數(shù)字水利環(huán)境工程應(yīng)用

前言

　　本書是河南省杰出青年基金項(xiàng)目的研究成果，研究過程得到了德國學(xué)術(shù)交流中心（DAAD）、英國皇家學(xué)會(huì)王寬誠基金會(huì)的資助，出版得到了華夏英才出版基金的資助。本書在理論上主要解決了世界上多沙河流建庫后，在庫區(qū)與懸河段所誘發(fā)的水文效應(yīng)及其它對(duì)附近生態(tài)脆弱區(qū)的影響機(jī)理與其監(jiān)測(cè)預(yù)警，為流域脆弱生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)提供科學(xué)基礎(chǔ)，具有重要的基礎(chǔ)研究價(jià)值，并由于黃河多沙、懸河的特殊性而有理論特色，在我國江河環(huán)境影響研究領(lǐng)域具有鮮明的特色。本書也是我們利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行水利工程環(huán)境影響監(jiān)測(cè)與預(yù)警的一次有益嘗試?！　?shù)字水利環(huán)境工程是一門新興的學(xué)科，是計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)及其相關(guān)現(xiàn)代信息技術(shù)與水利工程環(huán)境影響研究相結(jié)合的產(chǎn)物。本書主要就是以黃河小浪底工程對(duì)環(huán)境影響研究為例，進(jìn)行深入而系統(tǒng)地?cái)?shù)字水利環(huán)境工程應(yīng)用研究，為我國其他大江大河數(shù)字水利環(huán)境工程應(yīng)用研究提供重要的借鑒。本書相關(guān)內(nèi)容也是“數(shù)字黃河”研究的重要組成部分?！　〗⒘嘶贕IS的工程移民決策支持系統(tǒng)的框架體系，重點(diǎn)是數(shù)據(jù)管理和模型管理。在研究工程移民決策現(xiàn)狀、問題和發(fā)展之后，甄別出需要決策支持的主要方面，并運(yùn)用決策支持系統(tǒng)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)和多媒體技術(shù)，根據(jù)工程移民決策的特點(diǎn)和要求，建立了基于GIS的決尺支持系統(tǒng)的框架，設(shè)計(jì)了工程移民多媒體數(shù)據(jù)庫的框架。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了適用于工程移民的模型，并運(yùn)用基于文件的方式建立了模型庫及其管理系統(tǒng)。　　探討了建立灰色概率分布的參數(shù)估計(jì)方法。建立了灰色一隨機(jī)風(fēng)險(xiǎn)率的表達(dá)形式及其計(jì)算方法。提出了河流水質(zhì)評(píng)價(jià)的灰色一隨機(jī)風(fēng)險(xiǎn)率方法，該方法既描述了河流水質(zhì)污染變化的隨機(jī)性與不確定性，又刻畫了河流水質(zhì)變化的灰色不確定性。選擇典型河段黃河孟津至花園口河段進(jìn)行了水質(zhì)模擬應(yīng)用研究，對(duì)該河段匯流區(qū)間中長期污染負(fù)荷以及該河段控制斷面2010年水質(zhì)趨勢(shì)作了模擬預(yù)測(cè)?！　〗⒘它S河小浪底庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警信息系統(tǒng)。由于黃河小浪底工程是一項(xiàng)大型綜合開發(fā)利用的水利工程，庫區(qū)淹沒涉及晉、豫兩省8縣（市），淹沒面積大，影響因素多，影響范圍廣，尤其在工程啟用后，區(qū)域環(huán)境狀況和河流水文情勢(shì)將發(fā)生一系列變化，在較大范圍內(nèi)改變區(qū)域的環(huán)境生態(tài)平衡。目前，庫區(qū)及下游河段已成為河南、山東兩省沿黃城市群的重要取水水源地，水質(zhì)的好壞將對(duì)兩岸居民生存環(huán)境產(chǎn)生很大影響，也會(huì)對(duì)兩岸工農(nóng)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生制約作用。對(duì)系統(tǒng)的需求進(jìn)行了分析，然后從軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)的角度，對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)及組成模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

內(nèi)容概要

　　《數(shù)字水利環(huán)境工程應(yīng)用：以黃河小浪底工程為例》為河南省杰出青年基金項(xiàng)目的研究成果，《數(shù)字水利環(huán)境工程應(yīng)用：以黃河小浪底工程為例》中運(yùn)用系統(tǒng)工程、可持續(xù)發(fā)展論與GIS相關(guān)原理與方法，探討了多泥沙河流建庫環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)集成的體系結(jié)構(gòu)、功能組分、方法等，建立了基于GIS工程的移民決策支持系統(tǒng)框架體系，探討了建立灰色概率分布的參數(shù)估計(jì)方法；運(yùn)用GIS與信息集成技術(shù)設(shè)計(jì)了黃河小浪底工程環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警信息系統(tǒng)框架等。

