动态分维数在水库水质分析评估中的应用

陈吉江，毛洪翔，杨 森，夏国团，章卫军

(1.余姚市水利局，浙江余姚 315400;2.宜水环境科技(上海)有限公司，上海 200125)

富营养化防治逐渐成为水库饮用水水源地水质全面达标建设中的重要环节，对水库营养状态的中长期分析评价是富营养化防治的基础。笔者在对我国南方水库水质监测、预测、预警与应急决策支持系统技术研究课题中，除按照单因子评价方法对水库水质进行评价、采用营养状态指数对水库营养状态进行评价外，还就单因子动态分维数与综合指标动态分维数分析方法，对处于中营养～轻度富营养化状态的水库水质分析评估开展应用研究，对这两种方法的原理、步骤、应用成果(以SM水库为例)进行介绍，就有关问题进行讨论并提出建议。

1 单因子动态分维数分析

1.1 动态分维数原理

分形理论自1975年由美籍法国数学家曼德尔布罗特(B B Mardelbrot)正式提出以来，已发展成为数学的一个新分支，它研究自然界中没有特征长度但有自身相似的复杂现象，揭示复杂的自然和社会现象中所隐藏的规律性和层次性，在许多领域中得到广泛应用［1-4］。

非线性问题的解决一般从动力系统角度进行研究，现代非线性科学主要包括耗散结构理论、协同论、突变理论、混沌动力学、分形理论和人工神经网络［5］。分形维数是分形理论中核心的概念与内容，是表征分形特征的重要参数。分维数说明了研究对象在时空上分配的不规则性及其复杂程度，为量化和评价系统的随机变化程度提供了手段。……