山东省河流水质监测网优化布点

摘要

水质监测网络是进行水污染防治管理与决策的信息来源,为环境管理提供依据.随着社会经济的发展,水环境条件的变迁,山东省水质监测网络已逐渐暴露出测点在代表性、可比性方面的不足.水质监测网优化的目的是根据水系构成合理地确定监测点数和监测点位,以求得测点数、代表性、监测成本之间的最优解.该课题在基础资料调查、现有监测点位合理性分析的基础上,铺设数学模型法和专家咨询法两条主线,综合分析两者得出的结果,最终提出并确定省控监测网布点方案.重点进行了数学模型法的研究,采用Fisher最优化分割法和重心法,从点数到点位,都给出了一个系统完整的优化过程.Fisher最优分割法是聚类分析的一种,对所有有序样品进行分类的一种数学方法,它具有客观、最优的特点,它能使样品段内部各样品间的差异最小,而段与段之间的差异最大.以河流作为分析单元,断面污染项目选取山东省河流水体中五大主要污染物:化学需氧量、生化需氧量、氨氮、挥发酚、石油类,因此把每一断面均看作一五维向量.首先计算河流上所有断面的均值型综合污染指数,按其大小进行排序.开始全部样品都归为一类,通过递推分析,逐渐的分成两类、三类……,计算每一类的直径,使其最小;然后计算每一种分类数的误差函数值,作误差函数值和分类数的图象,曲线拐点处所对应的K即为最佳分类数K;最后利用重心公式及欧氏距离公式从每一类别中优选出一个最具代表性的点位.

目录

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第一章概述

1.1目的意义

1.2指导思想、布点原则

1.3达到的技术指标

1.3.1代表性指标：

1.3.2完整性指标

1.3.3可控性指标

1.4优化布点研究内容和技术路线

1.4.1资料收集

1.4.2现有监测点位合理性分析

1.4.3.确定省控监测网布点方案

第二章水系河流概况

2.1黄河流域

2.2.1黄河

2.2.2大汶河

2.2淮河流域

2.2.1沂河

2.2.2沭河

2.2.3韩庄运河

2.2.4泗河

2.2.5白马河

2.2.6薛城十字河

2.2.7新万福河、老万福河

2.2.8东渔河

2.3海河流域

2.3.1徒骇河

2.3.2马颊河

2.4小清河流域

2.4.1小清河

2.4.2支脉河

2.4.3巨野河

2.4.4绣江河

2.4.5杏花河

2.4.6孝妇河

2.5沿海诸河流域

2.5.1弥河

2.5.2淮河

2.5.3胶莱河

2.5.4大沽河

2.5.5五龙河

2.6河流水质状况

第三章现有监测断面分析

3.1断面布设现状

3.2现有断面合理性分析

3.2.1控制量指标分析

3.2.2可控性指标分析

3.2.3监测断面水质年际稳定性分析

3.2.4相邻断面相关性分析

第四章数学模型优化

4.1监测断面优化方法综述

4.1.1主成分分析法

4.1.2聚类分析

4.1.3物元分析法

4.1.4灰色控制理论

4.1.5人工神经网络

4.1.6序惯数论

4.1.7投影寻踪回归分析法

4.1.8逼近于理想解的排序法

4.1.9近似度

4.1.10方法综合分析

4.2Fisher最优分割法与重心法在河流环境监测点位优化中的尝试

4.2.1引言

4.2.2优化布点原理

4.2.3优化过程与结果

4.2.4优化结果检验

第五章专家咨询法

5.1专家组成

5.1.1省级专家

5.1.2地市专家

5.2资料提供

5.3权重赋值

5.4权重计算方法

5.5综合分析

第六章结论

6.1数学模型法分析

6.1.1特点：

6.1.2缺点：

6.2优化方法整体分析

附表1黄河流域现有监测断面基本信息

附表2淮河流域现有监测断面基本信息

附表3海河流域现有监测断面基本信息

附表4小青河流域现有监测断面基本信息

附表5沿海诸河流域现有监测断面基本信息

附表6数据获取率未达标监测断面列表

附表7现有断面主要污染物测值变异系数计算结果

附表8相邻断面相关性分析结果

参考文献

致谢