松花江水质的多元统计分析

采用主成分分析法、因子分析法对松花江干流11个断面的水质监测数据按照不同水期进行分析,研究了各水质参数的相关性并对污染来源及不同水期内反映水质的重要参数进行了初步探讨.结果表明,水中可生物降解污染物对水体DO有一定的影响,水体温度是控制耗氧性污染物降解的主要因素.枯水期NH3-N与生活污水排放有重要关系,且在TN中占有较高比例.丰水期NH3-N与挥发酚相关性增加,这可能与汛期内煤化工类企业排放不达标有关;平水期,NH3-N与NO3-N相关性增加,可能平水期的污染来源及负荷与其他水期有差别.通过因子分析发现,在不同水期有不同的水质参数影响水质,枯水期大肠杆菌、TP是反映水质的重要参数;丰水期NH3-N、TP、石油类、pH为影响水质的主要水质参数;平水期DO、TN、电导率是反映松花江水质状况的重要水质参数,应当针对不同水期的污染负荷构成制定相应的污染防治方案.     

基于主成分和粒子群优化支持向量机的水质评价模型

水质的评价是治理水污染必不可少的工作。为了准确、快速地对水质进行评价,利用主成分分析法从水质监测常见的多个物化指标提取出主成分,然后将主成分作为支持向量分类机的输入,利用历史数据进行水质评价训练并用粒子群算法优化参数,构造出水质评价模型,将从物化指标中得出的主成分代入此模型即可得到水质类别。最后,选取水质监测点实测数据进行试验,结果表明,模型的水质评价结果准确且稳定。     

基于支持向量机的白云湖水质评价

利用支持向量机模型良好的推广和泛化能力,以及在处理分类问题及小样本问题方面的优势,构建了湖泊水质评价模型,并运用此模型对白云湖的水质评价进行了研究。于2011年对广州市白云湖进水口A和出水口E以及湖区内B、C、D共5点分别进行了3次水质监测(1月份、4月份和8月份)。分析结果表明,A、B、C、D、E 5点1月份的水质除B点为Ⅳ类水外其余4点均为Ⅴ类水,4月份除A点为Ⅴ类水外其余4点均为Ⅳ类水,8月份除A为Ⅳ类水外其余4点均为Ⅱ类水,白云湖在经过开始的不稳定状态后,正在逐渐实现其净化水质的设计作用。相对于常规的评价方法,所得结果更为科学、合理。     

基于随机森林分类算法的巢湖水质评价

基于监测数据及机器学习算法的湖泊水质实时评价技术对当前湖泊水资源的管理、维护和保护具有重要意义。本文针对巢湖水质的类别评价,利用随机森林(Random Forest, RF)分类算法对该区域水质进行类别判定。与其他算法相比,随机森林算法有着精度高、可容忍噪声强等诸多优点。测试结果表明,当决策树的棵数ntree=300,分裂属性集中属性个数mtry=2时,在合肥湖滨监测断面水质分类准确率可达96.15%,在巢湖裕溪口监测断面水质分类准确率高达100%,该方法具有稳健性较高、实用性强、泛化性能好等特点, 能够有效进行水质评价。     

基于聚类分析和水质标识指数的水质评价方法

为探讨一种适用于大尺度、多断面和长时间的水质评价方法,用层次聚类分析将2006~2008年海河5个监测断面的165个水质样本分为20组,并用方差分析验证了结果的可靠性。用综合水质标识指数表示水质样本的综合特征,与单因子评价法相比,该方法充分考虑了最差水质因子的影响,避免了单因子评价法以偏概全的缺陷,且分辨率高。将评价结果分解到各断面,结果表明:密云水库、官厅水库和于桥水库的水质处于II~III类水之间,可满足作为饮用水水源水的要求,三岔口断面大部分时间为IV~V类水,张家口八号桥断面全年有6个月以上水质属于劣V类。     

基于人工蜂群算法与BP神经网络的水质评价模型

针对BP网络水质评价模型的不足,引入人工蜂群(ABC)算法,将求解BP神经网络各层权值、阀值的过程转化为蜜蜂寻找最佳蜜源的过程,提出了一种新的结合人工蜂群算法的BP网络水质评价方法(ABC-BP)。并以2000—2006年渭河监测断面的10组实测数据作为测试样本对其水质进行了评价,实验结果表明该方法得到的水质评价结果准确,并具有很强的稳定性和鲁棒性。     

