BOD-DO耦合人工神经网络水质模拟的研究

将人工神经网络的理论和方法引入河流水质模型的建筑中，提出了BOD－DO耦合BP人工神经网络水质模型，应用长江干流重庆段的实测水质样本对模型进行训练与 检验表明：该模型用于水质模拟可行且精度较高，为河流水质模拟开辟了一条简便可行的新途径。     

河流中BOD-DO动态的数学模拟方法

本文讨论了河流中BOD—DO动态的数学模拟方法,并将该方法应用于图们江,利用在图们江上取得的实测数据建立了江中BOD—DO动态的数学模型。在所得到的模型中,耗氧系数κ_1,复氧系数κ_2,BOD沉淀-再悬浮系数κ_3被表达为流量与水温的函数。表达式中的参数通过系统识别与参数估计方法确定,因此能较好地反映河流的地理环境特点。特别是κ_3的表达式,它以流量为自变量,用一个单一的解析函数同时描述了江中的沉淀与再悬浮现象,具有独创性。 本文所提出的BOD—DO动态模型可以做为图们江水质规划与管理的基础。     

黄河包头段水质模型探讨

文章利用两种比较常用的水质模型对黄河包头段BOD/DO进行模拟,结果表明模拟效果较好,可以在实践中应用。     

应用蚕豆微核技术对煤矿塌陷塘水质的监测

用蚕豆微核技术对淮南大通和谢二煤矿塌陷塘的水体水质进行监测,同时测定了水体的氯化物、电导率、CODCr、BOD5、DO和总磷、总氮。结果表明:大通和谢二煤矿塌陷塘水质已经受到中度污染;蚕豆微核技术与氯化物、电导率、CODCr、BOD5、DO和总磷、总氮具有一定的相关性。     

秦淮河水氮转化及其耗氧系数

本实验的目的是模拟南京秦淮河水氮转化过程,从而确定硝化反应起动的DO临界条件以及厌氧与好氧的分界,并为水质模型提供氮转化参数和含氮有机物耗氧系数的数值。 一、实验装置和方法 氮转化实验和氮BOD试验的水样平行     

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。     

标识指数评价法在2014年宁夏沙湖水质评价中的应用研究

利用综合水质标识指数法及单因子水质标识指数法结合起来分析宁夏沙湖2014年具有代表性的项目监测数据,表达了沙湖水体的综合水质信息.结果表明水质单因子指数除溶解氧(DO)和总磷(rP)为Ⅰ类和Ⅱ类水质外,其他三项指标(氨氮、COD、BOD)均超出地表水功能区划的Ⅲ类水质要求,综合水质标识指数全部超过地表水Ⅲ类水质;水质定性评价结果中所有监测断面均受到轻度污染,定量评价结果表明受氨氮、COD、BOD参数影响显著,有机还原性污染物较严重,应引起重视.     

标识指数法在秃尾河流域水质评价中的应用研究

采用现场调研和资料收集相结合的方法收集2007年-2013年秃尾河流域水质参数,以DO、COD、BOD、氨氮、石油类、挥发酚等16项为评价指标,采用水质标识指数法对秃尾河流域水环境状况分别进行单因子评价和综合评价.结果表明:秃尾河历年的综合水质标识指数都未超过水功能区标准;秃尾河的各项单因子标识指数大部分达标,只有COD、BOD、氨氮和石油类有不达标的情况出现,水质治理时可以COD、BOD、氨氮和石油类作为重点指标.     

2007年京杭大运河扬州市区段和里下河段水质变化比较及对策的研究

通过对京杭大运河扬州市区段和里下河段pH、COD、DO、BOD、氨氮及石油类指标监测,分析2007年水质变化及主要污染物。得出京杭大运河扬州段主要为有机污染,里下河水质优于市区。大运河春秋季水质相对较差,夏、冬季相对好转。市区比里下河pH低0．5左右,COD含量高0．5～0．3mg·L^-1,DO含量高0．8mg·L^-1,春季BOD,含量高2．3mg·L^-1,氨氮含量高0．44mg·L^-1。因此,市区段春、秋季应重点针对削减BOD5、COD、氨氮进行水污染治理。里下河段春季针对降低COD进行治理,秋季针对降低COD、BOD5氨氮进行水污染治理。两区在夏季重点应针对提高水体中DO含量进行治理。提出的植物治理技术及管理对策措施,不仅为扬州到2010年建成生态市不断改善水环境质量,提供技术支撑和决策依据,也为如何提高具有跨流域、区域和内城河多重功能的水体水质提供启示。     

微生物制剂对虾池养殖水质理化因子的调控效应

利用微生物技术对养殖虾池的生态环境进行了为期三个月的调控实验,结果表明:养殖前期试验虾池水温、盐度、水色、透明度、pH以及DO、CODMn和BOD5相对稳定,处于正常状态,试验虾池的变化与对照虾池相当;养殖中期,试验虾池水体出现了透明度下降,pH波动较大以及水色、DO、CODMn和BOD5增高的现象,pH、CODMn和BOD5出现超标.试验虾池水体CODMn和BOD5均值比对照虾池均值略低;养殖末期,试验虾池水体CODMn和BOD5有所回落,试验虾池的CODMn和BOD5均值比对照虾池低.研究期间,养殖水源水质理化因子的变化处于稳定正常状态.实验表明,微生物制剂在虾养殖的前期对水质有较好调控效果,对养殖中、后期的水质恶化现象起到一定的改善作用.     

