基于投影寻踪聚类模型的喀斯特地区水环境质量评价分析——以荔波县樟江为例

为了了解喀斯特地区水环境质量现状,以荔波县樟江为例,运用投影寻踪聚类模型(PPC)和模糊综合评价法对樟江水环境质量进行综合评价分析。通过建立投影寻踪聚类模型,以DO、高锰酸盐指数、BOD5、COD、NH3-N、TN、TP指标作为多维投影参数寻求最优投影方向,由投影目标函数得出水环境污染投影值,来反映水环境指标含量特征,从而得出研究区水环境质量污染现状,并与模糊综合评价法的评价结果进行对比。结果表明:(1)在投影方向上,TP和TN对樟江水环境质量影响最大,DO和COD的影响最小;(2)在各断面平均投影值上,洗布河断面为0.946 4,回龙角断面为1.295 3,界牌断面为1.545 4,各断面水质污染程度为界牌回龙角洗布河;(3)根据PPC水环境评价标准,樟江的水环境质量综合投影值为1.262 4,属于Ⅱ类水质,符合水环境功能区划要求;(4)根据模糊综合评价法,洗布河断面水质为Ⅰ类,回龙角断面水质为Ⅳ类,界牌断面水质为Ⅴ类,樟江的综合水质为Ⅳ类,与水环境功能区划要求差异较大。研究结果有助于喀斯特地区水环境的科学管理,研究方法能够为水环境质量评价提供新的思路。     

辽河干流水质综合评价

针对辽河流域水生态保护和水污染治理存在的问题,根据模糊数学法和加权平均法研究了辽河干流2009-2018年的水质状况,并在时空分布上揭示了两个国控监测断面的水环境变化特征。研究表明:通过综合分析COD、DO和NT3-N评价指标,在水质综合评价中铁岭珠尔山、盘锦兴安断面处的DO指标权重分别为71%、58%,该水质指标在控制断面处的均值为7.15、6.62mg/L;兴安断面和朱尔山断面的水质变化区间为2.25-1.36、2.22-1.34,水环境治理成效显著,特别是2013年后水质明显变好,可为辽河水环境治理和控污方案的优化设计提供科学依据。     

基于太湖流域模型的国控断面水质达标方案研究

近年来,运粮河新河桥国控断面水质情况极不稳定,超标问题频出。为了满足国控断面水质长期达标要求,通过评估现状分析得出新河桥断面水质超标主要影响因子,基于太湖流域模型建立研究区域的水量水质耦合模型,从水体有序流动的理念出发,提出5个国控断面水质治理方案,并通过率定验证后的模型进行效果模拟分析。结果表明：方案三在保证河道配水的同时提高了金山湖流动性,可作为新河桥国控断面水质达标的推荐方案。该研究采用影响因子分析、模型模拟以及结合有序流动理念的方案设计与评估得出了新河桥国控断面水质治理最优方案思路,可为国控断面水环境治理提供参考。     

基于SSO-PP模型的滇池流域水质综合评价

针对投影寻踪(PP)模型在实际应用中最佳投影方向a难以确定的不足,利用一种新型群体智能仿生算法——群居蜘蛛优化算法(SSO)搜寻PP模型最佳投影方向a,提出SSO-PP水质综合评价模型。以云南省滇池流域4个监测断面2003—2013年水质评价为例进行实例研究,选取对水体影响较大的氨氮等5项水质评价因子,利用各指标标准阈值z构造水质综合评价分级标准。结果表明①SSO-PP模型水质评价结果与单因子法评价结果基本相同,但对于断面1^#,2^#,4^#,部分年度水质的评价结果要优于单因子法评价结果1～2级。通过Kendall统计量检验,断面3^#—4^#水质改善趋势相对明显。②SSO-PP模型评价结果客观、合理,能够有效应用于水质综合评价。     

近10年辽河干流水质综合评价

针对辽河水质存在污染严重的问题,对其干流2008-2017年10年间的水质状况采用模糊综合评价和隶属度加权平均处理的方法进行了研究。结果表明:根据对水质的主要评价指标即溶解氧、化学需氧量和氨氮3个指标的综合评价与分析,铁岭朱尔山国控监测断面溶解氧的指标在3个评价指标中所占的最大权重是72%,盘锦兴安国控监测断面的溶解氧指标在3个评价指标中所占的最大权重是57%,两个断面水质的溶解氧指标平均值分别为7. 13和6. 66 mg/L,同时给出了水质变化的时空分布,2011年后朱尔山断面水质在2. 23~1. 34之间变化,2013年后兴安断面水质在2. 26~1. 36之间变化,朱尔山断面水质优于兴安断面,水质明显变好,治理成效显著。研究结果对辽河干流水质污染治理有重要意义。     

