大专项是国家中长期科技发展规划的16个重大专项之一,辽河流域是国家水污染治理的重点流域。在总结辽河流域水环境问题的基础上,阐述了水专项在辽河流域构建水污染治理和水环境管理两大技术体系的目标、思路、框架和内容。通过“十一五”的实施,水专项已经在辽河流域成功实施了流域水生态功能分区、水质基准制定、流域水生态承载力、控制单元水质目标管理、重点工业行业水污染治理以及水环境风险预警与风险管理等关键技术示范两大技术体系的构建与实施对辽河流域的水质改善和生态恢复发挥了积极明显的作用。辽河流域已经初步形成流域统筹、“分区、分类、分级、分期”的水环境管理新模式,为流域水质目标管理在全国的推广起到了很好的示范作用。

关键词: 水污染治理     水环境管理     技术体系     水专项     辽河流域    

微水头资源开发与发电装置研究现状及趋势

张玉全,郑源,孙科,杨春霞,罗红英

《中国工程科学》 2018年 第20卷 第3期   页码 90-95 doi: 10.15302/J-SSCAE-2018.03.013

摘要: 本文着眼于我国丰富的微水头资源,梳理河流、运河、水库、电厂尾水、管道供水、城市废水、海洋新能源等微水头资源需求和应用特点,总结适合开阔流域和封闭流域特点的两型微水头水力发电水轮机,对形成动势能结合型微水头水轮机设计方法和研究其流动特征和机理提供基础

关键词: 微水头资源     水力发电水轮机     开阔流域     封闭流域    

鄱阳湖流域生态补偿机制构建的设想

陈美球,吕添贵,朱再昱,蔡海生

《中国工程科学》 2010年 第12卷 第6期   页码 85-89

摘要:

流域生态补偿是一种具有经济激励特征的机制,是解决流域上中下游之间水资源开发利用不公和发展机会不均的重要方式。针对鄱阳湖生态经济区建设的战略目标需求,提出了鄱阳湖流域生态补偿机制构建的设想,以期为协调鄱阳湖生态经济区建设发展和流域生态资源的保护提供指导,最终实现鄱阳湖流域上中下游地区的互惠共赢。

关键词: 鄱阳湖流域     生态补偿     机制     鄱阳湖生态经济区    

流域清洁生产及其潜力分析方法研究

谢明辉,乔琦,孙启宏

《中国工程科学》 2013年 第15卷 第3期   页码 70-79

摘要: text-align: justify;">运用清洁生产的基本原理与方法,在兼具工业生态学理论、循环经济理论、可持续发展理论、系统论等理论基础上,结合我国清洁生产实践要求,将清洁生产的实施层次由企业内部提升为流域层次,探讨了流域清洁生产的理论基础,构建了基于系统动力学的流域清洁生产潜力分析方法。以辽河流域为案例,较系统地分析了该流域的清洁生产潜力,计算了流域清洁生产对于减排的贡献,并基于以上结果提出了辽河流域清洁生产的总体行动路线。

关键词: 流域清洁生产     潜力     系统动力学    

太湖流域印染废水为主的城镇污水处理厂提标技术研究

吴海锁,许明,张敏健,刘伟京,喻学敏,吴伟

《中国工程科学》 2010年 第12卷 第6期   页码 54-59

摘要:

采用调节—厌氧水解—A/O(PACT)—高效澄清池—过滤组合工艺处理综合印染废水。开展了中试试验研究和示范工程研究,研究结果表明:中试系统运行稳定,对COD、色度、氨氮、总氮、总磷平均去除率分别为93.2 %,93.9 %,90.2 %,70.8 %,96.3 %;厌氧COD平均去除率分别为48.1 %;色度平均去除率分别为75.7 %;A/O(PACT)工艺对氨氮和总氮的去除效果明显,混凝沉淀工艺则对总磷去除效果最理想;中试研究和示范工程出水水质稳定,各项指标均满足《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB32/1072-2007)。

关键词: 太湖流域     印染废水     脱氮除磷     示范工程    

基于水环境的生态文明建设模式研究——以合肥市、巢湖流域为例

温宗国,周静,岳昆

《中国工程科学》 2019年 第21卷 第5期   页码 113-119 doi: 10.15302/J-SSCAE-2019.05.009

摘要:

本文以水环境为线索,以安徽省合肥市、巢湖流域为例,从城市、流域层面梳理其在产业发展、资源节约、环境治理、生态保护以及流域管理机制等方面的优秀做法和经验,调研形成合肥市城乡生态文明建设的“三水共赢”、巢湖流域生态文明建设的“三生优化”模式。同时针对安徽省在水环境生态文明建设过程中存在的问题,提出安徽省及其他水环境地区下一阶段应着力推进经济绿色发展、加大环境治理和生态修复力度、建立动态监测预警机制、健全流域管理机制、探索建立生态补偿机制和市场机制等发展建议

