应用灰色模糊马尔科夫链预测海河水质变化趋势

灰色GM(1,1)模型在水质预测中得到了较为广泛的运用,但其存在灰色偏差与抗干扰能力弱的局限性,针对这一问题,将马尔科夫链理论与模糊集合理论引入灰色GM(1,1)预测模型,并应用该模型对海河三岔口断面的DO、CODMn和NH3-N 3项指标2012~2016年的浓度变化趋势进行预测.结果表明,2004~2016年,DO及NH3-N浓度大致呈上升趋势,预计2016年分别可达9.15,1.47mg/L;CODMn浓度呈下降趋势,预计2016年可达3.91mg/L.以2012年的数据做验证,灰色模糊马尔科夫链模型的预测精度最高,可作为科学的水质预测方法.     

Markov灰色残差GM(1,1)模型在滇池观音山断面水质预测中的应用研究

选用2005年-2014年观音山断面水质自动监测资料,利用灰色残差修正GM(1,1)模型对滇池观音山断面pH、DO、CODMn、NH3-N 4个指标2015年、2016年浓度进行预测.结果表明:传统的GM(1,1)模型存在较大预测误差;pH和DO浓度的预测可使用GM(1,1)一次残差修正模型;CODMn和NH3-N浓度的预测可使用GM(1,1)二次残差修正模型.预测2015年观音山断面pH、DO、CODMn、NH3-N年平均浓度分别为8.89、7.96 mg/L、8.9 mg/L、0.31 mg/L;2016年观音山断面pH、DO、CODMn、NH3-N年平均浓度分别为8.92、7.89 mg/L、9.17 mg/L、0.34 mg/L.     

长江流域水质评价与预测

依据长江流域水质监测资料,选用具有代表性的主要因子pH、DO、高锰酸盐指数、NH3-N,采用综合水质标识指数模型对长江流域进行了定量综合评价,评价结果表明,影响长江流域水质的主要污染因子是NH3-N和高锰酸盐指数;定量综合评价显示长江流域总体水质为Ⅱ类水,但有恶化为Ⅲ类水的趋势。据此,揭示了水质的时空变化规律。根据监测数据和水质报告,采用灰色模型预测了未来10年长江流域各类水质比例,预测表明,Ⅲ类以上可饮用水的比例在逐年减少。     

山东省辖淮河流域河流水质趋势的灰色预测

目前,灰色系统模型越来越多地应用在水质预测中。山东省辖淮河流域包括南四湖流域和沂沭河流域,流域区域内的河流水质不仅与区域的社会经济发展相互联系,而且也影响着南水北调东线的水质。因此,依据2000-2009年流域内河流的国控断面高锰酸钾指数、NH3-N的监测数据资料,在对数据进行处理的基础上,文章利用灰色GM(1,1)模型结合新陈代谢原理预测河流水质的发展趋势。结果表明:大多数河流水质呈好转的趋势,但河流水环境变好趋势较缓慢,特别是沭河高峰头断面的水质呈变差趋势。河流水质的变化趋势应值得高度重视,为区域水环境保护和制定水环境规划提供参考。     

应用GM(1,1)模型预测阿什河水质变化趋势

GM(1,1)模型在水质预测中得到了较为广泛的运用。本文应用GM(1,1)模型对阿什河入松花江口内断面中高锰酸盐指数和氨氮两项指标的浓度变化趋势进行了预测,结果表明:高锰酸盐指数浓度呈上升趋势,氨氮浓度呈下降趋势。对比灰色动态模型群和子模型的预测结果精度,发现对于两极分化的数据,模型群预测结果的关联度低于子模型。本文将为制定阿什河水质改善方案提供科学依据。     

大冶湖2000-2009年地表水质评价及污染趋势预测

对大冶湖三部分水体2000-2009年的地表水水质监测数据进行分析,采用水质标识指数法对大冶湖水质进行评价;并依据灰色系统理论,建立灰色预测数学模型,通过已有的监测数据对模型进行精度检验,验证了该模型的准确性及有效性,运用该模型对大冶湖未来5年水质变化趋势进行预测。结果表明:(1)2000-2009年三里七湖,内湖COD、BOD5、NH3-N和TP浓度均超出水质保护标准限值,外湖4项污染指标部分年份超标,其中,三里七湖水质最差,在2004、2005和2008 3个年份实际水质类别为劣Ⅴ类;(2)灰色模型预测结果表明,3个主要水体主要污染物:COD、BOD5、NH3-N和TP浓度基本呈上升趋势,仅三里七湖的TP、BOD5和外湖的NH3-N存在小幅下降。此预测结果对大冶湖水污染控制规划、污染物总量削减及湖泊保护等工作提供依据。     

苏州河市区段近10年水质变化分析和评价

对近10年来苏州河市区段断面水质的综合评价显示,苏州河水质改善明显.1998年,苏州河环境综合整治一期工程实施以来,主要的化学指标CODMn、cODcr、BOD5、NH3-N、石油类浓度均有明显下降;DO由1993年的1.0mg/L上升至2002年的2.6 mg/L;近10年的水质综合指数也有明显下降,下游断面的评价指数由重污染变化为基本合格.     

