BP人工神经网络模型在西鞍山铁矿地下水水质评价中的应用

以西鞍山铁矿为例,采用BP人工神经网络模型对区内12个监测点的水质进行评价。以枯水期水质监测的主成分总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁和锰、硝酸盐、氟化物指标作为评价因子,建立地下水评价指标体系,并将评价结果与模糊综合评价法及综合质量评价法的评价结果比较。结果表明,8、9、10、11号监测点属于Ⅰ类水,1、2、3、4、6、7、12号监测点属于Ⅱ类水,5号监测点属于Ⅲ类水,西鞍山铁矿的开采未对地下水造成影响;该方法与模糊综合评价法及综合质量评价法的评价结果基本一致,可以客观、合理性地评价水质。     

改进模糊综合评价和主颜色提取模型对河道黑臭独立评价

为实现水体黑度和臭度的独立评价，以四川省11个市17条黑臭或曾黑臭的河道为研究对象，利用相关性分析法、主成分分析法，提取出影响河道水体黑度和臭度的特征因子，采用改进模糊综合评价法和基于K-均值聚类的主颜色提取法搭建出黑臭程度独立评价模型。结果表明：影响河道水体发黑的特征因子是总铁、COD和DO；影响河道水体发臭的特征因子是COD、NH₃-N、TP和DO；改进模糊综合评价和主颜色提取模型对河道黑度和臭度的独立评价与实测值误差基本在一个等级以内的准确率为85.7%。河道的黑臭程度独立评价模型的确定能够实现对城市河道水质更为客观与快速的评价，为黑臭水体针对性治理与水质提升提供理论依据。     

因子分析法在金泉工业园区地下水水质评价中的应用

根据金泉工业园水源地8个不同监测断面的地下水水质监测数据,采用R型因子分析法对园区水源地地下水水质进行综合评价,在研究地下水中13种化学成分间相关关系的基础上,提取4个主因子进行分析计算。结果表明,Cl-、SO24-、总硬度和可溶性固体对第一主因子贡献明显;第二主因子代表指标是Zn;第三主因子代表指标是As;NO3-、氨氮、NO2-对第四主因子贡献显著。对水质进行综合评价后发现,人民渠、海流图河和乌拉壕监测断面处水质类别为V类,其他断面均为IV类。因子分析法从整体上评价了园区水源地地下水的水质现状,分析结果清晰明确,为日后地下水资源的管理与保护提供科学依据。     

水污染指数法在河流水质评价中的应用研究

为满足我国水质评价与管理的需要,针对单因子评价法和综合污染指数法在水质评价中存在的问题,提出了水污染指数法。采用该方法对湘江干流2009年的水质状况进行了试评价,并将评价结果与单因子评价法、综合污染指数法、模糊综合评判法以及主成分分析法的评价结果进行了对比。结果表明,水污染指数法在水质类别评价、水质定量评价、主要污染指标识别、劣Ⅴ类水体水质比较等方面均具有明显优势,同时,该方法计算过程简单、易掌握,具有较强的推广、应用价值。     

不同水质评价方法在丹江口流域水质评价中应用比较

采用合理的水质评价方法,准确地描述河流水质状况,才能为水质管理提供治理方案。以丹江口水源地为例,选用单因子指数评价方法、综合污染指数评价方法、模糊综合评判法、主成分分析法、水污染指数法对丹江口水源地7个河流断面进行水质评价并对比评价效果。结果表明,水污染指数法操作简便、评价结果直观明了,具有广泛的应用范围。     

黔江区饮用水源地水质模糊综合评价研究

采用模糊综合评价模型的最大隶属及加权平均原则对黔江城区饮用水水源地(小南海水库、城北水库和洞塘水库)水质进行评价,并将评价结果与常规单因素分析法、富营养化评价的结果作对比分析。研究表明,采用最大隶属原则评价显示3个水源地的水质基本保持在Ⅱ类以上,采用隶属度加权平均原则评价水质结果为1.47级,而单因子评价结果显示3个水源地水质结果均为Ⅲ类以上。另外,模糊综合评价结果与富营养化评价结果相一致,说明模糊综合评价模型评价结果更直观、连续。     

改进的模糊综合评价法在某煤矿区水质评价中的应用

基于熵权法和相对标准偏差法组合评价因子权重，综合最大隶属度原则与加权平均原则，建立改进的模糊综合评价法，应用该方法评价某煤矿区浅层地下水水质，并与其他评价方法作比较。结果表明：在研究区33个浅层地下水监测点中，属于Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类水的监测点分别有4个、16个、13个，Ⅱ类水最多，占比48.5%，无Ⅳ类、Ⅴ类水，水质状况总体较好；对比发现，工业园水质相对较差，煤矿区及工业广场次之，农田和居民区水质相对较好；改进后的模糊综合评价法综合考虑了评价因子间的内在联系，既减小了主观因素对评价过程的影响，也规避了单一评判原则对水质等级判定带来的局限性，评价结果更符合实际情况。     

代表性水质评价方法的比较研究

从太湖流域国控断面常规监测数据出发,利用代表性水质评价方法对各断面进行评价,系统分析比较这些方法的优缺点。结果显示:①单因子指数法评价结果比较保守;②内梅罗指数法将"1"作为清洁与污染的分界点,指数偏小;③灰色关联分析法水质指标权重系数的确定较模糊综合评判法合理,结果也更接近于综合水质标志指数法;④综合水质标志指数法评价结果与其它评价方法结果重合度最高,且模糊评判法、灰色关联分析法和BP-ANN法的评价结果均向综合水质标志指数法逼近。综合水质标志指数法以单因子指数法为基础,对劣Ⅴ类水进行细化,将恶臭对水质的不利影响考虑其中,其指数组成合理,且易于操作施行。     

