【摘要】：近幾十年來,我國越來越多的學(xué)者開始加大對流域水環(huán)境信息管理的研究力度和精力。但是從現(xiàn)行的研究成果來看,大多數(shù)研究都只是停留在流域水環(huán)境信息管理的方法。但是如果要是從信息管理理論的角度出發(fā),那么對流域水環(huán)境綜合信息管理的研究成果卻很匱乏。而且流域水環(huán)境在氣候變化與人類活動影響新形勢影響下發(fā)生了很多變化,與之配套地產(chǎn)生大量的流域水環(huán)境問題。這些流域水環(huán)境問題已經(jīng)給我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步造成嚴(yán)重的掣肘,因此水環(huán)境問題也就成為一個(gè)不得不解決的嚴(yán)峻而又復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問題。隨著計(jì)算機(jī)科技的突飛猛進(jìn),依托計(jì)算機(jī)技術(shù)而形成的數(shù)學(xué)模型計(jì)算也得到極大程度的發(fā)展。通過數(shù)模模擬的方法能更好地解決水環(huán)境問題。本文以流域水環(huán)境為切入點(diǎn),在對比分析了現(xiàn)階段對流域水環(huán)境綜合信息管理不足的情況下,采用了流域水環(huán)境時(shí)空同化技術(shù)和流域水環(huán)境信息傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后,在借助于水環(huán)境數(shù)值模擬的方法補(bǔ)充完善水環(huán)境綜合信息的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了一個(gè)與流域水環(huán)境綜合信息相配套的管理系統(tǒng),并在金沙江流域中得到應(yīng)用和檢驗(yàn)。論文取得的主要研究成果如下：(1)面對流域的信息與資源共享這一重大問題時(shí),需要通過分析水環(huán)境業(yè)務(wù)來構(gòu)建出與流域水環(huán)境綜合信息相配套的服務(wù)系統(tǒng),并用該系統(tǒng)的總體架構(gòu)來指導(dǎo)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。基于信息管理理論和方法,在該總架構(gòu)下,將流域大氣、水文、水情、水質(zhì)等要素的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息、歷史資料和地理信息數(shù)據(jù)建成數(shù)據(jù)庫。并基于數(shù)據(jù)庫的有效資料,通過數(shù)值模擬的方法,構(gòu)建基于大氣-水文-泥沙環(huán)境耦合的水質(zhì)模擬技術(shù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)水生態(tài)監(jiān)控三維模擬仿真系統(tǒng),最終設(shè)計(jì)構(gòu)建出與流域水環(huán)境綜合信息相配套的管理系統(tǒng)。(2)為了構(gòu)建在整個(gè)流域水環(huán)境綜合信息管理系統(tǒng)中重要的環(huán)節(jié)之一的通信手段,采用可靠的方式完成數(shù)據(jù)從監(jiān)測站到監(jiān)控中心的實(shí)時(shí)傳輸�；诹饔蛐畔鬏斁W(wǎng)絡(luò)的建網(wǎng)原則,通過建網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),結(jié)合流域信息傳輸硬件與軟件系統(tǒng),構(gòu)建出與流域水環(huán)境綜合信息相配套的傳輸網(wǎng)絡(luò),結(jié)合流域水環(huán)境信息時(shí)空同化技術(shù),建立了面向流域水環(huán)境綜合信息服務(wù)的數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫作為流域水環(huán)境綜合信息管理系統(tǒng)的組成部分,既可方便地構(gòu)造水質(zhì)預(yù)測系統(tǒng)用于對流域進(jìn)行模擬,又可應(yīng)用于水環(huán)境模擬的在線監(jiān)測,在流域水環(huán)境綜合信息管理系統(tǒng)上相互協(xié)作,為水環(huán)境的科學(xué)管理提供依據(jù)。(3)拓展了流域水環(huán)境綜合信息服務(wù)系統(tǒng)的核心技術(shù),即是從流域水環(huán)境演變與調(diào)控、水利工程對流域水環(huán)境的影響研究、水污染防治工程設(shè)計(jì)、水資源保護(hù)規(guī)劃與管理等方面研究了水環(huán)境管理的重要技術(shù)手段——通過流域水環(huán)境數(shù)值模擬定量描述流域水環(huán)境演變過程,基于流域下游流域大氣、水文、水情、水質(zhì)等要素的實(shí)時(shí)監(jiān)測信息、歷史資料和地理信息數(shù)據(jù),通過建立有限區(qū)域數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型、流域產(chǎn)流、產(chǎn)沙、產(chǎn)污模型、河道梯級多庫聯(lián)調(diào)水量水質(zhì)耦合模型、面向生態(tài)環(huán)境的梯級水庫群調(diào)度模型等,構(gòu)建基于大氣-水文-泥沙環(huán)境耦合的水質(zhì)模擬技術(shù)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)水生態(tài)監(jiān)控三維模擬仿真系統(tǒng),為流域下游流域環(huán)境安全監(jiān)控和應(yīng)急管理提供決策支持平臺。(4)基于流域水環(huán)境綜合信息服務(wù)系統(tǒng)的總體架構(gòu),構(gòu)建出的流域水環(huán)境綜合信息系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)庫、接口和中間件、系統(tǒng)界面、應(yīng)用子系統(tǒng)、配置方案、數(shù)據(jù)處理和信息共享標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)編碼、運(yùn)行和管理等內(nèi)容。將流域水環(huán)境綜合信息系統(tǒng)應(yīng)用于金沙江流域,并檢驗(yàn)其合理性。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X143
【圖文】：

