彭辉(硕导)

发布者:曹慧秋发布时间:2026-05-08浏览次数:10

彭 辉

博士

副教授

硕士生导师

环境工程系

电子邮箱

pengh@ouc.edu.cn



联系地址

青岛市松岭路238号,中国海洋大学,环境科学与工程学院

研究方向

地表-地下水氮循环、流域水环境模拟、机器学习在水环境领域应用

课题组网站

http://blog.sciencenet.cn/u/aquaph

欢迎对地表地下水环境模拟、机器学习在环境领域应用感兴趣的同学报考!


个人简介

彭辉,副教授,硕士生导师,以地表地下水环境模拟为主要方向,长期从事气候变化与人类活动影响下,地表水和地下水污染预测与评价、污染事件应急管理和入海污染物通量估算等工作,取得了一系列重要研究成果。主持和参与国家自然科学基金、国家重点研发计划、国家博士后科学基金和中央高校基本科研等项目。发表学术论文40篇,SCI收录论文20余篇,其中两篇通讯作者论文被评为ESI高被引论文,论文总引用数1261次,H-index 19

在教学方面,承担和参与本科生《环境规划与管理》、《地下水动力学》,研究生课程《海陆水环境模拟与预测》、《环境数据统计与分析》、《水资源利用与保护案例分析》,培养硕士研究生二十余名,研究生获得包括国家奖学金在内的多项奖学金。积极探索教改方法和培养模式,主持中国海洋大学教师教学发展基金项目一项,获得中国海洋大学青年教师教学比赛二等奖、中国海洋大学教学创新大赛一等奖、山东省青年教师教学比赛优秀奖、山东省本科高校黄河重大国家战略课程思政优秀案例、中国海洋大学课程思政示范课程、山东省教改项目等教学奖项及项目。


教育背景

2011.09 - 2012.09

美国加州大学圣巴巴拉分校

环境科学

联合培养博士

2010.09-2013.07

中国水利水电科学研究院水资源研究所

水文学及水资源

博士

2007.09 - 2010.07

中国水利水电科学研究院水资源研究所

水文学及水资源

硕士

2003.09 - 2007.07

四川大学

水文及水资源工程

学士


工作经历

2018.01 - 至今

中国海洋大学环境科学与工程学院

副教授

2013.07 – 2016.06

中国海洋大学环境科学与工程博士后流动站

博士后

2013.07 – 2017.12

中国海洋大学环境科学与工程学院

讲师


学术兼职

中国自然资源学会水资源专业委员会委员

水利学会青年工作委员会委员

国际水资源学会中国委员会水资源管理与节约专委会委员


承担课程

本科生课程:《环境规划与管理》、《地下水动力学》

研究生课程:《海陆水环境模拟与预测》、《环境数据统计与分析》、《水资源利用与保护案例分析》


研究进展

1)地下水氮循环关键过程

申请人深入研究了氮在地下水系统中的运移和反应过程。对大沽河流域农业区整个包气带剖面进行原位监测和采样,通过室内培养实验深入剖析了有机氮在土壤-地下水系统中的矿化特征,创新性地重塑了双组分矿化模型,利用15N18O同位素示踪技术进行了硝酸盐溯源解析研究。相关成果发表在Water ResearchAgricultural Water ManagementJournal of HydrologyJournal of Environmental Management等权威期刊上。

2)机器学习建模与可解释性研究

首次将可解释机器学习方法SHAP应用于水文和水环境领域,系统揭示了氮磷等水质参数的空间非线性响应关系,集成多种机器学习算法创新性的构建流域尺度水质指标和水文过程预测模型,量化了降雨-径流水文过程影响因素的交互机制。相关论文发表在水资源领域权威期刊Water ResearchJournal of HydrologyJournal of Hydrology: Regional Studies、《环境科学》等期刊上,其中两篇论文入选环境生态领域ESI1%高被引论文。

3)变饱和度地下水动力和溶质运移完全耦合模拟

开发了三维变饱和度水动力和溶质运移的数值模型,考虑氮素的矿化、硝化、反硝化等反应过程,在山东半岛典型流域流域进行了应用,研究了不同农业管理措施对地下水氮素分布的影响,并预测了地下水中硝态氮的长期富集过程。相关论文发表在Journal of Environmental ManagementEcological Indicator等环境领域权威期刊上。

