结构-功能耦合下的城市水系连通方案两阶段优化          下载免费PDF全文

窦明  宋孙娟  石亚欣  靳梦 《水科学进展》2022,33(1):79-90

传统水系连通方案编制主要以水系结构为主导,忽略了连通后对水系功能的影响,本文在进行城市水系布局时,将水系连通形状和连通功能两部分纳为一体来制定水系连通方案。基于中心性评价方法,提出河段重要性计算方法来定量刻画河段重要性;借助隶属度函数建立连通功能及其表征参数的函数关系,据此量化水系连通功能效果;以河网连通功能达标率和水系连通性满足度为优选目标,建立结构-功能耦合下的水系连通方案两阶段优化模型,优选最佳闸门联合调度方案。以清潩河许昌段为实例,优化原河网及不同水系连通情景的连通性。研究表明：经过优化后,原河网清潩河水系连通性总体较好,但护城河附近和饮马河的连通性较差;连通护城河和清泥河、连通饮马河和小洪河能极大地提升护城河附近和饮马河的水系连通性。  相似文献   

基于小波神经网络耦合模型对云南星云湖富营养化气象驱动因子的分析     

潘佳敏  冯禹昊  谢平  方精云 《湖泊科学》2021,33(2):428-438

气象因子是影响湖泊富营养化的重要因素,而湖泊富营养化对人群健康、生态系统和社会经济等均有负面影响.本文基于统计资料及遥感数据,结合Morlet小波分析和BP多层前馈神经网络(BP神经网络)构建了不同时间尺度下的小波神经网络耦合模型,分析了19862011年云南星云湖水华强度变化与月降雨量、月平均气温、月平均风速、月日照...  相似文献   

Mesozooplankton biomass and grazing responses to Cyclone Opal, a subtropical mesoscale eddy     

Michael R. Landry  Moira Decima  Melinda P. Simmons  Cecelia C.S. Hannides  Emy Daniels 《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》2008,55(10-13):1378

As part of E-Flux III cruise studies in March 2005, plankton net collections were made to assess the effects of a cyclonic cold-core eddy (Cyclone Opal) on the biomass and grazing of mesozooplankton. Mesozooplankton biomass in the central region of Cyclone Opal, an area of uplifted nutricline and a subsurface diatom bloom, averaged 0.80±0.24 and 1.51±0.59 g DW m⁻², for day and night tows, respectively. These biomass estimates were about 80% higher than control (OUT) stations, with increases more or less proportionately distributed among size classes from 0.2 to >5 mm. Though elevated relative to surrounding waters south of the Hawaiian Islands (Hawai’i lee), total biomass and size distribution in Cyclone Opal were almost exactly the same as contemporary measurements made at Stn. ALOHA, 100 km north of the islands, by the HOT (Hawaii Ocean Time-series) Program. Mesozooplankton biomass and community composition at the OUT stations were also similar to ALOHA values from 1994 to 1996, preceding a recent decadal increase. These comparisons may therefore provide insight into production characteristics or biomass gradients associated with decadal changes at Stn. ALOHA. Gut fluorescence estimates were higher in Opal than in ambient waters, translating to grazing impacts of 0.11±0.02 d⁻¹ (IN) versus 0.03±0.01 d⁻¹ (OUT). Over the depth-integrated euphotic zone, mesozooplankton accounted for 30% of the combined grazing losses of phytoplankton to micro- and meso-herbivores in Opal, as compared to 13% at control stations. Estimates of active export flux by migrating zooplankton averaged 0.81 mmol C m⁻² d⁻¹ in Cyclone Opal and 0.37 mmol C m⁻² d⁻¹ at OUT stations, 53% and 24%, respectively, of the carbon export measured by passive sediment traps. Migrants also exported 0.18 mmol N m⁻² d⁻¹ (117% of trap N flux) in Cyclone Opal compared to 0.08 mmol N m⁻² d⁻¹ (51% of trap flux) at control stations. Overall, the food-web importance of mesozooplankton increased in Cyclone Opal both in absolute and relative terms. Diel migrants provided evidence for enhanced export flux in the eddy that was missed by sediment trap and ²³⁴Th techniques, and migrant-mediated flux was the major export term in the observed bloom-perturbation response and N mass balance of the eddy.  相似文献   