一工圖１．１技術(shù)路線圖逡逑１．３．３研究中的技術(shù)難點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵技術(shù)問題逡逑本論文在研巧需要攻克レッ下幾個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)問題：逡逑（１）尺流域水環(huán)的全過程數(shù)值

流域與域內(nèi)的江河湖泊Ｗ及河流的河口之間有著十分緊密的關(guān)系。本文Ｗ長逡逑江流域?yàn)槔�，分析各耍素之間的關(guān)系。逡逑如圖２．１所巧，長江流域江湖關(guān)系較為復(fù)雜。對于龐大的長江流域來說，江逡逑河湖泊構(gòu)成了其主體的骨架，從流域域面匯入到江河湖泊中的水、泥沙、污染物逡逑等物質(zhì)，最終會通過河道的輸移匯入河口，再排除河口，歸向東海。董耀華等［６６］逡逑把長江流域按照主支流關(guān)系具體劃分為干流水體，雅碧江、順江、嘉陵江、烏江、逡逑洞庭湖、漢江、都陽湖、太湖等８個(gè)主耍支流水系。主流Ｗ及各支流水系組成了逡逑長江流域龐大的水系網(wǎng)。流域內(nèi)止地利用狀況、植被覆蓋、排污等條件的改變會逡逑對各水系的水量、含沙量及水質(zhì)狀況產(chǎn)生很大的影響［９２１。逡逑、＇乃特＾細(xì)言務(wù)逡逑◎邋ｅ遂談的去％站，義＾鋪游逡逑ｉ逡逑長沈流域水系樹逡逑圖２．１長江流域圖逡逑洞庭湖作為長江水系的一個(gè)重要組成部分，其在長江中下游地區(qū)防洪中扮演逡逑著重要的角色，由于洞庭湖的調(diào)蓄，長江及四水的的洪峰得Ｗ削減。同時(shí)，由于逡逑主流自然狀態(tài)的改變，比如說蘭峽大項(xiàng)的建立，也會對洞庭湖區(qū)產(chǎn)生極大的影響。逡逑同時(shí)

＝峽工程蓄水運(yùn)行后，由于來流過程變化加之來沙量減少，干流河道和分流逡逑河道發(fā)生不同形式?jīng)_巇變化，水位流量關(guān)系發(fā)生調(diào)整，王口分流量在水庫蓄水后逡逑也發(fā)生明顯變化（見圖２．３）。逡逑８０００邋邐逡逑７０００邋邐邋？邋２００３－２００７邐邐邐？邐逡逑？Ｉ邋６０００邋——。２00８￣２0。邐——！＿逡逑Ｉ邋５。。。邐。＾巡寺各＊邐逡逑Ｓ：：邋—邐：￣＾Ｅ￣邐：逡逑２０００邋．．．—逡逑１０００邋邐—邐逡逑０邋－逡逑１０００邐１１０００邐２１０００邐３１０００邐４１０００邐５１０００邐６１０００逡逑枝城流量（ｎｒＶｓ）逡逑（ａ）

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本文編號：2755725