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基于SD-GIS 的水污染事故水质时空模拟研究.doc

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基于SD-GIS 的水污染事故水质时空模拟研究.doc

-----专业文档,值得下载!-----------专业文档,值得珍藏!------基于SD-GIS的水污染事故水质时空模拟研究[1]张波1,2,孙强2,李顺2,3,王利强2,虞朝晖2(1.中国科学院遥感应用研究所,北京100101;2.国家环境保护总局信息中心,北京100029;3.北京师范大学资源学院,北京100875)摘要:将一维河流水质系统动力学模型用于水质模拟,建立SD和GIS关联的概念框架,并基于组件式GIS和SD模型开发水污染事故水质模拟实验系统;以2005年11月发生的松花江水污染事故为例,对特征污染物硝基苯浓度的时空变化进行了动态仿真模拟。结果显示:通过建立SD和GIS的关联,能够实现水污染事故中污染物的时空分布模拟,以及基于模型参数的模型调控与情景分析,为突发水污染事故应急措施方案的优选提供科学、可行的依据。关键词:系统动力学;地理信息系统;水污染事故;时空模拟;松花江中图法分类号:TP79/X55文献标识码:A一、引言水污染事故是我国环境事故最主要的类型之一。它的发生不但导致水体水质恶化,影响水资源的有效利用,而且使社会、经济的正常活动受到影响,对水生态环境造成严重危害。水污染事故发生后,污染物进入水体随水流迁移过程中受到水力、水文、物理、化学和生物等诸多因素的影响(徐孝平,1987),各因素之间存在着采用常规动力学方法难以表达的非线性关系。因此,从系统性和整体性出发,水污染事故中污染物的迁移、转化是一个典型的动态、复杂、非线性系统。动态复杂系统由于空间元素间的相互作用以及系统结构和功能随时间变化而变化,往往难于理解和模拟(AhmadandSimonovic,2004)。传统建模方法通常是分别考虑空间和时间的变化,而不是同时兼顾二者。为了更好地对动态复杂系统进行模拟,需要考虑到系统行为随时间的变化是由其空间状态的变化导致的,因此对动态复杂系统的模拟需要同时兼顾时间和空间的变化。在水污染事故应急过程中,管理部门迫切需要了解污染带的迁移状况以及污染物浓度在时间、空间两个维度上的变化,以便采取有效的应急措施。因此,针对水污染事故的水质模拟问题建立具有时空模拟能力的水质模型,模拟污染物随时间、空间的浓度变化,帮助决策者在二维空间上有效地掌控事故的发展变化趋势,则显得非常重要(张波,2007)。二、方法论系统动力学(SystemDynamics,缩写为S

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