湖库水质评价及水质模拟预测方法研究

发布时间：2020-11-04 12:17

　　 在经济发展高速增长的同时,水环境问题日渐突出,迫切需要相应理论及技术的支持。研究水体中污染物迁移转化规律,准确评价水环境状况,预测水环境变化趋势,对于经济有效地防治水环境污染,具有重要的科学价值和现实意义。 本论文以国家自然科学基金重点研究项目“京蒙沙源区植被建设中水资源优化配置研究”和内蒙古自然科学基金项目“西山湾水库水环境质量预测模型与水环境改善对策研究”为依托,结合浑善达克沙地京蒙沙源区生态环境建设中生态需水的实际,将环境科学、水利科学等学科进行交叉渗透,就模糊集理论、灰色系统理论、自适应神经网络算法(A-BP)、加速遗传算法(AGA)以及各种算法的结合在水质评价中的应用进行了研究,就神经网络在水质模拟预测及水库富营养化预测方面的应用进行了探讨,建立了基于A-BP和AGA的水质评价、模拟预测模型,旨在寻求一种评价结果客观、准确、评价过程简单而有效的评价预测方法。 (1)在采集分析西山湾水库大量实测水质数据的基础上,建立了基于AGA的模糊贴近度水质评价模型、基于AGA的LOG曲线水质评价模型和A-BP水质评价模型,采用上述模型以及模糊数学法、灰色关联法对水环境质量进行了现状综合评价,并对各种方法进行了对比分析。 (2)将A-BP模型用于串联水库水质的时空模拟与预测。根据水质在一维空间和时间上的连续性,建立了模拟水质一维空间分布和时间分布的A-BP串联模型,并建立了二维A-BP模型。 (3)采用A-BP模型和AGA模型对水库的富营养化进行了评价;建立了基于A-BP的富营养化指标预测模型,并对水库富营养化指标进行了预测。 (4)推算了水库水环境容量,对入库污染源进行了分析预测,根据水污染控制和生态修复理论,制定了水库水污染防治对策。 研究结果表明:较之其它方法,采用基于AGA的模糊贴近度模型和A-BP模型进行水质评价可信度较高;采用A-BP模型各项水质指标模拟效果均较好,并且体现出可同时模拟多个变量和模拟过程大为简化等优点;采用AGA-LOG和A-BP进行水库富营养化评价,两种方法评价结果基本一致;在水库富营养化预测的几种方法中,A-BP模型的预测精度高于其它方法;水环境容量推算结果表明,西山湾水库已无TN、TP和CODMn的环境容量; BOD_5、COD_(cr)仍有一定的环境容量。
【学位单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2007
【中图分类】：X824;X832
【部分图文】：

水库水样采集断面布置图

图 8 水质评价的 A-BP 模型网络拓扑结构练样本输入神经网络模型进行试算，确定隐含层节点数目。初始学习速率和初始动量因子及各自的自适应步长；确定收敛条局误差或迭代次数限制），以训练样本进行训练求得网络的权值和验样本输入模型，验证模型的权值和阈值对于水质评价效果的有

1BP网络预测模型TP浓度计算值与实测值对比
【引证文献】

相关期刊论文 前2条

1 马洪侠;蒙晓颖;李君丽;;尔王庄水库水源地保护措施[J];水科学与工程技术;2010年06期

2 董飞;彭文启;刘晓波;;富营养化水库水环境容量研究[J];人民黄河;2011年04期

相关博士学位论文 前3条

1 范良千;流域非点源贡献率核定及总量负荷分配研究[D];浙江大学;2011年

2 徐良骥;煤矿塌陷水域水质影响因素及其污染综合评价方法研究[D];安徽理工大学;2009年

3 马成有;地下水环境质量评价方法研究[D];吉林大学;2009年

相关硕士学位论文 前8条

1 肖绮虹;流溪河水库监测和水质安全评价[D];华南理工大学;2011年

2 辛慧;泰山森林涵养水源功能与价值评估[D];山东农业大学;2008年

3 曹高明;水环境动态监测与评价系统的设计与实现[D];首都师范大学;2009年

4 李红伟;基于组件GIS的义马市水环境信息管理系统研究[D];郑州大学;2009年

5 胡倩如;PCA和ANN在鄱阳湖水质评价中的应用[D];南昌大学;2010年

6 杨小梅;缙云山森林生态系统水质效应及评价研究[D];北京林业大学;2010年

7 吴文娟;汉江上游旬阳水电站对安康水源地的影响及库区整体水质预测研究[D];西安理工大学;2009年

8 赵天龙;灰色关联分析法在淡水鱼类养殖池塘水质评价中的应用[D];广西大学;2012年

本文编号：2870088