灰色局势决策用于水环境质量的评价

按灰色系统理论的观点和方法，根据各污染因子对环境质量的不同影响，将灰色局势决策法应用于水环境质量综合评价，并与水质距离评价法，模糊综合评判法和灰色关联度分析法进行了比较，结果表明，利用灰色局势决策法进行环境质量评价，是一种有效的实用方法。     

地表水环境质量评价方法实证及适用性分析

通过均值法、断面比例法、均值-灰色关联分析法、灰色关联分析-断面比例法、均值-模糊综合评价法、模糊综合评价-点位比例法6种方法对2013年全国地表水七大流域水质分别进行评价。结果表明:均值法和点位比例法差别在于多数流域出现水质类别变化,但变化方向并不一致;引入灰色关联分析和模糊综合评价后水质评价结果明显改善,但模糊综合评价在适用性和评价精度上更有优势。     

基于PCA的区域环境质量综合评价及应用实例研究

区域环境质量综合评价是"十二五"期间环境综合分析的发展方向。基于主成分分析理论,借助SPSS软件,对山东省某市2003—2008年空气环境质量进行综合评价。结果表明,该市的空气环境质量远优于二级标准,总体处于良好水平。对大汶河水质进行综合评价,结果表明,寨子桥、东周水库和王台大桥3个监测断面水质较好,角峪和大汶口监测断面的水质较差,有机污染物是造成大汶河水质污染的主要原因。以上结果均与实际拟合度较好,PCA法是环境质量综合评价中一种简单易行的有效方法。     

丹江口库区及其上游流域水质污染特征及评价

根据丹江口库区及其上游河流5个区域42个断面2012-2013年的水质监测数据，采用主成分分析法确定主要污染因子及权重，对不同流域的水质进行综合评价。第一主成分包括总氮、溶解氧、五日生化需氧量、总磷、氨氮、高锰酸盐指数，第二主成分为氟化物、粪大肠菌群，第三主成分为化学需氧量；其权重分别为5．022，2．256，1．508。评价结果表明，湖北十堰市和丹江口市流域水环境污染相对较重，其次为河南南阳市、陕西商洛市、陕西安康市以及陕西汉中市流域。     

Groundwater quality assessment based on rough sets attribute reduction and TOPSIS method in a semi-arid area, China

In order to enrich and improve the groundwater quality assessment system, a new coupled assessment model based on rough set attribute reduction and the technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) was proposed. The proposed model was applied in the groundwater quality assessment of a semi-arid area, northwest China. The results show that most chemical indices except NH (4) (+) , F(-), and Mn meet the Standards for Drinking Water of China and the groundwater quality overall is good. All assessed water samples are found to be fit for human consumption according to the comprehensive assessment results. Rough set attribute reduction for groundwater quality assessment is practical. The assessment results after attribute reduction show a good consistency with those before attribute reduction. Rough set attribute reduction and TOPSIS evaluation coupled model is clear in ideas and simple in calculation, and evaluation results are reasonable as well. The coupled model can be applied to solve many multiple criteria decision making problems such as groundwater quality assessment.     

样本优化核主元分析及其在水质监测中的应用

核主元分析(KPCA)方法通过核变换将输入空间映射到高维特征空间,在特征空间进行主元分析。由于KPCA不适合大样本数据建模与分析,因此建模数据的选取非常重要,合理的数据样本可以简化运算,提高核主元分析的诊断准确度。文章提出一种优化数据样本的KPCA方法,利用相似度函数的方法实现样本优化,再建立核主元分析模型,提取数据特征信息,并将该方法应用到水环境监测的传感器故障诊断中,通过试验分析,验证了该方法的有效性。     

基于AHP-RANC模型的湖南省“十三五”生态环境评价

以湖南省“十三五”时期生态环境状况及变化情况为研究内容，在采用压力-状态-响应(PSR)模型确定湖南省生态环境质量评价指标的基础上，使用改进的层次分析-基于排名和非层次比较法(AHP-RANC)计算各指标权重，构建了湖南省生态环境质量综合评价体系，并对“十三五”期间湖南省生态环境系统进行综合评价。分析结果表明：城市环境优良天数比例、酸雨频率、地表水优Ⅲ比例、饮用水水源达标率、生物丰度指数、各污染物万元国内生产总值排放总量、污水处理率以及一般工业固体废物处理率等是影响湖南省生态环境质量的重要因素；“十三五”期间湖南省生态环境综合评价指数逐步改善，由最低值0.291(2016年)波动上升至最高值0.705(2020年),PSR循环由一般变为较好；从综合分析结果来看，生态环境质量受“天”和“人”影响较大，“十四五”期间生态环境系统的良性循环有待进一步巩固加强。     

官厅水库入库断面水质多指标评价与演变特征分析

水体质量状况及其污染特征是流域水污染防治规划和治理措施制定的前提和基础。采用主成分分析和层次聚类分析等多元统计分析方法,选取溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量等10个不同类型的监测指标,综合评价了官厅水库入库断面八号桥2006—2017年丰水期和枯水期水质年际变化特征,识别了不同阶段关键污染指标。结果表明:各年份丰水期(9月)大多数水质指标均优于枯水期(5月),特别是粪大肠菌群和氨氮,但总磷和高锰酸盐指数的差异较小。根据水质指标年际变化情况,可将研究期分为污染严重阶段(2006—2007年)、污染改善阶段(2008—2015年)和污染全面好转阶段(2016—2017年)。大部分水质指标呈现逐年好转的趋势,特别是粪大肠菌群、氨氮和五日生化需氧量,但总磷仍是官厅水库入库河流的重要污染指标。