4)滨海流域水环境模拟

已建立山东省环莱州湾主要入海河流的多种污染物流域水环境模型,包括小清河、潍河、虞河、白浪河、弥河和北胶莱河。流域模型基于SWAT模型构建,模拟的径流、泥沙、总氮、总磷、重金属、全氟化合物通量已经过实测数据验证(图14ab),并利用构建的模型评估了极端降雨事件对氮入海通量的影响作用及机制(图14c)和入海重金属来源,相关论文发表在Water ResearchScience of Total Environment等顶级期刊上。

主要研究成果

代表性论文


Meng Jiang1, Hui Peng1, Shengkang Liang*, Wentao Wang*, Shuzhen Cheng, Hao Feng, Latif Kalin.Multi-scale quantification of non-point source nitrogen in a coastal river using an integrated multi-method source-tracing framework, Water Research, 2026, 300, 125941.


Huiwen Liu, Huan Liu, Hui Peng* , Tianyuan Zheng, Yongzhen Zhao, Shuo Wang, Yangwen Jia , Qinghui Zeng, Zefan Yang, Long Yan, Qin Yang, Baolong Zhao, Jianhua Wang* , Peng Hu* , Jian Luo. Climate change poses risks to water retention and carbon sequestration capacity in the source area of the Yangtze River, Water Research, 2025, 287, 124461.


Ke Yang, Hui Peng* , Xiao Wang, Meng Jiang. Simulation of spatiotemporal variability in nitrate leaching from farmland in the vadose zone of coastal alluvial basin of Dagu River, China, Agricultural Water Management, 2026,323,110063.


Shuo Wang, Hui Peng*. Multiple spatio-temporal scale runoff forecasting and driving mechanism exploration by K-means optimized XGBoost and SHAPJournal of Hydrology, 2024, 630, 130650.ESI高被引论文)


Shuo Wang, Hui Peng*, Q Hu, M Jiang. Analysis of runoff generation driving factors based on hydrological model and interpretable machine learning method, Journal of Hydrology: Regional Studies, 2022,42,101139.ESI高被引论文)


Qin Hu, Hui Peng* , Xiaohuan Liu, Jie Zhang, Hongyun Song, Latif Kalin, Meng Jiang, Ke Yang, Zhicheng Fan, Xianfen Liu, Jie Shi. The spatiotemporal influence of atmospheric nitrogen deposition on basin nitrogen exports based on CMAQ-SWAT model, Water Research X, 2026,30,100465.


Shuo Wang, Ke Yang and HuiPeng*, Using a seasonal and trend decomposition algorithm to improve machine learning prediction of inflow from the Yellow River, China, into the sea. Frontiers in Marine Science, 2025, 12:1540912. doi: 10.3389/fmars.2025.1540912


Meng Jiang , Hui Peng * , Shengkang Liang *, Shuo WangHow atmospheric deposition contribute to watershed heavy metals contamination in coastal watersheds in China: A case study of Laizhou BayScience of the Total Environment, 2024, 954, 176374

Jiang, Meng Jiang, Hui Peng*, Shengkang Liang, Shuo Wang, Latif Kalin, Enis Baltaci, Yang Liu. Impact of extreme rainfall on non-point source nitrogen loss in coastal basins of Laizhou Bay, ChinaScience of the Total Environment2023,881,163427.


Xiaoyu Mo, Hui Peng*, Jia Xin, S Wang. Analysis of urea nitrogen leaching under high-intensity rainfall using HYDRUS-1D, Journal of Environmental Management, 2022,312,114900.


Shuo Wang, Hui Peng*, Shengkang Liang. Prediction of estuarine water quality using interpretable machine learning approach. Journal of Hydrology,2022,605,127320. (SCI)


Hui Peng*, Yangwen Jia, Chesheng Zhan, Weihong Xu. Topographic controls on ecosystem evapotranspiration and net primary productivity under climate warming in the Taihang Mountains, China. Journal of Hydrology, 2020,581, 124395. (SCI)


Yunhai Fang, Xilai Zheng*, Hui Peng*, Huan Wang, Jia Xin. A new method of the relative membership degree calculation in variable fuzzy sets for water quality assessment. Ecological Indicators, 2019, 98, 515-522. (SCI)


Hui Peng, Xilai Zheng*, Lei Chen, Yang Wei, Analysis of Numerical Simulations and Influencing Factors of Seasonal Manganese Pollution in Reservoirs. Environmental Science and Pollution Research, 2016, 23:14362-14372 (SCI).


