本文關(guān)鍵詞：寒區(qū)湖泊冰蓋下溶解氧濃度垂直分布模型的探究

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【摘要】：溶解氧(Dissolved Oxygen,DO)是各種水生物呼吸代謝的基礎(chǔ),溶解氧濃度的高低也是決定湖泊水體質(zhì)量的重要指標(biāo),它與水生生物的生存繁殖和水體的自然凈化有著密切的聯(lián)系。在冰覆蓋的湖泊中,溶解氧不但是一個(gè)重要的生態(tài)參數(shù),也是與大氣隔離的水體中水氣交換過程的重要參數(shù)之一。水體中的溶解氧動(dòng)力學(xué)是一個(gè)涉及物理和生物相互作用的復(fù)雜過程,了解結(jié)冰湖冰蓋下溶解氧濃度的動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì),可以為總結(jié)水體中溶解氧濃度變化規(guī)律的函數(shù)解析提供很好的理論依據(jù)。本論文的工作內(nèi)容與取得的主要研究結(jié)果如下:首先,依據(jù)2011年冬季芬蘭Valkea-Kotinen湖冰蓋下溶解氧濃度的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù),繪制該湖冰蓋下不同時(shí)刻溶解氧濃度的垂直分布剖面圖形。通過觀察大量剖面圖形中溶解氧濃度的垂直變化規(guī)律特征,發(fā)現(xiàn)冰封初期各時(shí)刻溶解氧濃度隨水體深度的增加而逐漸降低。冰封初期冰蓋下溶解氧濃度的變化規(guī)律比較符合“S”型特征的Logistic曲線,因此建立了描述冰封初期冰蓋下溶解氧濃度垂直分布的Logistic模型。為了辨識(shí)該模型中相關(guān)參數(shù),提出了一類迭代逼近算法辨識(shí)Logistic模型的最優(yōu)參數(shù)值。其次,對(duì)不同階段溶解氧濃度的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)作進(jìn)一步分析,發(fā)現(xiàn)隨著冰封持續(xù)時(shí)間的增長(zhǎng),溶解氧濃度逐漸降低,其峰值(拐點(diǎn))變得越來越低。根據(jù)溶解氧濃度這一變化特征,對(duì)整個(gè)觀測(cè)期建立了更為準(zhǔn)確的冰蓋下溶解氧濃度時(shí)空變化規(guī)律的正態(tài)分布數(shù)值模型,并辨識(shí)出該模型中的三個(gè)特征參數(shù)是依賴于冰封時(shí)間t變化的關(guān)系式。由正態(tài)分布模型數(shù)值模擬出冰蓋下溶解氧濃度的計(jì)算值與實(shí)測(cè)值吻合效果較好,繪制出的溶解氧濃度曲面和等值線圖形更光滑,因此該模型能夠更好的描述芬蘭Valkea-Kotinen湖冰蓋下溶解氧濃度的時(shí)空變化規(guī)律特征,最后對(duì)各時(shí)刻溶解氧濃度的變化規(guī)律進(jìn)行特征統(tǒng)計(jì)分析。
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X143;O211.3

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