根据“水质自动监测系统在地表水水库生态安全预警中的应用研究”省厅级项目的要求,完成了以下工作。
(1)我对桃林口水库的污染源调查和污染现状进行了监测,调查水库流域周围的主要污染源(包括点源、面源和内源)以及污染物排放方式和排放规律等。调查入库和出库河流的水量水质变化特征、水库水位变化、水温分层情况、水团运动、水质时空变化特征,并进行水质评价进而识别出主要的污染因子。
(2)对收集的数据进行了综合分析。
在对数据的获取方法分析和比较的基础上,并结合实际情况,确定建立模型所使用的数据。为适应建立模型的需要,对原始数据根据建模的需要进行筛选和处理,筛选后的基础样本数据必须符合以下特点:样本数据具备完整的输入因子和输出因子;数据作为建立模型的基础样本数据,所有因子的水平都是数字化的、非描述性的;在一定的筛选标准下,不存在不合理的离群数据。
(3)完成对桃林口水库的水质评级。
用秦皇岛桃林口水库2008-2017年十年的实测数据,选取PH、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、高锰酸盐指数(CODMn)、溶解氧(DO)和五日生化需氧量(BOD5)6项指标,采用单因子评价法、综合污染指数法和BP神经网络模型等3种方法进行水质评价。研究结果表明:①单因子水质评价结果表明,桃林口水库水质全因评价达到Ⅲ类水质目标要求。②综合污染指数法表明,水源站全年的综合污染指数在0.437-0.578,出库站全年的综合污染指数在0.439-0.569,均为轻污染。
③BP神经网络模型表明,桃林口水库十年全年平均水质都为Ⅱ类水质。该水质评价研究经验为桃林口水库的管理提供较为客观的决策依据,也可为其他地区的水质评价工作提供参考借鉴。
(4)完成对桃林口水库的水质预测。
为掌握秦皇岛桃林口水库未来水质变化的状况,选取总磷(TP)、硝酸盐氮(NO3-N)、亚硝酸盐氮(NO2-N)、氨氮(NH3-N)、高锰酸盐指数(CODMn)、溶解氧(DO)和五日生化需氧量(BOD5)7项指标2008年-2015年8年的实测数据作为训练样本,建立BP神经网络模型对桃林口水库出库站2016、2017年7项水质指标进行预测,结果表明:该BP神经网络模型预测模拟训练后的模型预测效果良好,可以运用到桃林口水库水质指标的预测预警系统中。
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