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1. 基于数值模拟的负荷削减–水体水质响应的非线性强度指标

苏晗, 邹锐, 梁中耀, 叶瑞, 王志芸, 刘永

北京大学学报自然科学版 2023, 59 (4): 695-703. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2023.036

摘要（157）

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PDF（pc）（799KB）（83）

基于现有研究中典型的水质响应非线性行为, 定义基于交叉样本熵、傅里叶变化、乱序计数和调整R²的4种负荷削减–水质响应非线性强度指标。在典型水质响应样本的基础上进行指标的计算和比选, 为基于数值模拟的水质管理提供可参考的非线性强度衡量指标和非线性判断依据。研究结果表明, 4种水质响应非线性强度指标虽然有一定的重叠, 但不可以互相替代, 它们分别指示季节差异、峰值变化、短期水质恶化以及水质均值变化等不同类型的非线性行为。结合计算结果, 给出使用4种非线性指标判断非线性行为的方法, 并讨论非线性定义的局限性以及所提指标的应用前景。研究结果有助于进一步区分和认识水体水质响应不同类型的非线性行为, 以便针对非线性水质响应行为的特定类型进行分析。

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2. 滇池溶解氧浓度变化的氮磷循环响应模拟研究

胡梦辰, 朱滔, 蒋青松, 邹锐, 吴桢, 张晓玲, 叶瑞, 刘永

北京大学学报自然科学版 2021, 57 (3): 481-488. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2021.024

摘要（667）

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PDF（pc）（5937KB）（175）

基于滇池外海的三维水动力?水质模型, 模拟湖泊水动力及水质的动态过程, 识别湖泊水体中溶解氧特征, 并通过设置外部负荷削减情景, 探究溶解氧浓度对底泥内源释放以及氮磷循环的影响。结果表明: 1) 由于藻类爆发与水体氧传输受阻的共同作用, 滇池底层水体6—9月间存在较严重的缺氧现象; 2) 溶解氧调控底泥氮、磷营养物质的释放, 进而显著地影响底层水体中氮、磷浓度; 3) 滇池底层缺氧状况的改善对外部负荷削减要求较高; 4) 底泥的磷吸收?释放平衡点溶解氧浓度约为3.3 mg/L, 滇池水体中氮浓度的变化更易受外源负荷作用影响。

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3. 基于水质目标的异龙湖流域精准治污决策研究

邹锐, 苏晗, 余艳红, 王俊松, 叶瑞, 刘永

北京大学学报（自然科学版） 2018, 54 (2): 426-434. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2017.164

摘要（999）

HTML （2）

PDF（pc）（2337KB）（452）

提出面向湖泊水质的工程设计规划方法(即精准治污)。流域精准治污决策建立在以三维水动力–水质模型为核心的时空数值源解析技术基础上, 定量地表达工程措施与水质响应之间的因果关系。以处于重度富营养化的云南异龙湖为例, 针对其短期治理决策问题进行精准治污决策分析。结果显示, 就异龙湖中任一点的水质而言, 在不同的补水情景下, 城河及城北河子流域都是重要的负荷输出源。如果要使湖中和湖东站点水质达标, 需要更全面地考虑各个子流域的污染源控制。当无补水时, 即使大幅度削减污染负荷, 也很难保证水质达标。在补水2000万m³及3500万m³情景下, 补水对湖内3个监测站点的水质改善都比较明显。最后, 在宏观层面上确定不同子流域重点污染控制工程类型, 并在微观层面上, 结合特定污染治理工程, 探讨在流域精准治污体系下如何开展局地的工程评估。

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4. 风险显性区间数线性规划模型(REILP)解对约束风险偏好的敏感性与稳健性研究

陈星,邹锐,刘永,盛虎,郭怀成

北京大学学报（自然科学版）

摘要（833）

PDF（pc）（832KB）（284）

利用数值试验的方法考察了风险显性区间数线性规划(REILP)模型最优解的稳健性问题, 即其最优解在决策者对不同约束条件存在偏好的情况下是否一致。数值案例一为基于污染物总量控制的土地利用规划问题, 目标是在污染物排放总量符合约束的前提下实现不同农业种植组合的收益最大化; 数值案例二为基于污染物总量控制的水资源优化分配问题, 目标是在污染物排放总量满足约束的前提下, 企业间水资源利用分配所获得的效益最大化。数值试验结果表明, REILP的解在某些情况下呈现稳健性特征, 但在另一些情况下则呈现出最优解随着决策者对约束条件偏好的不同而产生变化的特征。REILP模型的这种特点表明, 在实际应用中, 建模人员需要特别分析最优解对决策者偏好的响应, 从而产生有效稳健的决策支持。此外, REILP解对决策者偏好的变异性也使其具备能够在不确定性条件下产生多种替代方案的能力。

