最优加权组合预测法在水质预测中的应用研究

针对用再生水补给河流的水质预测问题,提出了基于最优加权法的组合预测模型.利用灰色预测模型、趋势外推法和指数平滑法3种方法分别进行预测,再以预测误差平方和最小为目标,将预测值的加权问题转化为优化问题,求解得到各种方法预测值的权值.然后,将3种方法所得的预测结果用最优加权法进行组合,得到组合预测值.最后,应用组合预测法对由再生水补给的永定河中的DO值进行预测,并与单一预测模型比较.仿真结果表明,组合模型可以平衡各种方法的偏差,模型的适用性和预测精度有所改善.     

镜泊湖水质分析及水质预测研究

湖泊蓄水是中国重要的淡水资源之一,是人民生活不可缺少的宝贵资源。近年来,湖泊污染致使湖泊水质恶化、水体鱼类种类下降,对湖泊区域经济发展造成了威胁,尤其严重阻碍了旅游业的发展。本文通过对镜泊湖水环境现状分析以及时水质进行预测、评价,分析镜泊湖水污染特征,并为解决镜泊湖水环境问题提供依据。     

基于人工神经网络方法的水质预测初探

常规的水质预测模型因存在许多简化与假定而限制了其精度与实用性的提高.文章通过引入神经网络技术来建立水质预测模型,分别采用LM算法和RBF算法来提高预测的精度.结果表明,在建立三门峡水库流量和水质的输入响应关系模型的实际应用中,RBF算法取得了较好的预测效果.     

广州潮汐河网水质预测数学模型研究

采用有限控制体积法和隐式离散基本水质方程,根据潮汐河网的特点,利用半控制体积概念和迭加原理,导出一种适合于任意形状的均匀混合型潮汐河网水质方程的分缓解法。应用广州潮汐河网两期水文水质同步实测资料,建立溶解氧动态模型,并进行了不同条件下的水质预测,初步揭示了广州潮汐河网半月潮期间的水质变化特性。      

河流水质时间序列分析的自组织预测方法及应用

应用前苏联学者伊万年科基于生物控制论中的自组织原理提出的一种数据组合处理方法，有效地解决复杂非线性系统预测。以汾河某段的水污染时间序列监测数据为基础，建立了一个河流水质污染预测的自组织模型，其建模样本的拟合值和检验样本的预测值相对误差分别在３．１％和５．３％以内。结果表明，自组织模型能较好地描述水污染时间序列数据之间的非线性关系，适合复杂水环境污染系统的预测工作。     

数据组合处理方法(GMDH)建立河流水质模型初探

本文主要探讨以PSS为准则的改进型数据组合处理方法(GMDH)在河流水质模型化中的应用,提出在建模前进行变量的预选择以及根据PSS准则、相对误差和模型的物理意义选出最佳的模型,并以洋河有机物的预测模型为实例进行了考察。改进的GMDH具有自选择变量、自组织结构、快速建模的功能,且所建的模型具有良好的物理意义。     

基于数据分解的大气污染物短期预测组合方法综述

大气污染物的短期预测,对制定有效的大气环境治理措施和降低居民健康风险具有重要的实际参考价值。组合模型通过数据分解挖掘时间序列中蕴含的时频信息,可以进行精准且可靠的预测,已成为大气污染物短期预测的发展趋势。从时间尺度,将现有的大气污染物短期预测方法进行梳理,重点综述了基于小波分解、经验模态分解和变分模态分解的组合模型。随后,依据处理目的,将现有模型组合结构的优化方向归纳为数据降噪、二次分解、分量处理和误差修正,并对各结构的优缺点与适用范围进行总结。结果发现：4种组合结构并非普遍适用于所有预测情况,应根据数据特征等条件有选择性地使用。最后,总结了现存组合预测模型存在的问题,指出未来应从自适应组合结构、数据特征对性能影响和模型多性能平衡的角度开展相关研究。     

大连星海湾水质预测

建设马栏河污水处理厂是改善大连市南部沿海环境的重要措施。本文运用浅海潮波方程和平流扩散方程进行海域水质预测,结果表明：该污水处理厂建成后,星海湾海域水质将有很大好转,达到国家二级标准。     

修建佛子岭抽水蓄能电站对水质影响的预测分析

修建佛子岭抽水蓄能电站对水质有一定的影响。在此利用数学模型对施工期及运行期的水质进行了预测，并分析得出水库水质能达到所属水功能区要求，只要控制水库上游面源污染及网箱养鱼，水库就不会发生包括富营养在内的污染问题。     

怒江流域水质现状及预测分析

根据监测资料,对保山境内怒江流域水质及底泥现状进行了评价,对水质变化趋势进行了定性分析。     

基于关联向量机回归的水质预测模型

提出了一种基于关联向量机回归的水质时间序列预测模型,并以该模型对氢离子浓度指数(p H值)、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)和氨氮(NH3-N)4种重要水质指标进行预测.首先采用国家环保部发布的四川攀枝花龙洞水质自动监测数据进行实验,对该模型的有效性进行了验证;然后将关联向量机回归预测模型与支持向量机回归预测模型进行比较.为了比较不同核函数的预测效果,实验中预测模型的核函数分别采用了线性函数和高斯函数.实验结果表明,关联向量机回归模型的预测效果不亚于支持向量机回归模型;且在给出预测值时,还能同时给出预测结果的可信程度.     