遗传算法与投影寻踪模型在湿地水质综合评价中的应用

参考地表水环境质量标准和湖库营养状态评价标准,采用基于遗传算法的投影寻踪模型,计算反映湿地水体质量状况和湿地营养状态的一维投影值,直观地反映湿地水环境质量。将此方法在河北衡水湖湿地进行了实例应用,结果表明,衡水湖湿地2010年水质属于Ⅱ类,处于中度富营养状态。     

基于Free Search的投影寻踪模型的全国主要流域重点断面水质评价

为更好评价全国主要流域重点断面的水质等级,文章构建了基于自由搜索(Free Search,FS)的投影寻踪(Projection Pursuit,PP)模型PPFS。根据《地表水环境质量标准GB3838-2002》,在等级区间内随机产生水质指标的样本值,并对样本值进行标准化处理;依据投影寻踪原理,构建了能够携带原评估指标系统变异信息的投影指标函数;引入FS算法,对投影指标函数进行优化并得到最佳投影方向;根据投影值与水质等级的关系建立水质评价模型。并利用中国环境监测总站2018年第52周的水质监测数据对PPFS模型的水质评价结果进行了验证。结果表明,在143个断面中,有63个断面的水质等级的计算值与单因子评价值相同,80个断面的水质等级的计算值与单因子评价值不同。与单因子评价结果相比,PPFS模型对水质的评价结果更客观。     

我国将投资2700亿元防治水污染

到 2 0 0 5年 ,我国将对受到污染的水环境进行综合整治 ,并通过工程措施使化学需氧量和氨氮的排放总量削减 10 %。国家有关部门预计 ,我国“十五”期间在水污染防治领域的投资将达 2 70 0亿元。据权威部门的监测表明 ,到 2 0 0 1年底 ,我国重要水系和湖泊的污染状况虽然有所好转 ,但形势依然十分严峻。在七大江河水系的 752个重点监测断面中 ,只有 2 7%的断面达到一至三类标准 ,14%的断面为四类标准 ,近 59%的断面水质为五类或劣五类。加大水污染的防治力度 ,刻不容缓。为此 ,环保“十五”计划提出 ,到 2 0 0 5年我国国控断面水质主要指标要…     

静电放电算法-投影寻踪融合模型及其在水质综合评价中的应用

为拓展智能算法与投影寻踪(PP)融合模型在水质综合评价中应用,介绍一种新型群体智能算法——静电放电算法(ESDA),选取6个典型测试函数对ESDA进行仿真验证,并与当前寻优效果较好的教学优化(TLBO)算法、灰狼优化(GWO)算法和鲸鱼优化算法(WOA)的仿真结果进行对比。构建ESDA-PP评价模型,以文山州盘龙河干流4个断面2015-2017年共30个月水功能区水质综合评价为例进行实例研究。结果表明:ESDA寻优精度远优于TLBO、GWO、WOA,具有出色的寻优精度和全局搜索能力。ESDA-PP模型对实例天生桥、灰土寨、花桥和天保大桥断面水质综合评价达标率分别为93. 3%、83. 3%、83. 3%和100%,能满足或基本满足水功能区水质保护目标要求。天生桥、灰土寨、花桥断面枯水期水质总体上优于丰水期,面源污染是主导因素;天保大桥断面丰水期水质总体上优于枯水期,点源污染是主导因素。     

基于模糊评价和AHP的大伙房水库水质评价

基于模糊评价和层次分析法(AHP)开展大伙房水库水质评价,选择反映大伙房水库入库、库区、出库的7个水质监测断面7项水质污染因子监测值为对象开展分析.结果表明:2010年大伙房水库主要受氮磷营养盐污染;入库河流中浑河的污染程度最高;库区水质主要为Ⅱ类,出库水质为Ⅱ类,水质安全、可靠.从浑73、浑37、浑7三断面2005-2010年水质监测值变化来看,库区污染得到了有效控制,库区水质稳定提升.