地表水中主要污染项目函数关系研究及其成果应用

以温岭市为例,研究了地表水水质中主要污染指标BOD5、CODMn、DO、NH3-N、NO3-N、NO2-N间的关系.结果表明：在地表水污染严重时,BOD5和CODMn与NH3-N间、NO3-N与DO间具有显著的线性正相关关系,NH3-N与DO间符合乘幂函数关系,CODMn和NO2-N与DO间符合乘幂、指数、对数的函数关系；在污染较轻时,主要污染指标的函数关系不明显。在建立主要污染项目函数关系的基础上,分析了研究指标存在相互关系的原因,该成果可用于地表水的污染治理、水质的评价和BOD5的测定。     

基于灰色马尔科夫模型的2A12铝合金腐蚀预测方法研究

目的研究飞机结构件的腐蚀随时间的变化规律,为其寿命预测及可靠性分析提供参考。方法以2A12铝合金试件为对象,利用加速腐蚀试验设备,对其进行7个周期的加速腐蚀,以获得蚀坑深度的原始数据。在此基础上,将灰色GM(1,1)模型与马尔科夫链模型相结合,建立起能够预测蚀坑深度的灰色马尔科夫模型。结果将预测值与试验值进行对比,结果表明,灰色马尔科夫模型预测精度在0~4.5%之间,预测结果比较准确。结论该灰色马尔可夫模型能够较好地反映该型铝合金在腐蚀过程中蚀坑深度的变化趋势,建立起了一种新的腐蚀预测方法。     

灰色系统GM（1，1）模型预测滇池草海水污染

采用灰色系统理论建立预测滇池草海水污染的GM（1,1）模型,结果显示,滇池草海中的CODMn、TP和TN都呈增长趋势。通过对模型的残差及关联度进行检验,所建模型合格,预测结果可为滇池草海的污染治理及科学管理提供辅助决策依据。     

灰色系统GM（1，1）模型预测滇池草海水污染

采用灰色系统理论建立预测滇池草海水污染的GM（1,1）模型,结果显示,滇池草海中的CODMn、TP和TN都呈增长趋势。通过对模型的残差及关联度进行检验,所建模型合格,预测结果可为滇池草海的污染治理及科学管理提供辅助决策依据。     

基于改进灰色GM(1,1)模型的三峡库区工业废水量预测

三峡库区工业废水排放量大,对库区水生态环境安全造成严重危害。为了取得较高精度且适合长期预测工业废水量的模型,以三峡库区2006—2012年工业废水排放量数据作为原始数据进行建模,并用2013年的数据检验结果。对灰色GM(1,1)模型和3种改进灰色GM(1,1)模型分别建模并进行精度比较,根据"新信息优先"原理,将选出的最佳改进模型与新陈代谢模型结合,抛弃最旧的数据,不断补充新的数据,重复建模,构建三峡库区2014—2020年工业废水排放量预测模型。结果表明:改进灰色GM(1,1)模型方法三结合新陈代谢模型能够较为准确地预测库区工业废水排放量,且精度高于灰色GM(1,1)模型,在未来7年里库区工业废水排放量呈现出缓慢下降的趋势。预测结果可为政府和有关部门制定该地区的环境保护政策、保护当地生态、合理安排社会经济环境的和谐发展提供参考。     

基于指数平滑技术的水体污染灰色预测模型及应用

文章在分析传统灰色GM（1,1）预测模型所存在的缺陷基础上提出采用指教平滑技术和灰色理论相结合的方法构建一新的ES—GM（1,1）预测模型。新的预测模型通过指数平滑技术和二次累加生成技术将原始的水质污染监测数据进行处理挖掘数据序列潜在的规律性,以2001年到2007年长江南京段水质主要污染监测数据作为实例和传统预测模型进行对比分析计算,结果证明新ES—GM（1,1）的预测模型精度大大提高。长江南京段水质污染预测计算结果表明如果不采取有效的污染预防和控制措施,到2012年COD蜊和BOD5年平均浓度值将分别上升到1．791mg/L和2043mg／L。     