水质评价中模糊-集对分析法的改进

针对水环境的不确定性和模糊性,基于集对分析法和模糊理论相结合的评价模型已被广泛运用到水质评价当中。传统的评价模型在确定水质等级的复合算法中虽引入了权值的概念,但仍会出现指标浓度重复计算、信息丢失和指标权值的影响得不到体现等缺陷,具有局限性。针对这些缺陷,将基于加权后的内梅罗指数法思想应用于传统模糊-集对分析法中的复合算法上,考虑到加权内梅罗指数法兼顾极值的特性及计权性,通过取平均值和极值替代累加的方法来实现减小指标浓度重复计算的影响,同时加强复合算法中权值所占比重使得权值的作用得到充分体现。实验表明,改进的复合算法使得评价结果更为精确、客观。     

基于时域权重矩阵的模糊综合水质评价法及其应用

水质评价作为合理开发和保护水资源的一项重要工作,越来越受到人们重视。传统的模糊综合水质评价方法因未考虑到水质指标权重的季节变化而可能影响评价结果,故对水质指标权重向量进行了改进,提出了时域权重矩阵的概念,并将实测权重向量与时域权重矩阵相结合,进行组合赋权,得到综合权重向量。应用改进的模糊综合评价方法对某引水明渠水质进行综合评价,结果相比于传统模糊综合水质评价法更符合实际。     

基于受体模型和地统计学的海南岛农用地土壤重金属分布特征及源解析

基于海南岛农用地表层土壤中8种重金属含量测定结果,使用多元统计及污染指数法评价重金属污染风险,结合主成分分析/绝对主成分得分受体模型及地统计学方法对重金属污染来源及其分布特征作解析.结果表明:(1)海南岛农用地土壤重金属总体处于较低浓度水平,但存在局部区域富集情况.(2)污染来源主要有自然源、工业交通源及农业源.自然源...     

基于主成分分析法的辽河水体中溶解性金属来源分析

在测定辽河水体中几种主要的溶解性金属(包括7种重金属)的含量和分析其空间分布特征的基础上,运用主成分分析(PCA)法分析了金属的可能来源。结果表明,辽河水体中溶解性金属的平均浓度为Al>Cu>Zn>Cr>Hg>As>Pb>Cd,与欧美发达国家的主要水体相比,辽河水体的金属污染状况总体较重;辽河水体中溶解性金属的污染来源主要分两类:农业面源和工业废水污染源,工业综合污染源;根据主成分得分系数可知,采样点2(通江口)、3(三合屯)、7(朱尔山)的金属污染主要来源于农业面源和工业废水污染源;采样点6(药王庙)的金属污染主要来源于工业综合污染源;基于PCA法的金属来源分析对辽河流域水体金属污染治理对策的制定有着重要的指导意义。     

基于遥感指标的深圳市生态环境质量动态研究

运用主成分分析法耦合湿度、绿度、干度和热度4项指标构建生态环境质量遥感指标(RSEI),对深圳市2004—2017年的生态环境质量进行动态监测研究.结果表明:深圳市的生态环境质量总体呈上升趋势,且在迅速攀升后逐渐趋于平稳;2004—2017年,深圳市生态环境质量主要从1级(差)、2级(较差)向3级(中等)转变,4级(良...     

长荡湖水环境的重金属多元分析

采用主成分分析法,分析长荡湖4个湖区的重金属和营养元素在空间分布的差异,识别湖区污染的重点区域,认为As、Cd、Mn是造成水体污染的主要因子,辨析长荡湖可能的主要污染来源为流入的工业废水、城市污水、农田化肥流失的废水.     

镇江市老城区不同功能区街道灰尘中重金属污染的粒径分布及来源解析

在镇江市老城区的6个功能区(商业区、交通区、居民区、文教区、江滨公园、大市口)布设采样点,测定了街道灰尘样品中所含的7种重金属的含量,分析了街道灰尘中重金属污染的粒级效应;并基于主成分分析法对重金属的来源进行了解析.结果表明,总体来说,镇江市老城区街道灰尘中的重金属污染显示出明显的粒级效应,随灰尘粒径减小,重金属含量呈明显的递增趋势;镇江市老城区街道灰尘中的重金属来源有:(1)交通污染源,特征元素为Cu、Zn、Pb;(2)生活污染源,特征物质为有机质;(3)工业污染源,特征元素为Ni、Mn、Cr;(4)自然沉降源,即与成土母质的地质背景有关的土壤颗粒的再悬浮或迁移;(5)建筑废弃物及土壤扬尘,或是由几者产生的混合污染.     

