遗传梯度法在水质数学模型参数估值的应用

介绍一种混合遗传算法－－遗传梯度法，并将其应用于水质数学模型参数估值，较一般优化算法能稳定得到的全局最优解。     

遗传模拟退火算法在水质模型参数估值中的应用研究

在传统遗传算法 (GeneticAlgorithms,GA)基础上引入模拟退火技术 (SimulatedAnnealing,SA) ,提出了遗传模拟退火算法 (GSA) ,并将其应用到水质模型参数估值中。计算结果表明 ,GSA法综合了 2种优化方法各自的优点 ,不但克服了传统GA容易早熟的缺点 ,还加强了算法的收敛速度 ,因而具有良好的优化性能。不同的参数估值方法比较进一步验证了新方法的有效性。GSA法在环境优化领域中将具有广阔的应用前景     

基于贝叶斯优化的三维水动力-水质模型参数估值方法

随着水质目标管理要求的提升,基于复杂的三维水动力-水质模型的决策成为流域精准治理的必需.水质模型通常具有复杂的结构,包含大量的方程和参数,而参数取值的准确性会影响模型对水体系统表征的可靠性,进而影响根据模型结果进行水环境管理的效果,因此,有必要探究适用于复杂水质模型的高效参数估值方法.传统的自动参数估值方法应用于复杂的水质模型时会面临计算瓶颈,而贝叶斯优化适用于高运算成本模型的优化问题.本研究提出基于贝叶斯优化的复杂水质模型参数估值方法,主要包括:①重要影响参数识别;②重要参数敏感性排序与筛选;③采用贝叶斯优化对筛选出的参数进行估值;④方法的适用性评估.同时,将该方法应用于云南异龙湖的三维水动力-水质模型的参数估值中,发现进行参数估值后模型lg(NSE)均大于0.65,表明模型达到了满意的级别.研究表明,当贝叶斯优化算法的采集函数为EI时,仅需要141次迭代lg(NSE)即可达到0.766,该方法对复杂水质模型的参数估值具有一定的借鉴意义.     

HSY算法在水质模型参数识别中的应用探讨

参数识别是水质模拟中的技术核心，数据稀缺是水质模型经常面临的问题。采用HSY算法可求得模型参数的分布，而不再是一个单一的最优参数，从而在一定程度上避免了由于“最优”参数失真带来的决策风险，本文以南水北调一期工为例，讨论了在稀疏数据条件下如何应用HSY算法识别CSTR水质模型的参数，并对识别的模型参数进行了检验。模型检验采取了2种方法：分别用动态和稳态计算方法得出的参数进行比较；用模拟结果分布于实测值进行比较。结果表明，HSY算法为稀疏数据条件下进行识别、建立数学模型提供了一条有效的途径。     

Bayes理论在河流水质模型参数识别中的应用

参数识别是水环境数学模型建模的重要步骤.在实际模拟过程中,往往难以获得理想的数据进行模型参数识别.充分利用研究者已有的经验,可在一定程度上减少模拟过程的风险.Bayes理论为把研究者的经验或前验信息纳入到水质模拟提供了一个定量手段.采用离散Bayes理论的基本方法,以国内某河段实际监测数据为基础,完成了模型的参数识别过程,并对识别结果进行了分析.验证结果表明,采用Bayes理论获得的参数识别结果能够达到模型验证的要求.     

牛顿（切线）法求极值在估算水质模型参数中的应用

文章根据水环境容量计算条件,建立了适用于中小河河流一维忽略污染物沉降扣弥散作用的数学模型。建立了由实测值与拱型计算值之差的平方构成的目标函数。通过目标函数,把水质模型参数的估算转变成一个单变量函数求极值的问题。本文采用牛顿（切线）法求极值和计算机技术解决了这个单变量函数求极值问题,解决了在有多排污口存在的河段估算污染物衰减系数K值的难题。该办法的使用提高了水环境容量计算的可靠性和准确度。     

随机因素对河流水质模型参数最优估值影响

用多宾斯－BOD－DO（Dobbins－BOD－DO）水质模型,生成真实的无干扰和有干扰的仿真水质数据。在此基础上,用绘制目标函数响应面的方法,分析水质监测数据中的随机噪声对水质模型参数最优估值的影响。分析结果表明,随机噪声干扰使最优估计参数＂漂离＂系统真实参数,并增加最优估计参数的不唯一性问题。     

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。     

累积流量模型在河流水质管理规划中的应用

借助混合率与保存率的概念,将累积流量模型应用到河流水质管理规划中,提出了一个新的可考虑向扩影响的规划模型,并将水质管理目标定在取水口水质达标上。     

苏州河干流水质模型的开发研究

对《苏州河水质模型的开发》课题完成的大部分内容进行了介绍，包括水质模型的选择及其原理、模型研究的内容与开发方法、干流水质模型的率定与验证，并据此给出了关于苏州河水环境特性的一些参数值，计算的基准时间为1999年夏季苏州河第3次调水试验时期。需要指出的是，苏州河正处于动态的综合整治过程中，模型中有关参数也会随其相应改变。     

应用水质模型方法研究河流污染控制

应用水质模型对河流污染控制进行研究，经济、方便、有效。讨论了水质模型方法的原理、必然性、种类、建立步骤和应用范围，并以黄浦江为例，对水质模型的建立与应用进行了说明。     

水资源水质评价方法分析与进展

对国内外众多的水质评价方法的特点进行了归类分析和比较研究，指出各方法的适用条件和适用范围，提出了设计合理的水质评价模式的特征要求以及今后的研究方向和发展趋势。     

WASP4在太浦河水质管理中的应用

运用WASP4模型系统模拟结果表明,太浦河的开通将明显改善黄浦江松浦大桥取水口水质。     

湖泊水质参数空间最优估计精度分析

在湖泊研究中,往往要了解污染的空间分布状况,其核心是空间最优估计问题.本文在阐述了克立格方差特点的基础上,以太湖为例,对湖泊水质参数空间最优估计的精度问题进行了分析.结果显示,估计精度受变差函数、各采样点的空间配置关系等因素的影响.空间结构直接决定着估计精度的大小,而与各信息采样点的值的大小无关.     

气相色谱在我国水质监测中的应用

从系统分析,有机污染物的分析,金属类的分析,多组份污染物的分析及底质分析等几方面,概述了气相色谱在我国水质监测中的应用.     

Dobbins概率边界模型及应用

在W.J.Padgett等对随机水质模型研究的基础上,本文以样本资料为重要信息,直接推求BOD和DO的联合分布函数。以此为基础,结合地面水水质标准,推出BOD-DO的耦合达标率公式,同时结合Dobbins模型导出了上游断面的BOD-DO概率边界值计算式。以沱江流域顺河场至中瓷厂水质资料作为实例进行计算,结果表明模型有广阔应用前景。      

水质自动监控系统在水产养殖业上的应用

设计了新型的测量池，配上在线分析仪、PC机、485总线、模块和电气控制设备，研制了池塘养殖水质处动监控系统，能做到监测水质、自动增氧和投饲、更换池水，系统经长期运行，正常无故障。