应用灰色聚类模型对给水管网水质的综合评价

灰色聚类法是灰色系统理论的一种,它以模糊数学为基础,并在此基础上有所发展、创新。灰色聚类模型的特点是对数据的分辨力高,多个评价因子的综合评价中有独到的优势。给水管网水质是多个因子的综合作用结果,不利于直观判断。因而可借助灰色聚类模型理论,确定实际的各项指标的数值与评价标准的关系,把各个因子定量的监测数据转化成综合性的结论。依靠灰色聚类理论来确定管网水质的归类以此方法来评价给水管网各个监测点的水质情况,确定管网水质的归类,最后用实例验证模型计算值与实际情况的一致性。     

应用GRNN模型对给水管网水质的综合评价

给水管网水质是多种污染因子的综合作用结果。为克服水质综合评价过程中的随机性与评价专家主观上的不确定性,利用神经网络的非线性和良好的函数逼近特性,建立了给水管网水质评价的广义回归神经网络(GRNN)模型。该模型具有网络结构自适应确定及输出与初始权值无关等优良特性。通过对在水质评价各等级间随机内插足够数量的训练样本的训练,确定合适的光滑因子。通过实例验证了模型评价结果与实际情况的一致性,为给水管网水质的评价提供了一种新方法.     

给水管网水质数据统计学检验模型的建立应用

为了使给水管网水质分析所取数据真实、准确,应对所有实测数据进行检验、核对和识别,从而为管网水质状况的判断提供正确的依据.本文给出4种统计学检验的数学模型以及各种模型的原理和计算公式,并对其优点和缺陷作了对比.最后通过实例对管网中水质监测点的实测数据进行计算分析,判别出监测数据是否是离群,实例证明4种模型的计算结果具有客观性和科学性.     

支持向量机的给水管网水质综合评价研究

提出了基于支持向量机(SVM)的给水管网水质综合评价模型.在给水管网水质评价标准的基础上采用内插法获得学习样本,利用最小二乘支持向量机回归算法和高斯核函数对支持向量机进行训练,并用K-折交叉验证法优化模型参数,以优化参数的模型建立网络水质分级标准.将训练好的网络模型应用于水体实例并与其它几种评价模型加以比较,分析结果表明,SVM方法评价结果比较客观、合理,尤其在体现指标的极值作用方面具有独到的优势.     

给水管网余氯的混沌特性与预测

基于混沌理论，研究了给水管网余氯时间序列的混沌特性．并根据混沌理论的最大Lyapunov指数对其进行了预测的研究．采用混沌理论的特征参数一一关联维数和最大Lyapunov指数分析了余氯时间序列的混沌特征．通过实例分析证明给水管网的余氯时间序列存在混沌特征．基于最大Lyapunov指数提出了给水管网余氯的预测模型，实例研究结果表明不需要管网其他监测点或其他水质监测数据的辅助，该方法能够进行连续多步预测，并且其在最大可预测时间尺度内的预测精度较高而且比较稳定，而在最大可预测时间尺度外的预测精度下降很快并且预测稳定性较差．     

管网在线-人工监测系统余氯预测Logistic回归模型

根据国内管网水质监测现状,对南方某城市供水管网多项水质指标进行检测,选择余氯为预测指标,以在线监测水质指标为影响变量,建立在线-人工监测系统的Logistic回归模型,对管网末梢余氯达标与否进行概率预测.经实例验证,预测结果达到了较高的准确度,可通过少量在线监测点预测并了解整个管网水质状况.     

横山桥镇农村供水管网水质模型构建及应用

针对农村供水管网水质现场实测的局限性和模糊性,采用EPANET构建余氯和三卤甲烷的水质模型进行实时模拟,将熵权理论应用于水质模糊评价,并以横山桥镇农村供水管网为实例展开研究,及时发现了供水管网中评价点4处水质不合要求,采取措施改善水质.结果表明该模型对确保供水安全具有一定的应用价值.     

面向大规模供水管网的水质监测点布局优化

在供水管网的重要位置布设一定数量的水质监测点,对管网水质进行实时监测,是保障水质安全的有效途径。现有水质监测点布局优化方法的研究大多针对小规模管网,在复杂的大规模管网中迭代求解效率和解集质量低,难以实际应用。为此,针对大规模供水管网节点数量众多且邻近节点相似程度较高等特点,以最小化监测时间和最大化污染事件覆盖比例为目标,建立水质监测点布局优化求解框架。该框架使用基于复杂网络重要性指标和耦合水力特征综合评价的节点筛选模型,对大规模管网中的重要节点进行污染事件模拟,并基于节点空间相似性改进遗传算法的演化策略,提升解集质量。针对实际大规模管网的模拟实验表明,此方法能解决供水管网规模较大时迭代效率和解集质量低的问题,获得有效的水质监测点布局。     

Fuzzy综合评价模型在京杭大运河扬州段水质评价中的应用

建立了一种新的水质综合评判模型--Fuzzy综合评价模型,并应用于京杭大运河扬州段的水质综合评价中.以模糊概率理论为基础,求出污染因子对于水质级别的隶属函数,将各个污染因子的隶属度与权重向量进行复合运算,所得隶属度最大的级别即为水质级别.在9项评价指标中,溶解氧、高锰酸盐指数、5日生化需氧量和氨氮4项权重较大,说明水体中污染物主要为有机污染物.2001-2006年间,京杭大运河扬州段整体水质状况为:2004年Ⅱ级水质,其余为Ⅲ级或Ⅲ级以上,所得结论与实际相符.与其它评价方法相比,模糊综合评价模型具有系统性、综合性和评价结果的可比性,并克服了权重难以分配和分级界限的模糊性的不足,可应用于水质评价指标众多、评价等级较多的复杂系统.     

