漳河上游河流水质评价及预测

摘要

近年来，我国经济保持高速平稳的增长，到2010年中国已跃升为全球第二大经济体。然而在经济增长的同时，水环境质量却日趋恶化，当前水污染问题已严重制约了我国经济、社会的可持续发展。流经晋冀豫三省的漳河作为多个饮用水源地的河流，其上游的水质状况引起广泛关注。本文采用基于组合赋权的灰色关联评价法和季节性肯达尔检验法对漳河上游水质进行评价及趋势分析，并通过BP神经网络模型进行了水质预测，为决策者了解水质状况、发展态势和制定相关保护政策提供一定的科学依据。本文主要研究内容及结论如下： （1）收集并整理了2014～2016年漳河上游麻田、合漳、三省桥和观台断面的水质监测资料，查阅有关漳河上游水质污染的相关文献并根据河流水质特性确定了溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷、五日生化需氧量、氟化物7项水质指标作为研究对象。在灰色关联理论中，引入层次分析法和熵权法对各指标进行组合赋权，对水质进行综合评价。四个断面的评价结果显示：2014～2016年漳河上游水体污染较轻，水质整体处于Ⅱ类水以上，水质状况良好。 （2）对漳河上游的水质指标进行了时空变化趋势分析，并采用基于季节性肯达尔检验原理开发的PWQ-trend2010软件对漳河上游7项指标2012～2016年的变化趋势进行了分析，四个断面的结果显示：高锰酸盐指数、五日生化需氧量和总磷无明显变化;总氮呈现显著的下降趋势;氨氮、氟化物呈现高度显著的下降趋势;溶解氧在麻田、观台断面分别呈现显著的上升和下降趋势。 （3）利用MATLAB软件建立了基于改进算法的BP神经网络水质预测模型，以2016年为基准年，预测2020年水质状况，预测结果显示：麻田、合漳、三省桥和观台断面水质总体处于Ⅰ类标准，但值得注意的是总氮单个指标总体超出Ⅴ类标准，污染严重。

目录

第一个书签之前

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究进展

1.2.1水质评价研究进展

1.2.2水质预测研究进展

1.3水质主要评价方法概述

1.3.1单因子评价法

1.3.2综合评价法

1.4 研究内容及技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

第2章 流域概况

2.1 自然概况

2.1.1 漳河上游流域范围

2.1.2 漳河上游河流水系

2.1.3 地形地貌

2.1.4 气候水文

2.1.5 植被概况

2.1.6 水利工程概况

2.2社会经济概况

2.2.1 经济

2.2.2 人口

第3章 漳河上游流域水质评价

3.1 评价断面的选取

3.2 评价指标及评价标准的选取

3.2.1 评价指标

3.2.2 评价标准

3.3水质评价模型

3.3.1 灰色关联法原理

3.3.2灰色关联分析法基本步骤

3.4组合赋权法确定权重

3.4.1层次分析法确定权重

3.4.2 熵权法确定权重

3.4.3 组合赋权

3.5评价结果

第4章 漳河上游水质变化趋势分析

4.1漳河上游水质随时间变化特征

4.1.1 麻田断面

4.1.2 合漳断面

4.1.3 三省桥断面

4.1.4 观台断面

4.2漳河上游水质随空间变化特征

4.3季节性Kendall检验数学模型在漳河流域的应用

4.3.1季节性Kendall检验原理

4.3.2 PWQTrend水质趋势检验软件的应用

4.3.3结果分析

第5章 基于BP神经网络的水质预测

5.1 人工神经网络概述

5.1.1人工神经网络的发展

5.1.2 神经网络的特点

5.2 BP神经网络

5.2.1 BP神经模型

5.2.2 BP神经网络的学习

5.2.3 BP算法改进

5.3漳河上游水质预测

5.3.1 数据采集及隐含层节点确定

5.3.2训练过程

5.3.3预测结果及分析

第6章 结论及展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

附表 层次分析法求得各指标权重系数

作者简介

发表论文和参加科研情况说明