基于BP神经网络的水环境承载力研究——以腾格里湖为例

摘要

宁夏地区为大陆性半湿润半干旱气候类型，气候干燥，蒸发量大，水资源短缺，水环境恶化已成为了困扰地区发展的问题之一。研究地区水环境承载力，对于水资源合理开发与有效利用、生态环境保护与修复具有重要意义。本研究以中卫市腾格里湖为例，在调查分析2013年至2015年水环境因子和水生态因子及其时空变化特征的基础上，分析研究腾格里湖水质主要影响因子、水质等级、水体富营养化状况，构建腾格里湖水环境承载力指标评价体系，建立人工神经网络模型，研究腾格里湖的水环境承载能力，旨在为腾格里湖的生态环境保护和可持续发展提供理论依据。具体的研究结果如下:
　　(1)影响腾格里湖2013年水质的主要因子排序为:总磷(TP)、高锰酸盐指数(COMMn)、pH、化学需氧量(CODCr)、氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl.a)、总氮(TN)、透明度(SD);2014年主要水质影响因子排序为:NH3-N、SD、TP、Chl.a、DO、TN、pH、CODCr、COMMn;2015年主要水质影响因子排序为:TP、DO、Chl.a、TN、NH3-N、CODCr、SD、COMMn、pH，其中，氮、磷营养盐类在腾格里湖水体中起到主导作用。
　　(2)腾格里湖2013年春、夏、秋、冬四季的水质等级分别为:Ⅲ类、Ⅴ类、Ⅴ类和Ⅲ类;2014年同2015年一致，水质等级为:Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅳ类和Ⅲ类。腾格里湖2013年至2015年水体春季富营养化状态为轻度富营养，夏秋两季为中度或轻度富营养，冬季为中营养状态。腾格里湖夏季污染程度为中污染，春秋两季为轻污染或尚清洁，冬季为清洁或尚清洁状态。
　　(3)从水质子系统和水生生态子系统两方面选取了9项指标，构建腾格里湖水环境承载力评价指标体系，采用人工神经网络模型，分析腾格里湖水环境承载能力。腾格里湖2013年至2015年水环境承载力指数分别为:0.69、0.63、0.46，处于基本可承载状态。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1研究背景

1．2研究进展

1．2．1国外研究进展

1．2．2国内城市水环境承载力研究进展

1．2．3国内区(流)域水环境承载力研究进展

1．2．4水环境承载力研究展望

1．3水环境承载力基本理论及研究方法

1．3．1水环境承载力定义

1．3．2水环境承载力本质、内涵及特征

1．3．3水环境承载力量化研究方法

1．4研究区域概况

1．4．1地理位置

1．4．2自然条件

1．4．3生物资源

1．4．4旅游资源

1．5研究目的及意义

1．6研究目标、内容及技术路线

1．6．1研究目标

1．6．2研究内容

1．6．3技术路线

第二章腾格里湖水环境因子时空分布特征

2．1材料与方法

2．1．1样点布设与采样时间

2．2水样采集与测定

2．3腾格里湖水环境因子分析

2．4基于主成分的腾格里湖水环境因子分析

2．4．1主成分分析法

2．4．2腾格里湖水环境因子主成分分析

2．5小结

第三章水环境质量综合评价

3．1水环境质量评价方法

3．1．1灰关联法

3．1．2综合营养状态指数法

3．1．3综合污染指数法

3．2水环境质量评价结果与分析

3．2．1腾格里湖灰色关联法评价分析

3．2．2腾格里湖富营养化评价分析

3．2．3腾格里湖综合污染指数分析

3．3讨论与结论

第四章腾格里湖水环境承载力评价分析

4．1研究方法

4．1．1腾格里湖水环境承载力指数

4．1．2腾格里湖水环境承载力评价指标体系

4．1．3生物指标

4．1．4 BP人工神经网络模型

4．2结果与分析

4．3讨论与结论

5．1结论

5．2创新点

5．3展望

参考文献

致谢

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