内嵌神经网络的不确定水质模型研究

不确定水质模型研究是提高和认识水环境中各种不确定性因素常用的手段,目前水质不确定模型主要是增加一个外部观测量,通过对观测结果的回归分析或滤波来分析不确定性因素的影响.本文将神经网络内嵌到水质模型中,构成一个具有学习功能的不确定性水质模型,此模型能从内部感知各种不确定性因素的变化,实践证明此模型在对具有不确定性污染物排放的预测上具有较高精度.     

基于正态模糊线性回归确定河流横向扩散系数

为寻求水质污染时河流扩散参数的计算方法,以确定河流横向扩散系数的直线图解法为基础,在模糊数的基础上分析河流水团示踪试验数据,建立正态模糊线性回归模型,通过模糊集的隶属函数计算不同置信水平下河流横向扩散系数和河流平均流速等河流水质参数的取值区间。实际算例验证结果表明,应用正态模糊线性回归模型确定的河流水质参数值与真值非常接近,说明该方法是可行的,并且是可靠、合理的。该方法能够反映河流系统自身的不确定性以及实际中存在的各种不确定因素对其的影响。     

基于模糊事件概率理论的水质风险率计算方法

针对水环境系统的随机不确定性和模糊不确定性，分析了影响水环境中水质风险的不完善性和模糊性因素，将水环境中水质风险作为一个模糊事件，利用模糊事件概率理论，提出了水环境水质超标的模糊随机风险率计算模型。通过引入模糊事件信息熵来评价隶属函数特征值取值的可靠程度，定量描述了隶属函数特征值与风险率的关系，进而计算出风险率。实例计算结果证明了方法的有效性。     

基于集对分析的大坝安全综合评价方法研究

由于影响大坝的安全因素很多,因而在大坝安全评价中,常用的理论和方法不能全面考虑一个系统中的各种不确定性,给大坝安全综合评价带来不便或对大坝的性态不能给予更为准确的评价.针对此问题,利用集对分析理论从同异反3个方面综合考虑事物确定不确定因素的优势,建立了大坝安全集对分析评价模型,为综合评价大坝安全提供了较为科学合理的方法.     

胶州湾海域中随机因素对流场模拟结果的影响

随着电子计算机技术的发展，数值模拟技术在海洋环境中得到广泛应用。数值模拟是采用数值计算方法求解一系列微分方程，由确定的输入条件得到确定的输出结果。而自然现象是由多种因素引起的，如：天文因素、气象因素、海洋因素、地质因素、地形因素等，这些因素都是随机的。在模型的输入中存在着不确定性，因而使得模型的输出也是随机的。本文对胶州湾海域潮流场进行了数值模拟计算，在模型中对输入、输出进行了不确定性分析和敏感性分析，并给出了输出结果的长期变化值及基于一定概率水平的置信区间，该结果在工程设计中具有一定的意义。     

不确定条件下耦合S-P水质模拟的水资源管理模型建立研究

本文通过引入区间不确定性参数,并结合S-P一维水质模型,构建了改进的不确定水质预测模型,并将其预测结果作为考虑不确定参数的水资源管理模型的边界条件,以此形成不确定条件下耦合S-P水质模拟的水资源管理模型。通过案例分析,具体描述该模型的应用条件和使用方法,采用交互式算法对建立的耦合ITSP-SP模型进行求解,得到不确定参数的稳定区间解,从而为相关决策者制定水资源管理方案提供理论依据,同时通过约束条件,还可以核算出水量分配变化条件下相应的水质波动情况。     

神经网络模型在河道水质建模中的应用初探

自然界中各种现象的变化都具有不确定性,水环境系统亦不例外。阐述了河道水质预测的数学方法,建立了水质预测的神经网络模型,并以黄河小浪底至花园口段为例进行数值模拟,计算结果与实测数据比较吻合,说明所建模型是合理的,有实际应用价值,最后展望了不确定性方法在河道水质预测建模中的应用前景。     

基于随机水质模型的水功能区COD超标风险分析

由于水环境系统中存在诸多不确定因素,建立在物理简化基础上的确定性水质模型并不能反映水质变化过程的不确定性。为了弥补确定性水质模型的局限性,本文根据随机微分方程理论,假设水质模型中的耗氧系数、沉降系数、复氧系数服从双侧截尾正态分布,建立了考虑随机效应的水质模型。将模型应用于COD超标风险分析,分别计算了不同水文、水质条件下COD浓度的概率分布。结果表明:当三道营来水COD浓度为16、17、18 mg/L时,超标概率为分别在0.3、0.6、0.8左右。     

漕河段水环境影响预测及自净化分析

以漕河大册营至西庄段河流为研究对象，运用一维稳态水质模型对河流水质进行了分析和预测。通过Excel对模型参数采用单一参数估算法完成估算并进行模型参数的确定和验证。所建水质模型得出的计算值与实际河流的实测值相比，二者的相关系数达到高度相关。说明此预测模型具有较高的精度，可运用到实际中。模型预测结果及漕河河流自净化分析的结果表明漕河河水流往下游时，有机物的污染趋于减缓，对白洋淀的水质未造成严重影响；总汞及氮可能对沿岸地下水和白洋淀水质有一定影响，应控制水质的恶化程度。     

