目錄
第1章 緒論 1
1.1 河流水華及判別標準 2
1.2 河流水華研究進展 3
1.2.1 暴發(fā)成因 3
1.2.2 水華監(jiān)測 8
1.2.3 模擬預測 10
1.2.4 防控調度 15
參考文獻 16
第2章 區(qū)域概況和水華監(jiān)測 25
2.1 漢江中下游區(qū)域概況 26
2.1.1 流域水系 26
2.1.2 氣象 27
2.1.3 水文 28
2.1.4 泥沙 32
2.1.5 梯級水利樞紐 34
2.1.6 引調水工程 37
2.1.7 水環(huán)境狀況 38
2.1.8 漢江中下游主要生態(tài)環(huán)境問題 40
2.2 漢江中下游水華監(jiān)測 43
2.2.1 人工監(jiān)測 43
2.2.2 自動監(jiān)測 60
參考文獻 62
第3章 漢江中下游水華特征 63
3.1 漢江中下游水華發(fā)展演變特征 64
3.2 漢江中下游水華特性及優(yōu)勢藻種 66
參考文獻 68
第4章 漢江中下游水華生成成因分析 69
4.1 漢江中下游水華暴發(fā)成因 70
4.1.1 充足的營養(yǎng)鹽 70
4.1.2 晴好的天氣 72
4.1.3 緩慢的水流 74
4.2 漢江中下游水華消退原因 79
4.2.1 天氣變化 79
4.2.2 水流條件變化 80
4.2.3 營養(yǎng)鹽限制 81
4.2.4 生物作用 82
4.3 積溫效應對漢江中下游水華影響 82
4.3.1 實驗方案設計 83
4.3.2 冠盤藻細胞的測量及計算方法 85
4.3.3 實驗數(shù)據(jù)處理分析 88
4.3.4 結果討論 90
4.4 長江水位頂托對漢江中下游水華影響 91
4.4.1 長江對漢江水位頂托規(guī)律 91
4.4.2 長江對漢江水位頂托影響下水動力減弱效應 103
4.4.3 水位頂托影響下水動力減弱與水華關系研究 106
4.5 水溫變化對漢江中下游水華的影響 108
參考文獻 110
第5章 水華生消的關鍵環(huán)境因子及其貢獻 111
5.1 研究方法 112
5.1.1 Spearman相關系數(shù) 112
5.1.2 偏最小二乘回歸模型 112
5.1.3 偏最小二乘路徑模型 113
5.2 研究數(shù)據(jù) 114
5.3 春季水華生消關鍵環(huán)境因子及其貢獻 115
5.3.1 春季水華和各環(huán)境因子變化特征分析 115
5.3.2 春季水華和各環(huán)境因子相關性分析 118
5.3.3 關鍵環(huán)境因子對春季水華貢獻程度分析 118
5.3.4 關鍵環(huán)境因子對春季水華影響路徑分析 120
5.4 夏季水華生消關鍵環(huán)境因子及其貢獻 121
5.4.1 夏季水華和各環(huán)境因子變化特征分析 121
5.4.2 夏季水華與各環(huán)境因子相關性分析 123
5.4.3 關鍵環(huán)境因子對夏季水華貢獻程度分析 124
5.4.4 關鍵環(huán)境因子對夏季水華影響路徑分析 124
5.5 小結 126
參考文獻 126
第6章 基于藻類生長適宜度評價的水華預測模型 129
6.1 水華暴發(fā)的主要環(huán)境因子閾值研究 130
6.1.1 水華暴發(fā)時葉綠素a濃度臨界值 130
6.1.2 散點圖法求水華暴發(fā)環(huán)境因子閾值 130
6.1.3 ROC曲線法求水華暴發(fā)環(huán)境因子閾值 132
6.1.4 水華暴發(fā)環(huán)境因子閾值確定 137
6.2 藻類生長的環(huán)境適宜度指數(shù) 137
6.3 藻類生長的環(huán)境適宜度曲線 138
6.4 模型架構與參數(shù)設置 140
6.4.1 模型架構 140
6.4.2 工作流程 141
6.4.3 數(shù)據(jù)預處理 141
6.4.4 預測步長設置 142
6.4.5 模型參數(shù) 144
6.4.6 優(yōu)化算法 146
6.4.7 模型評價指標 146
6.5 模型效果評價 146
6.6 漢江中下游2024年春季水華預測案例 150
參考文獻 152
第7章 基于深度學習算法的水華預測模型 153
7.1 算法介紹 154
7.1.1 循環(huán)神經網(wǎng)絡 154
7.1.2 長短期記憶網(wǎng)絡 155
7.2 模型架構與實驗設計 156
7.2.1 工作流程 156
7.2.2 數(shù)據(jù)處理 157
7.2.3 模型輸入因子選取 158
7.2.4 數(shù)據(jù)集劃分 158
7.2.5 損失函數(shù)和優(yōu)化算法 158
7.2.6 防過擬合策略 159
7.2.7 實驗環(huán)境 159
7.3 模型評價指標 159
7.4 不同方案模型精度對比 160
7.5 模型預測效果評估 167
參考文獻 168
第8章 控制水華的水工程應急調度 169
8.1 應急調度指標及其閾值 170
8.1.1 應急調度的目標區(qū)域 170
8.1.2 抑制水華的生態(tài)調度指標 170
8.1.3 抑制水華生態(tài)調度的指標閾值 171
8.2 促進水華消退的應急調度方案 176
8.2.1 生態(tài)調度時機 176
8.2.2 生態(tài)調度方案 177
8.2.3 調度持續(xù)時間 180
8.3 漢江中下游抑制水華應急調度效果評估 182
8.3.1 2018年應急調度及效果評估 182
8.3.2 2021年應急調度及效果評估 192
參考文獻 201