关键词: 生态文明     水环境     流域协作     亮点措施    

我国流域减污降碳协同增效:路径、技术与对策

张亚捷,霍守亮,吴丰昌

《中国工程科学》 2022年 第24卷 第5期   页码 41-48 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.05.006

摘要: 流域承载了经济社会发展的巨大负荷,排放和消纳了大量温室气体和污染物,在流域尺度上推进减污降碳协同成为当前备受关注的问题。本文阐述了流域尺度上温室气体和污染物的协同减排机制,将流域划分为人工生态系统和自然生态系统,列举了不同生态系统间减污降碳协同的主要路径和重点技术,并以黄河流域、长江流域为例,分析了在流域尺度上减污降碳协同技术的具体应用情况在负排放技术、农业面源污染控制技术和水体富营养修复技术的支撑下,本文提出了细化流域水生态环境保护标准、建立监控预警和风险防控系统,构建污染源和温室气体排放源综合整治体系、健全流域管控机制,加大科技支撑力度、积极开展气候变化国际合作等对策建议,助推我国流域减污降碳协同。

关键词: 减污降碳     协同     流域     温室气体     污染物     负排放技术    

黄河流域生态保护和高质量发展协同战略体系研究

“黄河流域生态保护和高质量发展战略研究”综合组

《中国工程科学》 2022年 第24卷 第1期   页码 93-103 doi: 10.15302/J-SSCAE-2022.01.010

摘要:

水是制约黄河流域保护和发展的核心要素。基于黄河流域生态保护和高质量发展的系统性、整体性、协同性战略导向,以水为主线,研究建立黄河流域保护和发展协同战略体系,对实施黄河国家重大战略具有重要意义。本文系统评估了黄河流域保护治理取得的成效和面临的关键问题,从流域上中下游区域协同、水生态− 水环境− 水资源− 水安全− 水文化“五水”协同、生态环境治理协同、减污降碳协同、多元政策实施协同等5 个方面,构建了黄河流域生态保护和高质量发展协同战略体系。从区域协调发展的战略视角出发,研究提出了构建协调联动的政策体系、建立流域保护和发展统筹协调机制、强化市场治理机制、健全流域生态产品价值实现机制、实施减污降碳协同增效行动、实施系统性保护治理工程等措施建议

关键词: 黄河流域     生态保护     高质量发展     协同战略    

流域生态学及其应用

杨志峰

《工程(英文)》 2018年 第4卷 第5期   页码 582-583 doi: 10.1016/j.eng.2018.08.010

太湖流域平原水网区面源污染现状与控制对策

秦忠,耿清蔚,臧贵敏

《中国工程科学》 2010年 第12卷 第6期   页码 113-116

摘要: 在面源污染成因分析基础上,相应提出了太湖流域平原水网区面源污染控制的对策建议。

关键词: 太湖流域     平原水网     面源污染     控制    

标题 作者 时间 类型 操作

基于机器学习算法的模型参数区域方法在无测站流域径流模拟中的应用

吴厚发, 张建云, 鲍振鑫, 王国庆, 王文圣, 杨艳青, 王婕

期刊论文

秦巴山脉区域城乡空间流域发展策略

吴左宾,程功,王丁冉,郭乾

期刊论文

重大工程引领的黄河流域生态环境一体治理战略研究

迟妍妍,王夏晖,宝明涛,张丽苹,刘斯洋,付乐,许开鹏,王晶晶

期刊论文

流域水生态承载力理论与优化调控模型方法

彭文启

期刊论文

太湖流域农业经营集约管理研究

史健鹏,金苗,任泽,黄贤忠,李旭祥

期刊论文

辽河流域水污染治理和水环境管理技术体系构建 ——国家重大水专项在辽河流域的探索与实践

期刊论文

微水头资源开发与发电装置研究现状及趋势

张玉全,郑源,孙科,杨春霞,罗红英

期刊论文

鄱阳湖流域生态补偿机制构建的设想

陈美球,吕添贵,朱再昱,蔡海生

期刊论文

流域清洁生产及其潜力分析方法研究

谢明辉,乔琦,孙启宏

期刊论文

太湖流域印染废水为主的城镇污水处理厂提标技术研究

吴海锁,许明,张敏健,刘伟京,喻学敏,吴伟

期刊论文

基于水环境的生态文明建设模式研究——以合肥市、巢湖流域为例

温宗国,周静,岳昆

期刊论文

我国流域减污降碳协同增效:路径、技术与对策

张亚捷,霍守亮,吴丰昌

期刊论文

黄河流域生态保护和高质量发展协同战略体系研究

“黄河流域生态保护和高质量发展战略研究”综合组

期刊论文

流域生态学及其应用

杨志峰

期刊论文

太湖流域平原水网区面源污染现状与控制对策

秦忠,耿清蔚,臧贵敏

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