巩义市城区地下水水质评价分析

巩义市城区地下水是巩义市城区重要的供水水源,为掌握其地下水的水质状况,为巩义市城区地下水资源利用提供依据,在巩义市城区布设8个地下水水质监测点,对巩义市城区2011年和2014年的地下水水质进行了监测,利用单因子指数法和综合指数法对监测数据汇总分析,确定了主要超标因子,并对地下水水质进行了评价。结果表明:该地区地下水中的主要超标因子为氨氮、亚硝酸盐氮、高锰酸钾、铁(Fe)、锌(Zn);且2011年巩义市城区地下水水质以Ⅱ类水为主,2014年多为Ⅳ类水,说明该地区水质呈现出逐渐恶化的趋势。     

城市给水管网水质模型的研究

提出了在城市给水管网中建立水质模型的两种方法：第一种是有外部输入的自回归模型ARX；第二种是神经网络模型ANN，两种模型的建立都是以天津市某小区给水管网水质监测的数据为基础的，模拟的结果显示这两种模型有相近的性能，但是在本实验情况下，ANN模型比ARX模型有更好的预测能力．     

Assessment on reliability of water quality in water distribution systems

Water leaving the treatment works is usually of a high quality but its properties change during the transportation stage, Increasing awareness of the quality of the service provided within the water industry today and assessing the reliability of the water quality in a distribution system has become a major significance for decision on system operation based on water quality in distribution networks. Using together a water age model, a chlorine decay model and a model of acceptable maximum water age can assess the reliability of the water quality in a distribution system. First, the nodal water age values in a certain complex distribution system can be calculated by the water age model. Then, the acceptable maximum water age value in the distribution system is obtained based on the chlorine decay model. The nodes at which the water age values are below the maximum value are regarded as reliable nodes, Finally, the reliability index on the percentile weighted by the nodal demands reflects the reliability of the water quality in the distribution system. The approach has been applied in a real water distribution network. The contour plot based on the water age values determines a surface of the reliability of the water quality, At any time, this surface is used to locate high water age but poor reliability areas, which identify parts of the network that may be of poor water quality. As a result, the contour water age provides a valuable aid for a straight insight into the water quality in the distribution system.     

DBD演算法BP神经网络水质综合模拟研究

建立水质模型对水体水质的变化进行模拟是一条有效的途径。由于污染物之间的相互作用以及水环境中物理、化学、生物、水力特征的高度非线性耦合，对其了解是有限的，致使传统的微分方程建模方法和数值求解在应用中遇到许多困难。本文采用BP人工神经网络进行河流综合水质模型的建模，为了加强模型的收敛速度采用学习速率自适应的DBD演算法，通过应用长江干流重庆段实测水质样本对模型进行的训练与检验表明：该模型用于一维水质综合模拟可行，且精度较高，为河流水质模拟提供了一条简便可行的新方法。     

水箱水质变化数学模型及计算机仿真研究

随着在储水箱中的停留时间的增长,水中的余氯也会逐渐消耗,水质恶化.从水流的基本特性出发,分别建立了间歇操作和连续操作水箱(池)的分区数学模型,并在此基础上进行了计算机仿真应用软件的开发.还利用国外观测资料,检验了模型和仿真程序.仿真结果表明,所建的数学模型能客观地反映水箱(池)的水流混合特性.     

给水管网水质模型管壁余氯衰减系数校正

针对给水管网水质模型中各管道管壁余氯衰减系数难以确定的问题,采用余氯衰减一阶反应模型以及拉格朗日时间驱动动态水质模型,以管网节点余氯浓度作为校正数据,建立了在多工况下管壁余氯衰减系数校正数学模型.提出了基于极大极小蚁群算法的管壁余氯衰减系数校正方法,将可视度与经验余氯衰减系数值相对应,选择最优蚂蚁进行信息素更新.为避免陷入局部最有解,将信息素值限定在一定范围内.在优化求解过程中采用国际通用水力水质模拟软件EPANET2获得所需的校正数据.算例结果表明,在管网水力模型准确和节点流量已知的前提下,采用极大极小蚁群算法对管壁余氯衰减系数进行校正,能够使模型节点余氯浓度的计算值与测量值更好地吻合.     

河流综合水质生态数值模型

基于河流动力学原理、污染物对流扩散守恒理论以及以浮游植物为中心的富营养化动力学理论 ,建立了一维河流综合水质生态模型 ,该模型对汉江武汉段的计算 ,效果很好 ,最大相对误差为 17% .     

水资源数量与质量联合评价理论模型研究

综述水资源评价方法研究现状，提出水资源数量与质量联合评价的理论、模型与方法.建立水资源数量与质量联合评价指标体系框架，采用工程模糊集理论与方法确定目标权重.在充分考虑水资源形成条件变化情况下，根据区域（流域）实际情况，进行水水资源数量；水资源质量；联合评价；模糊模式识别；指标体系；权重资源数量与质量联合评价.     

对地面水水质综合特征模式的改进

对“水质综合特征模式”提出了改进方法，在原模式中，增加１项，以表达用ＧＢ３８３８－８８中某一水域水质标准作评价标准时评价水质所得的超标信息量。改进后的模式对水质评价结果表达得更全面。