Hui Peng, Christina Tague*, Yangwen Jia, Evaluating the eco-hydrologic impacts of reforestation in the Loess Plateau, China, using an eco-hydrologic model. Ecohydrology, 2016, 9:498-513 (SCI)


Hui Peng*, Yangwen Jia*, Christina Tague, Peter Slaughter, An Eco-Hydrological Model-Based Assessment of the Impacts of Soil and Water Conservation Management in the Jinghe River Basin, China. Water, 2015, 7: 6301-6320 (SCI)


Hui Peng, Yangwen Jia*, Cunwen Niu, Jiaguo Gong, Chunfeng Hao, Si Gou, Eco-hydrological simulation of soil and water conservation in the Jinghe River Basin in the Loess Plateau, China, Journal of Hydro-environment Research, 2015, 9: 452-464 (SCI)


Hui Peng*, Yangwen Jia, Yaqin Qiu, Cunwen Niu, and Xiangyi Ding, Assessing climate change impacts on the ecohydrology of the Jinghe River basin in the Loess Plateau, China, Hydrol. Sci. J.,  2013, 58(3): 651–670(SCI)


Yunhai Fang, Tianyuan Zheng, Xilai Zheng, Hui Peng, Huan Wang, Jia Xin, Bo Zhang.  Assessment of the hydrodynamics role for groundwater quality using an integration of GIS, water quality index and multivariate statistical techniques[J]. Journal of Environmental Management, 2020, 273:111185


Chen Benxin, Liu Zhifeng, He Chunyang, Peng Hui, Xia Pei, Nie Yu. The Regional Hydro-Ecological Simulation System for 30 Years: A Systematic Review[J]. Water,2020,12(10)


Xu, Fei, Yangwen Jia, Hui Peng, Cunwen Niu, Jiajia Liu, Chunfeng Hao Guanhua Huang. Vertical zonality of the water cycle and the impact of land-use change on runoff in the Qingshui River Basin of Wutai Mountain, China[J]. Hydrological Sciences Journal,2019,64(16)


Min Li, Tianyuan Zheng, Jian Zhang, Yunhai Fang, Jiang Liu, Xilai Zheng, Hui Peng. A New Risk Assessment System Based on Set Pair Analysis – Variable Fuzzy Sets for Underground Reservoirs[J]. Water Resources Management: An International Journal - Published for the European Water Resources Association (EWRA),2019,33(2)


Xu F, Jia Y, Peng H, Niu C, Liu J.Temperature and precipitation trends and their links with elevation in the Hengduan Mountain region, China[J]. Climate Research, 2018, 75(2): 163–180.


Xuanhui Wang, Tailian Liu, Xilai Zheng, Hui Peng, Jia Xin, Bo Zhang. Short-term prediction of groundwater level using improved random forest regression with a combination of random features[J]. Applied Water Science,2018,8(5)


Xiaoli Chen, Nathan Emery, Elizabeth S. Garcia, Erin J. Hanan, Heather E. Hodges, Tyronne Martin, Matthew A. Meyers, Lindsey E. Peavey, Hui Peng, Jaime Sainz Santamaria, Kellie A. Uyeda, Sarah E. Anderson*, Christina Tague Perspectives on Disconnects Between Scientific Information and Management Decisions on Post-re Recovery in Western US Environmental Management (2013) 52:1415–1426.(SCI)


Hao Wang, YangWen Jia, GuiYu Yang*, ZuHao Zhou, YaQin Qiu, CunWen Niu, Hui Peng. Integrated simulation of the dualistic water cycle and its associated processes in the Haihe River Basin. Chin Sci Bull, 2013, 58(27):3297-3311 (SCI)


J.G. Gong*, Y.W. Jia , Z.H. Zhou Y. Wang , W.L. Wang , H. Peng. An experimental study on dynamic processes of ephemeral gully erosion in loess landscapes. Geomorphology, 2011(125) :203-213(SCI)


刘慧文,刘欢,胡鹏,彭辉*,王硕,基于可解释机器学习的青藏高原草地物候变化多因素影响分析. 环境科学,2024, 45(6):3375-3388


宋洪运,彭辉*,王硕,石晓兰,姜梦. 基于稳定同位素的水体硝酸盐溯源研究进展. 环境污染与防治. 2024 ,46 (08):1200-1207.


张逸驰,彭辉*,徐卫红,毕雪. 基于数值模型和事件树模型的长江中游溢油风险研究,海洋湖沼通报. 2022,44(06)80-88.