基于GM(1,1)模型群的阿什河氨氮浓度的预测研究

依据灰色系统理论,以2000年-2009年10年阿什河入江口断面枯水期氨氮浓度构造了一个由6个GM(1,1)模型组成的灰色动态模型群,并运用该模型群对其变化趋势进行了预测分析,得到令人满意的结果。研究表明,灰色动态模型群法能够充分利用近期水质资料信息预测未来水质变化趋势;以模型群统计平均值作为最终预测值,避免了单一灰色模型容易利用不稳定信息的缺陷,使得预测精度更加准确,预测结果更为可信。     

湖泊富营养化趋势的灰色马尔柯夫预测

根据水质时间序列具有趋势性和波动性的特点,将灰色马尔柯夫模型应用于太湖、滇池、巢湖三大湖泊水质富营养化趋势预测,其预测值可看成趋势项和随机波动项之和.预测过程如下:①用t检验准则判断并剔除序列中的异常数据,保证CM(1,1)模型精度;②建立GM(1,1)模型,对时序数据进行拟合,找出其变化趋势并建立趋势项;③根据最大残差划分状态空间,进行马尔柯夫预测,找出波动性规律并建立随机波动项.预测结果显示:太湖、滇池、巢湖预测结果的相对误差分别为3.59%、1.73%、2.20%,平均相对误差为2.50%,比单纯的灰色CM(1,1)模型降低了0.32%.     

马尔科夫链在环境质量预测中的应用

鉴于目前环境质量预测在理论方法和实践上的缺乏,把马尔科夫链引入环境质量的预测中,将各种污染物的浓度变化过程视作马尔科夫过程,通过预测各种污染物的污染负荷系数来推知其浓度值.实例中通过多元回归分析计算出马尔科夫转移矩阵,以2005年辽宁省5种大气污染物的污染负荷系数作为初始向量,预测了今后5年的变化.然后利用GM(1,1)模型预测出降尘的具体浓度值,由此计算出了2006～2010年辽宁省5种污染物的浓度值.     

马尔科夫链在环境质量预测中的应用

鉴于目前环境质量预测在理论方法和实践经验上的缺乏,把马尔科夫链引入环境质量的预测中,将各种污染物的浓度变化过程视作马尔科夫过程,通过预测各种污染物的污染负荷系数来推知其浓度值。实例中通过多元回归分析计算出马尔科夫转移矩阵,以2005年辽宁省5种大气污染物的污染负荷系数作为初始向量,预测了今后5年的变化。然后利用GM(1,1)模型预测出降尘的具体浓度值,由此计算出了2006-2010年辽宁省5种污染物的浓度值。     

不同DO下MBR内微生物群落结构与运行效果关系

应用A/O-MBR处理实际生活污水,考察了不同溶解氧(DO)条件下,微生物群落结构与其处理效果的对应关系.结果表明,DO浓度在0.2~4.0mg/L对COD去除效果无明显影响,COD平均去除率均在90%以上.DO浓度变化对NH4+-N去除影响较大,DO浓度下降到0.2mg/L时,NH4+-N平均去除率由99%下降到65%.通过PCR-DGGE分析,较高DO条件下(4.0,2.0mg/L)的总细菌微生物群落多样性高于较低DO条件(0.5,0.2mg/L),但其群落结构变化与与反应器的处理效果对应关系不明显;氨氧化菌的群落结构变化较明显,且在不同的DO条件下起主要作用的氨氧化菌的菌属不同,其群落变化与反应器的NH4+-N去除效果相对应,DO为2.0,0.5mg/L时氨氧化菌群落结构比较相似,此时反应系统的脱氮效果也比较好.     

生态数学模型在人口预测中的应用——以大庆市为例

运用线性回归模型、Logistic增长模型和灰色系统GM(1,1)模型,对黑龙江大庆市2008-2020年人口发展规模进行了预测,结果表明:3种模型在本案例中均能取得较好的效果;而灰色系统GM(1,1)模型的平均相对误差最小,故最终采用该预测模型,预测2010年大庆市人口数将达到284.27万人,2020年将达到325.74万人.     

利用RFLP分析DO对附积床系统中AOB群落结构的影响

为了解析DO浓度对附积床反应器脱氮系统中COD、NH4+-N、TN去除效率的影响,以及对氨氧化菌群(AOB)结构及多样性的影响,分析了DO分别为1.0~2.0,2.0~3.0,3.0~4.0mg/L时COD、NH4+-N、TN去除效率,并采用针对AOB功能基因氨单加氧酶(amoA)的限制性内切酶片段长度多态性技术(RFLP)分析了三组DO浓度下反应器中AOB的群落结构及多样性.结果表明,不同DO条件下,系统均取得较高的COD和NH4+-N的去除效果, NH4+-N的去除效率随着DO的增加而提高.不同DO浓度下反应器生物膜上AOB菌群多样性丰富,且与DO对AOB菌群的多样性影响较小相比,DO对AOB的菌群结构及种类的影响较大.