書籍目錄

前言第一章 水利工程環(huán)境影響監(jiān)測(cè)預(yù)警的理論與方法第一節(jié) 水利工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)預(yù)警理論概述第二節(jié) 監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施規(guī)劃與設(shè)計(jì)的目的、原則第三節(jié) 生態(tài)與環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警規(guī)劃與設(shè)計(jì)第四節(jié) 監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)體系第五節(jié) 監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)管理第二章 水利工程移民決策支持系統(tǒng)第一節(jié) 水利工程移民決策支持的方法與內(nèi)容第二節(jié) 系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)第三節(jié) 水利工程移民決策支持的數(shù)據(jù)管理第四節(jié) 水利工程移民決策支持模型第三章 小浪底庫區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警信息系統(tǒng)第一節(jié) 系統(tǒng)需求分析第二節(jié) 軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)第四章 黃河下游水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與預(yù)警第一節(jié) 現(xiàn)行河流水質(zhì)評(píng)價(jià)方法述評(píng)第二節(jié) 灰色概率分布的基本概念體系第三節(jié) 灰色概率分布的統(tǒng)計(jì)推斷第四節(jié) 灰色-隨機(jī)風(fēng)險(xiǎn)率的量化方法第五節(jié) 灰色-隨機(jī)風(fēng)險(xiǎn)率評(píng)價(jià)的原理和模型第六節(jié) 實(shí)際算例第七節(jié) 小浪底水庫下游水質(zhì)預(yù)測(cè)第五章 環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié) EMAGIS總體設(shè)計(jì)第二節(jié) EMAGIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與建立第三節(jié) 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)第六章 環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警應(yīng)用模型與集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié) 小浪底對(duì)環(huán)境影響監(jiān)測(cè)預(yù)警部分應(yīng)用模型研究第二節(jié) 模型管理第三節(jié) 集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七章 水利工程環(huán)境影響區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展研究第一節(jié) 流域可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)調(diào)控第二節(jié) 小浪底工程環(huán)境影響區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展宏觀對(duì)策第三節(jié) 小浪底工程環(huán)境影響區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)分析主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章　水利工程環(huán)境影響監(jiān)測(cè)預(yù)警的理論與方法　　第一節(jié)　水利工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)預(yù)警理論概述　　一、數(shù)字水利環(huán)境工程概述　　人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展是解決人、資源、環(huán)境和發(fā)展的平穩(wěn)關(guān)系，而這依賴于人類對(duì)資源和環(huán)境的深刻認(rèn)識(shí)，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)為人類認(rèn)識(shí)環(huán)境提供了先進(jìn)的工具?！　∷こ淌菄窠?jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施，它是一個(gè)信息密集型的行業(yè)。充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)和廣泛利用水利信息資源，如水利信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和服務(wù)等，可以提高信息采集、傳輸?shù)臅r(shí)效性和自動(dòng)化水平?！　?shù)字水利環(huán)境工程是對(duì)水利工程環(huán)境影響進(jìn)行數(shù)字化、信息化，它是一門新興的學(xué)科，也是計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)及其相關(guān)現(xiàn)代信息技術(shù)與水利工程環(huán)境影響研究相結(jié)合的產(chǎn)物。數(shù)字水利環(huán)境工程借助地理信息系統(tǒng)技術(shù)、決策支持系統(tǒng)技術(shù)、多媒體技術(shù)等現(xiàn)代化手段及傳統(tǒng)手段對(duì)水利工程流域及其相關(guān)地區(qū)的自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等要素構(gòu)建一體化的數(shù)字集成平臺(tái)和虛擬環(huán)境，以功能強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件和數(shù)學(xué)模型對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)警的數(shù)字集成平臺(tái)和虛擬環(huán)境，以功能強(qiáng)大的系統(tǒng)軟件和數(shù)學(xué)模型對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)警進(jìn)行模擬、分析和研究，并在可視化的條件下提供決策支持，增強(qiáng)決策的科學(xué)性和預(yù)見性?！　?shù)字水利環(huán)境工程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理、數(shù)學(xué)模擬和決策支持等多個(gè)環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)采集是工程建設(shè)的基礎(chǔ)，應(yīng)具備廣泛、快捷、應(yīng)時(shí)的功能；數(shù)據(jù)傳輸就是通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，根據(jù)各種數(shù)據(jù)的要求選擇合適的通信方式；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理目前主要用分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)；數(shù)學(xué)模擬就是對(duì)水流及泥沙運(yùn)動(dòng)、生態(tài)及水環(huán)境變化等都能進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，為準(zhǔn)確揭示和把握水利工程各種現(xiàn)象及其內(nèi)在規(guī)律提供了先進(jìn)的技術(shù)手段；決策支持系統(tǒng)在建立內(nèi)容全面的知識(shí)庫的條件下，由數(shù)學(xué)模擬的方案進(jìn)行優(yōu)化分析，從而選擇可行的方案。

編輯推薦

　　《數(shù)字水利環(huán)境工程應(yīng)用：以黃河小浪底工程為例》可供環(huán)境科學(xué)、水電工程學(xué)、生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、地理學(xué)等領(lǐng)域的科研人員以及其他建設(shè)工程的決策者和管理人員閱讀參考。

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