大气污染物排放量与颗粒物环境空气质量的空间非协同耦合研究——以武汉市为例     

张金亭  赵玉丹  田扬戈  何青青  庄艳华  彭韵羲  洪松 《地理科学进展》2019,38(4):612-624

针对区域大气污染物排放量与空气质量在时空分布上存在不完全协同、匹配的现象,论文选择SO₂、NO_X、PM_2.5、CO和VOCs作为大气污染物指标,选择气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth, AOD)表征颗粒物环境空气质量,以武汉市为例,综合应用耦合模型和空间错位指数模型研究2类指标之间的空间非协同耦合规律。主要结论如下：① 武汉市大气污染物排放量与颗粒物空气质量具有不同空间分布特征,大气污染物排放量呈现由城市中心城区向远城区递减的趋势,其中SO₂、PM_2.5和VOCs的排放具有明显的中心聚集现象,而NO_X和CO聚集现象不显著,且与道路分布明显相关;AOD分布具有明显的空间差异性,总体上呈由西北向东南依次递减的趋势。② 武汉市大气污染物排放与颗粒物空气质量的空间非协同耦合规律：越靠近城市中心城区,空间协同耦合现象越显著,空间错位现象越弱;越远离主城区,空间非协同耦合现象越显著,空间错位现象越显著;SO₂排放量与AOD在武汉市远城区的空间错位指数均大于0.7,且耦合度指数小于0.3,呈现较强的非协同耦合特征,NO_X、VOCs、PM_2.5的排放量与AOD在武汉中心城区的空间错位指数均小于0.5,且耦合度指数大于0.5,协同耦合现象较为显著。③ 基于时空非协同耦合分析城市大气环境污染治理建议：针对污染物与AOD空间错位不显著的城市中心城区,以本地减排治理为主;针对污染物与AOD空间错位显著的远城区,应在污染溯源分析的基础上进行区域协调综合治理。  相似文献   

区域可持续发展能力的能值与(火用)耦合分析模型构建     

樊新刚  仲俊涛  杨美玲  文琦  马振宁  米文宝 《地理学报》2019,74(10):2062-2077

可持续发展能力评价方法是识别人地协同规律、支撑科学决策的重要工具和热点需求。通过文献回顾与理论分析框架构建,耦合能值及?方法,提出自组织能力指数（SO）、生态压力指数（EP）、可持续发展能力指数（SC）构成的,基于热力学理论的可持续发展能力分析模型,利用文献荟萃法筛选17个典型发达国家1985年状态值计算SO与EP阈值,划分了4个阶段。利用中美两国1985-2015年特征对比验证,结果显示：① 2005年以前中国属“低自组织能力、低生态压力”阶段,之后进入“低自组织能力、高生态压力”阶段,存在低生态效率、规模扩张驱动特征;美国一直属“高自组织能力、高生态压力”阶段,存在高生态效率驱动、经济与生态脱钩特征,与全球生态足迹网络和世界自然基金会等的研究结果一致,模型具有较好适应性和可靠性。② 模型利用“获得?量/输入能值量”表达经济社会生态效率、“经济社会?损耗量/生态系统年产?量”表达生态压力,连接了经济社会对生态基底的熵化路径,可识别区域所处可持续发展阶段、分析水平变化和驱动因素。③ 模型以人类与生态并重的视角,从深度上反映经济社会的生态效率、从广度上评价生态空间被占用比例,具有宏观规模与微观效率分析相结合的优势,是对经典方法的补充。  相似文献   

旅游地快速交通优势度与旅游流强度的空间耦合分析   总被引：6，自引：2，他引：4  

郭向阳  穆学青  明庆忠  丁正山  胡美娟 《地理研究》2019,38(5):1119-1135

以典型旅游地—云南省为研究案例,以高德交通大数据、统计数据等多源数据为基础,依据“路网及站点密度+通行规模+通行功能+区位优势度+换乘便捷度”的思路,构建快速交通优势度模型;基于旅游流“规模→消费→效益→效应”的历时性维度构建旅游流强度模型;采用加权TOPSIS法对二者评价值进行测算,并运用耦合四象限模型对两者耦合类型进行划分。结果发现：① 快速交通与旅游流耦合存在显著空间差异性。昆明、红河和丽江呈现良性耦合协调,耦合类型表现为“高旅游流-高快速交通优势”,而旅游化水平低、远离交通枢纽和主要交通干线的边缘地区,旅游流与快速交通耦合效应则表现为“低旅游流-低快速交通优势”。② 快速交通优势度与旅游流强度呈正相关关系,不同快速交通方式与旅游流强度的拟合优度表现为“航空运输>高速公路>高速铁路”的特征。③ 云南省快速交通优势度与旅游流强度耦合水平总体偏低,快速交通发展的主导模式为协调互补模式,且缘于快速交通的“时间-空间收敛”效应和“组织-空间协同”效应,快速交通组合类型多样化与旅游流强度存在正相关关系。不同快速交通发展模式对旅游流强度的贡献效应表现出“多元共生模式>协调互补模式>单类孤立模式>低速交通维持模式”的特征。  相似文献   