城市河网水系多参数水质系统模拟研究

近年来,随着城市水环境综合治理的进行,城市河网水环境的污染特征由有机类污染向富营养化污染发生转变。从污染组分的相互影响机理出发,利用物质守恒的基本原理模拟污染水体多参数水质组分的迁移转化规律,并且对水质模型中的各项参数进行了优化处理。以苏州市古城区应用为例,其水质模型验证结果为：CODMn计算值与实测值相对误差小于30%的点据占总点据的100%;氨氮计算值与实测值相对误差小于35%的为86.67%,研究结果说明经过参数优化处理的水质模拟系统能够较为精确地模拟城市河网水体的污染特征。     

污水生物处理建模水质数据误差来源分析与影响评价

为进一步提高国内基础建模数据质量,降低建模实践中的数据清洗难度,本研究以北京龙庆再生水厂生物建模过程中的实际数据问题为例,基于数理统计理论及国内污水水质特征分别构建误差来源分析方法与误差影响评价方法.通过设计补充采样与实验排查方案,成功识别数据误差来源并实现不同类型误差对数据准确性的影响量化评价.研究结果表明,污水处理厂日常的取样与化验过程中产生的随机误差不可忽视,特别是当大量随机误差存在时,对数据总体造成的波动影响无法通过数据量的积累而消除;而不同的采样位置与不当的样品保存方式则会引起水质发生变化,由此产生的系统误差将导致测量结果长期偏高/偏低.因此,在依赖人工测量数据进行建模的国内实践中,应首先对历史数据进行误差检验,再进行必要的建模补充采样,以避免补充数据质量受相同误差影响,减少非必要的人力、物力浪费.     

地下水污染模拟模型的不确定性分析

为同时分析源汇项和水文地质参数不确定性对地下水污染数值模拟模型输出结果的影响,以抚顺市某煤矸石堆放场为研究实例展开研究.首先以硫酸根离子作为模拟因子,建立该场地地下水污染数值模拟模型.然后,分别采用局部灵敏度分析和全局灵敏度分析两种方法对模拟模型参数进行灵敏度分析并对比二者的结果,最终筛选出对模型输出结果影响较大的两个参数作为模型的随机参数.为减少反复调用模拟模型产生的计算负荷,分别对3口观测井应用克里格、核极限学习机、支持向量机和BP神经网络4种方法建立模拟模型的替代模型,根据这4种替代模型在不同井的拟合效果,为每口井优选出一个表现最好的替代模型,并利用优选出的替代模型完成蒙特卡洛随机模拟.最后,对随机模拟的结果进行统计分析与风险评估.结果表明,在置信度为80%时,1,2,3号三口井浓度的置信区间分别为:211.48~845.04mg/L,0~406.98mg/L,231.42~958.37mg/L.此外,依据《地下水质量标准》和各井的污染物浓度分布函数曲线得出:1号井和3号井的水质达标Ⅴ类水的概率分别为90.1%和93.1%,2号井达标Ⅲ类水的概率为80.7%,藉此为地下水资源管理和污染防治提供合理依据.     

森林公园景观水系自动监测水质预警体系研究

以奥运森林公园南区景观水系为背景,探讨了如何建立基于自动监测的水质预警体系.水质预警体系中包含5个部分:风险因素自动识别、风险因素定量化分析和预测、水质预测、水质警报指标体系与水质预警、对策及防范措施.结合奥运森林公园南区景观水系的具体情况,分析了上述水质预警体系中各部分的主要实现方法,给出了动态率定法、统计模型法、机...     

水质模型参数优化的遗传算法实现及控制参数分析

参数识别是数学模型应用的前提.遗传算法是一种通用的全局优化算法,结构简单.一个实际应用问题能否利用遗传算法解决,关键在于遗传算法的设计和控制参数的选取.本文结合水质模型参数优化的特点,提出采用正交试验设计的方法来考察遗传算法不同控制参数对参数优化性能的影响,结果显示,正交法较好地识别了关键影响因素,并提出可能的最优方案.表明遗传算法能较好地应用于复杂多参数水质模型的参数识别研究.     