BP模型在河流水质预测中的误差分析

为验证BP模型在河流水质预测中的有效性,利用仿真技术模拟一条河流污染物的变化趋势,并得到大量的河流水质参数数据.用上游已知河段的水质数据预测该河流下游10个检测断面的水质状况.预测过程分2种情况进行:长距离预测(一次连续预测下游10个河段)和短距离预测(每次连续预测下游2个河段),并以MSE函数生成均方误差作为对2种预测方法性能的检验.结果显示,长距离预测的性能低于短距离预测,2种方法对溶解氧预测的均方误差为0.432和0.035,对生化需氧量预测的均方误差分别为0.243、0.055.     

水文水质模型联合应用于水库水质预测研究

联合应用流域水文非点源AnnAGNPS模型和水库水质CE-QUAL-W2模型,AnnAGNPS模型输出黑河流域非点源污染负荷,将其转化为金盆水库入库浓度作为CE-QUAL-W2模型的输入,对黑河金盆水质进行预测,研究非点源污染对陕西金盆水库水质影响.结果表明,在对水库水质进行预测时,应对洪水期和非洪水期的非点源污染区别对待.非点源污染在洪水期时对金盆水库水质有较大影响,而在非洪水期时非点源污染对水库水质影响不显著.非点源污染对水库纵向和垂向水质影响存在差异性.林地对流域非点源污染削减起到很大作用.     

基于多元统计和水质标识指数的辽阳太子河水质评价研究

以太子河辽阳段为例,通过因子分析从16个水质评价基础指标中筛选出8个作为水质评价重要指标.在利用方差分析(ANOVA)对各监测断面多年水质指标数据进行时间与空间尺度上显著差异性检验的基础上,通过层次聚类分析将2009—2012年3个断面的144个样本点分成11组.同时,以各组的样本均值为基础,采用水质标识指数方法得到各组的水质评价结果,并将其分解到各组对应的水质样本点,以实现对多断面、长时间大量样本的水质评价.实证结果表明:2009—2012年间太子河辽阳段干流的水质状况大部分处于Ⅲ级以上,从上游到下游,水质状况呈恶化趋势.研究表明,本文提出的基于多元统计分析和水质标识指数的水质评价方法可用于多断面、长时间大量样本的水质评价工作.     

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.     

Water quality evaluation based on improved fuzzy matter-element method

For natural water, method of water quality evaluation based on improved fuzzy matter-element evaluation method is presented. Two important parts are improved, the weights determining and fuzzy membership functions. The coefficient of variation of each indicator is used to determine the weight instead of traditional calculating superscales method. On the other hand, fuzzy matter-elements are constructed, and normal membership degrees are used instead of traditional trapezoidal ones. The composite fuzzy matter-elements with associated coefficient are constructed through associated transformation. The levels of natural water quality are determined according to the principle of maximum correlation. The improved fuzzy matter-element evaluation method is applied to evaluate water quality of the Luokou mainstream estuary at the first ten weeks in 2011 with the coefficient of variation method determining the weights. Water quality of Luokou mainstream estuary is dropping from level I to level II. The results of the improved evaluation method are basically the same as the official water quality. The variation coefficient method can reduce the workload, and overcome the adverse effects from abnormal values, compared with the traditional calculating superscales method. The results of improved fuzzy matter-element evaluation method are more credible than the ones of the traditional evaluation method. The improved evaluation method can use information of monitoring data more scientifically and comprehensively, and broaden a new evaluation method for water quality assessment.     

基于MSLSTM-DA模型的水质自动监测异常数据报警

提出一种基于多元堆叠长短时记忆网络-差值分析(MSLSTM-DA)模型对地表水质异常数据进行报警的方法.该方法首先建立MSLSTM模型对水质指标数据进行预测,再基于预测结果的残差分布建立DA模型,并确定各个指标的数据异常阈值,当实测数据与预测数据差值大于阈值时进行数据报警.以长江流域监测断面的水质数据进行了方法有效性验证.结果表明,构建的预测模型对５个指标的MAE、MAPE均值比BP神经网络预测模型降低21.0%,17.8%,比LSTM模型降低16.8%,17.9%.皮尔逊系数均值比BP神经网络、LSTM模型的分别高5.9%,4.4%.5个指标共检出水质异常数据37条,其中34条经人工判断确实存在有异常,报警准确率高达91.9%.     

水质监测质量管理的实践与思考

水质监测全程序质量控制检查是质量管理的一项重要手段,是提高分析结果总体可靠性、了解或证实各实验室提供优质数据的能力的有力措施。本文对地表水监测质量检查情况进行了论述,分析总结所发现的问题,并根据具体情况提出解决的办法和建议,旨在为水质监测质量水平的提高起到借鉴作用。     

厦门同安湾水质状况评价

根据１９９５～１９９９年同安湾海域的水质监测资料，对海域的水质状况进行了评价和营养分级，结果表明，海域水质处于高Ｎ低Ｐ状态。ｐＨ、ＤＯ、ＣＯＤＭｎ、和ＢＯＳ５＊符合ＧＢ３０９７－１９９７第二类海水水质标准，但ＤＩＮ、石油类和ＤＲＰ超第二类海水水质标准。ＤＩＮ和石油类的超标率和超标倍数有逐年增强之势。该海域目前处于Ｐ中等限制潜在富营养水平阶段。