胡勤,彭辉*. 大气氮沉降及其在流域内的迁移转化研究进展. 环境污染与防治,2022,44(增刊1)63-67.

孙晓文,彭辉*,蒋竹青.地表地下耦合的水量及溶质运移模拟研究进展. 水文,2023,432):6-12


王肖,彭辉*.地下水中溶解性有机氮研究进展. 环境污染与防治, 2021, 43(12): 1590-1595.


莫晓钰,彭辉*.非饱和带全剖面尿素态氮迁移转化规律分析. 中国海洋大学学报(自然科学版)2022521):97-110.


蒋竹青,彭辉*. 基于文献计量学分析土壤氮素矿化研究进展. 土壤通报,2021,52(4):975-987.


孙晓文,彭辉*. 非饱和带-饱和带全耦合氮素迁移转化数值模拟. 南水北调与水利科技(中英文),2021196):1194-1207.


彭辉,贾仰文,龚家国,郝春沣. 陆地生态系统模型及其与流域水文模型耦合的研究进展. 中国水利水电科学研究院学报.2010, 8(3):208-213.


王浩,贾仰文,杨贵羽,周祖昊,仇亚琴,牛存稳,彭辉. 海河流域二元水循环及其伴生过程综合模拟.科学通报,2013,58(12):1064-1077.


石晓兰,宗政,彭辉,张欣捷,孙溶,王晓平,田崇国*,10年华北背景大气PM2.5中重金属健康风险及污染来源的变化, 环境科学 . 2023 ,44 (10):5335-5343.


方运海,郑西来,彭辉,王欢,辛佳,张博.基于模糊综合优化模型的地下水质量评价[J]. 地学前缘,2019,26(04):301-306.DOI:10.13745/j.esf.sf.2019.5.27.


马莉,刘茜,何会军,彭辉,张劲.大沽河流域地下水中稀土元素的地球化学特征[J].海洋学研究,2021,39(02):33-42.


方运海,郑西来,彭辉,王欢.基于模糊综合与可变模糊集耦合的地下水质量评价.环境科学学报,2018382):546-552.


贾仰文,王浩,彭辉.水文学及水资源学科发展动态.中国水利水电科学研究院学报,200972):81--88.


出版著作

渭河流域水循环模拟与水资源调度

北京:中国水利水电出版社

2010


需水管理

科学出版社

2011


流域水循环及其伴生过程综合模拟

科学出版社

2012


水文学方法研究

北京:科学出版社

2012


流域生态水文过程模拟

北京:化学工业出版社

2013




代表性课题

1.

中央高校基本科研业务费项目“基于知识和数据驱动的海岸带人海耦合系统健康诊断与优化调控”,2025.9-2027.12,主持

2.

国家自然科学基金委-山东省联合基金“大气沉降对山东近岸海域水质的影响及其生态效应”,2019.01-2022.12,参与

2.

国家自然科学重点基金“山东半岛地下水源地硝酸盐富集的关键地球化学过程”,2018.01-2022.12,参与

3.

青岛市科技重点专项“大沽河健康生命指标体系研究项目”,2016.10-2018.10,参与

4.

国家重点研发计划“黄海沿海典型区海水入侵防治技术研究与应用示范”,2016.07-2020.12,参与

5.

国家自然科学基金“水库季节性锰污染的生物地球化学模拟研究”,2015.01-2017.12,主持

6.

高校基本科研业务费青年教师科研专项基金“水库沉积物-水界面锰释放特征研究”,2014.01-2015.12,主持

7.

博士后科学基金面上项目“水库季节性锰污染的数值模拟研究”,2014.09-2016.06,主持

8.

国家重点实验室开放基金“王圈水库金属锰污染运移模拟研究”,2014.06-2016.06,主持

9.

青岛市博士后应用项目“王圈水库锰污染预测模型研究与开发”,2014.05-2016.05,主持

10

横向项目“太行山区生态水文测试”,2016.01-2019.10,主持

11

横向项目“河流油类泄漏污染扩散模拟测试”,2017.01-2017.12,主持

12

横向项目“日照市近岸海域污染成因及贡献分析项目”,2022.01-2022.12,参与

13

横向项目“典型荒漠绿洲区生态水文效应模拟分析”,2024.01-2027.12,主持

14

海大-奥本大学联合研究项目“流域养分负荷与莱州湾水质指标”,2019.01-2022.12,参与

15

横向项目“污染输入与山东渤海湾水质响应模拟评价功能及软件开发”,2024.01-2024.10,参与