基于復雜系統(tǒng)理論的近海水環(huán)境容量研究.pdf

1、隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口的激增，使得近岸海域的污染日趨嚴重，為了有效地控制近岸海域的污染，就必須掌握其特征和規(guī)律，并在此基礎上合理確定近海水環(huán)境容量。本文以天津市近岸海域為研究對象，完全依據(jù)環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，通過對復雜系統(tǒng)理論的研究和計算機軟件的應用，成功實現(xiàn)了對近海水質的分析、預測和評價，并提出了計算近海水環(huán)境容量的新方法，為近海污染總量控制和環(huán)境管理提供了決策依據(jù)。
　　 首先，通過對分形理論的研究，采用重標極差分析方法

2、對近海各水環(huán)境監(jiān)測點的COD和無機氮時間序列進行分析，計算其Hurst指數(shù)H，結果顯示其Hurst指數(shù)H均在0.80左右，表明近海水污染物時間序列變化具有明顯的分形特征；然后，采用多重分形維數(shù)譜方法對近海水污染物空間分布特征進行分析，通過多重分形矩方法計算近海20個水環(huán)境監(jiān)測點的COD監(jiān)測數(shù)據(jù)的多重分形維數(shù)譜函數(shù)f(α)，計算結果顯示其α(q)-f(α)曲線為一連續(xù)上凸曲線，表明近海水污染物的空間分布為連續(xù)多重分形分布。
　　

3、其次，在證明近海COD時間序列具有分形特征的基礎上，根據(jù)分形拼貼定理，由基于仿射變換的分形插值方法求取各歷史時間階段水質變化的迭代函數(shù)系，然后根據(jù)近海水質變化的年周期性，對上述求得的迭代函數(shù)系加權求和，得到預測年份水質變化的統(tǒng)計意義上的迭代函數(shù)系，從而建立近海水質的分形預測模型，最后應用隨機迭代算法求得預測年份水質變化曲線的吸引子，對近海水質進行預測，預測結果顯示平均預測誤差為24.4％。
　　 再次，本文通過對非線性映射理論及

4、技術進行深入學習，以DPS軟件為工具，建立了近海水質綜合評價的新模型。首先，通過非線性映射理論對高維水質監(jiān)測數(shù)據(jù)進行非線性變換，得到二維映射值并將其描繪在平面坐標上；然后，根據(jù)映射點之間的位置關系進行分類，從而實現(xiàn)對近海水質的準確評價。
　　 最后，在分析近海有機物空間分布具有連續(xù)多重分形分布特征的基礎上，本文通過對分形曲面插值算法的研究，提出了近海有機物濃度估值的分形曲面插值算法模型，并在MATLAB上編制相關程序對近海有機物