基于区间规划的沙颍河流域排污权交易方案优选

针对排污权交易中水体纳污能力、排污负荷、保护目标等因素的变化使得排污权交易过程具有很大的不确定性的问题,引入区间规划理论寻求考虑这些不确定因素情况下的最优解。采用MIKE11模型模拟沙颍河水量和水质过程,得到不同来水情势下各水功能区的纳污能力过程;应用环境容量模型进行初始排污权分配,提出基于区间规划的排污权交易模型和多目标优化求解方法,得到各计算单元在不同工况下的排污权交易区间值。结果表明,在优化后的排污权交易方案中,沙颍河流域经济效益增加582066万~1217602万元,剩余的环境容量为0~16948t/a,水质达标率提升至85%~90%;经过区间规划优选出的方案,能体现排污权交易的不确定性因素,减少交易过程中各制约因素变化产生的影响。     

改进的模糊综合评价模型在水质评价中的应用

传统的模糊评价模型确定指标权重的方法带有片面性,评价结果有时不能全面真实地反映水质状况.应用改进的模糊综合评价模型探讨了长江近两年的水质状况.首先根据各评价指标浓度的超标值,定义了权重计算公式,从而确定每种评价因素的权重.其结果综合了各种污染指标,对各观测站点的水质做出了比较合理的评价.     

QUAL2K模型在大凌河流域水资源保护管理中的应用

水质模型的应用,是水质评价及预测的重要手段.本文依据调查与监测的数据,建立了朝阳大凌河流域枯水期阎王鼻子水库至白石水库段的QUAL 2K水质模型,结合GIS系统完成模拟值与监测值的参数估计,并通过水质模型得到验证,为水资源综合管理提供依据.     

水环境数学模型研究进展

水环境数学模型的研究按照时间可以划分为三个阶段。对每个阶段的特点和发展情况进行了详细叙述。阐述了水质模型在水质预测、水质规划评价、水环境容量计算和水质预警预报中所起的作用,以及在国内外的实际应用情况。介绍了当前国内外在各个发展方向上的研究进展,说明水质模型未来的六个发展趋势:新模型的开发,不确定性水质模型的研究,水质模型与“3S”的结合,多介质环境生态综合模型,人工智能和水质模型的结合,地下水和地表水转换的水质模型。     

于ANFIS的水质评价模型及其应用

在分析以往水质综合评价方法优缺点的基础上,采用自适应神经模糊推理系统(Adaptive Neural FuzzyInference System,ANFIS)建立了水质综合评价模型。以MATLAB为工具,以某市7个水质观测点为实例进行研究,并将评价结果和人工神经网络法、灰色聚类法及地图重叠法的结果进行分析比较。结果表明:该模型具有计算速度快,评价结果客观、合理、稳定等特点,能够有效的应用于水质综合评价。     

基于多元联系数的灌溉水质综合评价

灌溉水质指标等级划分时的边界值确定具有不确定性,为准确判断指标值与等级标准之间的关系,基于多元联系数方法进行灌溉水质综合评价.以导电率、钠吸附比、Na2CO3、氯离子、硼作为评价指标,结合各指标的权重确定水质的多元联系数,并采用置信准则判断灌溉水质等级.实例评价结果与属性综合评价法、人工神经网络评价法、物元可拓模型法的...     

流域水环境管理信息系统及可视化技术应用研究

通过建立苏帕河流域水环境管理信息系统，针对苏帕河流域没有主要经济产业、水质较好的状况，侧重于介绍建立改进的BP神经网络模型对流域的水质进行综合评价．而且通过一维水质模型对流域的水质分布进行了模拟，并将其运用于苏帕河流域梯级电站水环境管理．一维水质模拟结果与实测值吻合良好．结合GIS的图形功能对一维水质模拟的结果进行了动态显示，为水利工程及环境管理部门提供了有效、经济的决策信息.     

基于熵权法的集对分析模型在蛤蟆通流域地下水水质评价中的应用

地下水水质评价可为地下水资源开发利用与保护提供科学依据。针对传统水质评价法指标存在随机性、模糊性和不确定性等特点,根据蛤蟆通流域86个地下水监测数据,选取了NH₄⁺,NO₂^-,Fe²⁺,Mn²⁺,Zn²⁺,COD_Mn6项能反映水质的指标体系,运用熵权法确定评价指标的权重,构建了基于熵权法的集对分析模型,并利用该模型对蛤蟆通流域地下水水质进行评价,并将评价结果与修正的内梅罗指数法的计算结果进行了对比分析。结果表明:蛤蟆通流域地下水水质中等偏下,Ⅳ,Ⅴ级水质的地下水分布占较大面积,而Ⅱ,Ⅲ级地下水分布所占面积较小。评价结果与修正的内梅罗指数评价法反映的水质特点具有一致性,与实际情况相符。可见基于熵权法的集对分析模型合理可靠。