基于采矿固废的西北矿区土壤重构方案筛选

针对西北矿区土地复垦存在的表土稀缺及矿区固废难以利用等难题,将采矿固废与表土进行土壤重构,以实现矿区土地复垦及植被恢复。通过开展室内盆栽试验,分析不同土壤重构方案的植物生长指标、pH、土壤养分指标及土壤含水率之间的差异,采用主成分分析与隶属函数法对16组方案进行综合评价。煤矸石及岩土剥离物的用量会影响苜蓿的生长,不同土壤重构方案的土壤养分含量存在一定差异,16组方案的pH在7.05~7.78之间,适宜植物生长。主成分分析法共提取4个主成分,16组方案主成分综合值前5为C14>C13>C10>C12>C16。隶属函数法分析中,全氮、有机质、生物量的权重系数最高,对土壤重构方案的影响较大,16组方案隶属度综合值前为C14>C12>C13>C10>C8。主成分分析法和隶属函数法的评价结果间的相关性达到极显著水平0.906^**。16组土壤重构方案均能为苜蓿提供良好的生存环境,可以利用煤矸石、岩土剥离物及表土进行矿区土壤重构,综合两种评价方法,煤矸石40%、岩土剥离物15%、表土45%组成的方案土壤重构效果最佳。     

洪泽湖水域的环境演变遥感分析

针对传统水质监测的定点、定剖面采样分析时间及空间的局限性,为对湖泊水质进行全面系统的分析,在前人研究工作的基础上,建立了一种水域水质状况图像识别的主成分监督分类方法,通过对洪泽湖湖区的1991年12月15日和2000年1月7日,两个时相TM遥感图像数据,分别进行主成分变换,并依据不同类型水体的光学特性,分析各主成分图像的构成及其环境意义。研究表明：洪泽湖湖区的水质分布,具有从西向东,从北向南由清洁水（优）向一般水依次递减、逐年下降的特征。其清洁水体主要分布于洪泽湖西部的溧河洼、临淮头、西北部的安河洼和成子湖的北部。从1991--2000年,洪泽湖入湖的工业废水及生活污水量有所减少,湖水受污染程度明显减轻,相对“八五”期间水质污染日益加重的现象,“九五”以后水质逐渐改善。将其分类结果与所收集的洪泽湖历年水质资料对比分析表明：主成分监督分类结果与环境要素吻合较好,且基本反映了其水质环境的变化趋势。     

基于三维荧光光谱技术解析不同微生物法净化黑臭水体的效果

应用曝气、菌剂+曝气、生物促生剂+曝气、菌剂+生物促生剂+曝气4种微生物技术净化黑臭水体,分别考察了进水中溶解性有机物(DOM)的特征和来源及出水中DOM的特征和效果,采用三维荧光(EEM)光谱技术与平行因子(PARAFAC)模型相结合的方式对进出水DOM进行了分析。结果表明,不同处理方式下进出水DOM的不同组分荧光峰强度变化存在较明显的差异,经过菌剂和生物促生剂联合处理之后,对类腐殖质等难降解物质削减效果最好。FI、HIX和BIX指数分析表明各处理水样中的DOM整体处于较强的自生源特征。利用主成分分析法(PCA)对影响黑臭水体DOM的主要因素及其贡献量研究发现：第1主成分表现为陆源类腐殖质和生物源类腐殖质共存的现象,对水体中DOM的贡献率为54.98%;第2主成分反映了以微生物代谢过程为代表的内源污染,对水体中DOM的贡献率为26.56%。因此,利用三维荧光分析能够较好的反映水中DOM的去除情况,易于实时在线监测,对黑臭水治理具有重要意义。     

浙江省生态环境可持续发展评价指标体系的建立

生态环境的可持续发展评价是生态安全与生态建设中的重要内容。本研究应用主成分分析法,收集浙江省1990～2000年的数据,对评价指标进行初步筛选．同时采用德尔斐法进行专家咨询,得到评价指标的分层排序。最后从初选的54个评价指标中,根据主成分分析法、专家咨询法的指标筛选结果,结合有关国家及地方生态环境建设规划,建立了由40个指标组成的浙江省生态环境可持续发展评价指标体系。