引江济巢对巢湖的水环境影响分析

建立了巢湖一维水质模型DYRESM-CAEDYM,并利用2005年的实测水质、水文、气象等数据对模型进行了参数率定,确立了适用于巢湖水环境特征的水质模型参数. 应用该模型模拟了调水对巢湖TN,TP和Chl-a指标的影响,结果表明,年调水量为9.57×108 m3时可使巢湖的ρ(TN)和ρ(TP)下降约16%和19%,ρ(Chl-a)峰值从51.42 μg/L降至38.96 μg/L,ρ(Chl-a)超过30 μg/L的天数从26 d减少到16 d,对巢湖夏季蓝藻暴发具有一定的缓解作用. 对比分析了流域污染综合治理对巢湖水环境的改善效果,结果显示,如果各支流的入湖污染负荷能够削减5%,同时开展底泥清淤工作,可使巢湖的ρ(TN)和ρ(TP)得到较大程度的改善,与没有治理的情况相比分别降低约24.9%和33.3%,使巢湖夏季的ρ(Chl-a)峰值从51.42 μg/L降至32.72 μg/L,ρ(Chl-a)超过30 μg/L的天数从26 d减少到7 d.      

水质模型在东莞污染源负荷估算中的应用

为解决水环境规划中经常碰到的污染源数据缺失问题,以水质数学模型为基础,通过污染源-水质响应关系,建立了从水质监测数据推算污染源负荷的计算方法.主要步骤包括：通过水质模型建立污染源负荷和水质数据之间的响应关系;提出估算污染源负荷的优化目标和约束方程;优化问题求解,评估污染源负荷估算效果,确定污染源负荷. 同时,以东莞市为例,对该市用水量和污染源特征进行了分析,并采用圣维南方程,建立了一维河流水质模型. 最后以东莞市2005年水质调查数据为基础,对比实测水质数据和模型模拟结果,对东莞市2005年的污染源负荷进行了评估. 结果表明,东莞2005年生活和工业污染源CODCr排放量为25.2×104 t,其中,生活源占60.4％,工业污染源占39.6％. 东莞污染源负荷估算结果能够较好地反映当时条件下的水质变化过程.     

基于贝叶斯公式的地下水污染源识别

将贝叶斯公式与地下水二维水质对流-扩散方程相耦合,建立依靠监测井监测值的地下水污染源参数（污染源强度M、排放位置（X₀,Y₀）和排放时刻T₀）反演模型.针对监测井监测值信息量不充分或者监测值与模型参数关联性较弱的问题,提出了一种基于贝叶斯公式与信息熵的监测井优化设计方法.构建一个污染物在承压含水层中瞬时排放的算例,在确定单井监测及监测次数条件下,以监测井位置D及监测频率Dt的优化为目标,分别进行模型参数后验分布信息熵最小的单目标监测方案优化,以及信息熵最小且监测耗时最短的多目标监测方案优化.依据优化后的监测方案采用延迟拒绝自适应Metropolis算法进行污染源参数反演识别.算例研究表明：在预设定单井监测,且监测次数为5次条件下,单目标优化后的监测方案为D=（830.2,199.8）,△t=2.7,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.5%、13.2%、3.4%、1.3%;多目标优化后的监测方案为D=（807.9,199.4）,△t=1.2,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.9%、13.4%、3.7%、4.2%.与基于单目标优化的监测方案的反演结果相比,基于多目标优化的监测方案条件下,污染源参数的反演均值误差虽分别增加了0.4%、0.2%、0.3%、2.9%,但监测时间却显著缩短了55.6%.     

综合水质模型参数识别研究

针对综合水质模型参数众多，难以同时估算的特点，介绍了二种参数优化方法，分别为：基因法，罗森布瑞克法和单纯形法，在分析了每种方法特点的基础上，结合具体实例进行比较验证，最后提出先进行模型参数灵敏度分析，再选用基因法对灵敏度高的参数进行优选，将优选结果作为罗森布瑞克法和单纯形法初始值，并进一步优选的设计思路。     

潭江流域水质时空分布特征及其与土地利用的相关性分析

以潭江流域为研究区域,利用2016年5月TM遥感影像底图,结合Google高清影像和实地调查修正获取流域土地利用图。运用ArcGIS分析工具,将流域分为26个子流域,研究各子流域的土地利用结构。根据2015~2016年不同水期的水质监测,分析TP、TN、NH_4~+-N、高锰酸盐、COD的时空分布特征;利用spearman相关与逐步多元回归分析其与土地利用结构的相关性。结果表明,各项水质指标基本表现为丰水期优于平水期,枯水期最次。在空间上,上游水质优于中游水质,下游水质最次。流域土地利用结构与水质之间的关系表现为:林地、草地能够缓解水质恶化,相当于"汇",耕地、建设用地、水体会导致水质恶化,相当于"源"。建设用地是对水质恶化影响最大的因素,其次是耕地。部分流域污水处理率有限及污水处理的水质标准与地表水水质标准的差距较大,可能是水质难以好转的主要原因。林地能够显著改善水质,应该加强管理和保护。