湟水河流域西宁段水质综合评价的可视化研究

摘要

湟水河流域水质监测数据的信息挖掘对水质状况的了解、水污染的综合治理及水的分类应用都很有意义。数据可视化通过图形形式，将数据信息表达出来，形象直观生动地反映出湟水河流域水质监测数据表达出的信息。本文对国内外水质监测数据的分析模型及可视化研究现状作了综述。根据湟水河流域的水文资料及环境特点，选取西宁湟水河流域枯水期52个监测点，18个水质监测指标。测得湟水河西宁流域52个样本，18个指标的数据阵([B]52×18)。主要研究内容：
　　1.优化布点，集中采样，分析测定。按照西宁湟水河流域的水功能划分情况、周围环境和流域特点。布设了52个监测点，包含了西宁市湟水河干流、甘河工业园区、海湖新区、北川河、南川河和沙塘川河。于2015年11月份，采集水样。参考国家标准和环境标准分析检测了52个样品的pH、电导率、浊度、氟化物、全盐量、COD、BOD、氨氮、亚硝酸盐氮、六价铬、Ca、Fe、Cu、Zn、Mg、K、Na等18个监测指标，获得了52个监测点，18个指标的监测数据。
　　2.水质综合评价的模型研究。应用主成分分析、因子分析、聚类分析等化学计量学方法对监测数据进行建模分析。得到了西宁湟水河流域的9个综合污染因子并用层次分析法对监测点水质做了分类。因子模型适用性检验结果表明监测数据不适于因子分析，反映出各指标间相关性比较差。选取4个指标，建立了的加权叠加回归综合评价模型，与单指标评价法结合对西宁湟水河流域水质做了综合评价。
　　3.西宁湟水河流域水质综合评价的可视化研究。应用ArcGIS软件的ArcMap模块，借助全球河网图层，对监测点位和加权叠加回归综合评价模型所得的结果作了可视化。对监测点位应用湟水河河网图，标明了采样点在湟水河的相对位置。对加权叠加回归综合评价结果在谷歌地形图下，用安全预警五级分类颜色和不同的形状，形象直观地展示出监测点的水质分类情况。
　　本文以西宁湟水河流域水质综合评价为研究背景，通过布点、采样、测试、数据处理，建立了加权叠加回归综合评价模型，对湟水河的综合评价提供新的思路。利用全球河网图层，对监测点位和加权叠加回归模型所得的结果作了可视化分析。用预警五级分类颜色，形象直观地展示出监测点的水质分类情况，为湟水河污染综合治理提供了水质监测的可视化信息技术。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1研究背景与意义

1.1.1湟水河流域水文概况

1.1.2湟水河监测与治理现状

1.1.3近年来湟水河流域西宁段研究现状

1.1.4湟水河流域西宁段水质建模与可视化研究意义

1.2研究内容的国内外研究现状

1.2.1国内外水质监测研究现状

1.2.2国内外水质建模与综合评价研究现状

1.2.3国内外水质监测可视化研究现状

第二章 实验部分

2.1分析检测方法

2.2仪器设备

2.3药品试剂

2.4实验步骤

2.4.1采样

2.4.2 各指标测定步骤

2.4.3 实验注意事项

2.5实验结果

第三章 西宁湟水河流域水质综合评价建模

3.1数据预处理方法

3.2单因子分析

3.2.1 pH单项分析

3.2.2电导率与全盐量分析

3.2.3浊度单项分析

3.2.4氟离子单项分析

3.2.5总硬度和钙镁总和分析

3.1.7六价铬单项分析

3.2西宁湟水河流域监测数据建模分析

3.2.1主成分分析模型

3.2.2因子分析模型

3.2.3聚类分析模型

3.3加权叠加回归综合评价

3.3.1加权叠加回归模型

3.3.2回归模型建立

3.3.2国标分类与综合评价法比较

3.3.3建模分析小结

第四章 湟水河流域西宁段采样点与综合评价的可视化

4.1采样点位可视化

4.2加权叠加回归综合评价结果可视化分析

4.2.1综合评价结果的可视化

4.2.1综合评价

结论

参考文献

致谢

个人简历

参加的科研项目与发表的研究论文