山区农村土地利用转型与小农经济变迁耦合机理   总被引：1，自引：0，他引：1  

苏康传  杨庆媛  张佰林  张忠训 《地理研究》2019,38(2):399-413

通过山区土地利用转型与小农经济变迁的耦合关系分析,可以揭示山区人地关系的变化过程和机理。随着工业化、城镇化的快速推进,山区农村人地关系发生深刻变化,小农经济变迁驱动土地利用转型,土地利用转型进一步促进小农经济变迁。在阐述土地利用转型及小农经济变迁内涵和特征基础上,结合实证探讨二者间的耦合机理,以期为乡村振兴战略的实施提供理论支撑和现实参考。研究表明：① 山区农村土地利用转型与小农经济变迁相互影响,耦合演进。② 山区农村土地利用转型重点体现在农村宅基地、耕地及林地三类用地上。③ 中国小农经济已发生四次变迁,而山区小农经济变迁在第四次中表现较为明显,其阶段特征主要为农村人口向城镇迁移,土地流转频繁,土地规模经营趋势增强。④ 山区小农经济变迁引发耕地空间形态及功能转型,山区耕地转型进一步促进小农经济变迁。⑤ 山区小农经济变迁及农户生计策略非农化转变促使农户对宅基地结构及功能的需求发生变化;闲置废弃宅基地综合整治可显化农村土地资产价值,增加农民土地财产性收入,促进小农经济变迁。⑥ 通过云南省砚山县耕地利用转型案例剖析,验证了本文提出的山区农村土地利用转型与小农经济变迁的耦合机理。  相似文献   

产业集聚与城镇空间格局的耦合关系及时空演化——以长三角区域为例   总被引：3，自引：1，他引：2  

曹炳汝  孙巧 《地理研究》2019,38(12):3055-3070

产业集聚与城镇空间格局的变动之间存在着密切的联系。针对两者之间的耦合关系及时空演化问题,构建区域产业集聚与城镇空间格局演化综合评价指标,并利用1990—2016年长三角区域16个城市的统计数据,基于面板回归模型和空间重心模型探究两系统之间演化的互动作用关系和时空演化。结果表明：长三角区域的产业集聚与城镇空间格局间存在较显著的耦合关系;长三角区域各市区的耦合协调度及空间匹配度均稳步提升,但长三角区域耦合协调发展程度不够均衡,长三角南部的耦合协调的发展程度稍弱于长三角区域北部的发展;在近几十年的发展中,长三角北部地区逐渐形成以上海-南京为轴线的耦合协调发展区域,整个长三角区域的耦合协调则呈现“Z”字形特征。  相似文献   

东北三省城市土地利用效益评价及耦合协调关系研究   总被引：3，自引：1，他引：2  

田俊峰  王彬燕  王士君 《地理科学》2019,39(2):305-315

在阐述城市土地利用效益系统耦合协调性内涵及其交互作用机理的基础上,构建综合评价指标体系,运用均方差决策法、耦合协调度模型,对东北三省2003~2015年城市土地利用综合效益及其主成分间耦合协调关系进行测度,并分析其时空演化过程。研究认为：① 城市土地利用综合效益表现出随时间“先升后降”的特征,区内三省间差异明显,中心和门户城市长期处于较高水平。② 城市土地利用经济效益亦存在“先升后降”的时序变化特征,空间上表现为“南高北低”,低值区范围缩减明显;社会效益差异不显著,在南北方向上表现出“凸”字型分布特征;区域生态环境效益整体较高,高值区由集中趋向分散。③ 城市土地利用经济、社会、生态环境效益间耦合协调关系在各时间节点均表现为失调,且以中度失调为主,但中心城市和门户城市的三效益耦合协调关系相对较好,向协调方向发展,哈长与辽中南城市群地区协调性优于其他区域,吉林省与辽宁省东部的部分城市协调关系趋向恶化。④ 城市土地利用效益间关系失调主要受复合因素的作用,经济效益滞后是制约土地利用效益耦合协调关系提升的主因,生态环境效益滞后不是限制土地利用效益耦合协调性提升的主要因素。  相似文献   

An efficient and robust approach to predict ship self-propulsion coefficients     

《Applied Ocean Research》2019

Achieving a reliable and accurate numerical prediction of the self-propulsion performance of a ship is still an open problem that poses some relevant issues. Several CFD methods, ranging from boundary element methods (BEM) to higher-fidelity viscous Reynolds averaged Navier–Stokes (RANS) based solvers, can be used to accurately analyze the separate problems, i.e. the open water propeller and the hull calm water resistance. However, when the fully-coupled self-propulsion problem is considered, i.e. the hull advancing at uniform speed propelled by its own propulsion system, several complexities rise up. Typical flow simplifications adopted to speed-up the simulations of the single analysis (hull and propeller separately) lose their validity requiring a more complex solver to tackle the fully-coupled problem. The complexity rises up further when considering a maneuver condition. This aspect increases the computational burden and, consequently, the required time which becomes prohibitive in a preliminary ship design stage.The majority of the simplified methods proposed in literature to include propeller effects, without directly solve the propeller flow, in a high-fidelity viscous solver are not able to provide all the commonly required self-propulsion coefficients. In this work, a new method to enrich the results from a body force based approach is proposed and investigated, with the aim to reduce as much as possible the computational burden without losing any useful result. This procedure is tested for validation on the KCS hull form in self-propulsion and maneuver conditions.  相似文献