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5. 智能流域管理的关键问题与模型技术

邹锐,刘永,颜小品,郭怀成

北京大学学报（自然科学版）

摘要（774）

PDF（pc）（481KB）（192）

在总结流域问题现状及流域管理决策需求的基础上, 基于仿生学原理, 类比人的思维特征和决策过程, 提出了包括流域信息获取、输入- 输出因果关联模拟以及优化决策等步骤在内的智能流域管理模式, 并对比分析了智能流域管理和传统流域管理的差异性。提出了智能流域管理的4个关键问题: 管理目标的确定、基于智能因子关联与流动的模型开发与信息获取、非线性响应特征与流域决策模型的计算需求、流域系统的不确定性与决策适应性演化, 构建了智能流域管理的模型框架, 并通过案例展示了模型框架中的重要进展与预期决策支撑作用。

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6. 西部地区反贫困与生态环境可持续性研究
——以新疆和墨洛地区为例

郭怀成, 张振兴, 陈冰, 邹锐, 张宁

北京大学学报（自然科学版）

摘要（551）

我国广大西部地区面临着严重的贫困问题和生态环境问题，而其贫困也多为环境制约型贫困，贫困与生态环境问题往往交织在一起，互为因果。对于环境制约型贫困的西部地区，只有打破贫困与环境之间的恶性循环，建立经济与生态环境的良性循环才是反贫困的根本途径。因此，我国西部地区的反贫困与生态环境的可持续性研究尤为重要。本研究以新疆和墨洛地区为案例，对反贫困与生态环境可持续性的关系进行了深入的剖析，并在此基础上，采用不确定性多目标方法，构建了和墨洛地区经济与生态环境可持续发展规划模型，通过交互式反馈，最终得到有效合理的规划方案。这样，通过系统分析和建立规划模型从而既定性又定量地进行西部地区反贫困与生态环境可持续性研究。

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7. 旅游城市的不确定性多目标环境规划优化模型框架研究

陈冰,郭怀成,邹锐,Gordon Huang,Liu Lei

北京大学学报（自然科学版）

摘要（678）

简要分析了旅游城市环境规划的特点，针对性地提出了一套不确定性模糊多目标旅游环境系统规划优化方法，这是首次将不确定性多目标规划方法应用于以旅游业发展为重点的城市环境规划领域。并相应地建立了旅游城市环境不确定性模糊多目标系统规划优化模型(IFMOPOMTUE)，既把各种环境要素和经济要素有机地整合入模型中，又充分考虑了旅游城市环境发展的不确定性，通过人机交互式方法，将专家和决策者的意见落实在模型参数上，从而最大可能地保证了规划结果的科学性和可操作性。

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8. 不确定性条件下经济开发区环境规划方法与应用研究 (Ⅱ)
厦门海沧投资区环境经济系统规划研究

郭怀成,邹锐,刘磊

北京大学学报（自然科学版）

摘要（540）

针对厦门海沧投资区的系统特征，应用不确定性多目标混合整数规划(IMOMIP)模型对区域进行了环境经济系统规划研究。根据模型的解，得到了关于优化的行业动态结构、大气污染排放份额分配、水污染物排放分配、水资源利用分配、污水处理厂扩展、森林扩展等方面的结果。并应用对偶分析对区域的发展瓶颈问题进行了分析。

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9. 不确定性条件下经济开发区环境规划方法与应用研究 (Ⅰ)
不确定性多目标混合整数规划模型及算法研究

邹锐,郭怀成,刘磊

北京大学学报（自然科学版）

摘要（602）

以经济开发区环境规划的动态性、不确定性和多目标性为出发点，提出用不确定性多目标混合整数规划(IMOMIP)模型解决经济开发区的环境规划问题，并发展了一种基于目标偏离容忍水平(ODTL)的交互式算法，从而在模型求解过程和结果中直接反映系统的不确定性，并能有效协调不具有明显相关性的目标。

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