玉清湖水库水质评价及预测研究

论文摘要

近年来,随着我国社会经济快速发展和人口的不断增长,大量未经处理的工业废水和生活污水直接排入江、河、湖、海而使水体污染日益严重,水体质量明显下降。水环境污染的日益加剧已经严重制约了我国社会经济发展,危害了生态环境,影响了人民生活和身体健康。济南市作为山东省的政治、经济、文化中心,一直以来就是一个资源性缺水城市,地表水在全市的生产生活用水中占有重要比重。位于济南市槐荫区与长清区交界的玉清湖水库是济南市大型引黄供水水库,蓄水面积4.90平方公里,作为济南市的三个客水水源地之一,其水质的优劣对济南市的供水具有重要影响。本文依托玉清湖水库为研究对象,在参阅国内外大量有关水质评价与预测文献研究的基础上,通过对玉清湖水库水质评价及水质预测的定量研究,为玉清湖水库的水环境管理和规划提供重要科学依据。本文结合实际情况,选取7个水质指标因子对玉清湖水库的水质进行了研究。在评价方法的选择上,引入处理非正态高维数据的基于数据驱动的新兴统计方法——投影寻踪方法,取得了较高的分辨效果。在应用投影寻踪单一方法进行水质评价的基础上,考虑到水环境系统评价问题具有多目标性和模糊不确定性的特点,将投影寻踪方法与模糊模式识别理论相耦合,利用投影寻踪方法确定7个评价因子的权重,并将其应用于模糊模式识别模型中,从而得出玉清湖水库2003——2007年的评价等级值。实例研究的结果表明,玉清湖水库水质属于Ⅲ类水质,污染物主要为有机污染物;2006年污染最为严重,从2006,2007年有污染增大趋势。对玉清湖水库水质的预测研究,以污染相对严重的化学需氧量,氨氮,总磷,总氮为研究对象,由于监测时间序列短,资料严重不足,本文运用灰色理论GM(1,1)预测模型建立化学需氧量,氨氮,总磷,总氮的一维时间序列水质预测模型,通过验证模型精度及残差修正,较好的预测了化学需氧量,氨氮,总磷,总氮浓度未来三年的变化,具有一定的应用价值。在对玉清湖水库水质进行评价和预测研究的基础上,本文还分析了玉清湖水库水质年际变化趋势,设计了玉清湖水库水质实时评价系统,并针对玉清湖水体污染特点提出了防治对策和建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 水质评价研究现状
• 1.2.2 水质预测研究现状
• 1.3 本文主要研究内容与技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第二章 玉清湖水库概况
• 2.1 玉清湖水库地理概况
• 2.2 玉清湖水库气候特征
• 2.3 玉清湖水库水质采样
• 2.3.1 监测项目原则
• 2.3.2 监测项目
• 2.3.3 样品实验分析测定方法
• 2.3.4 实验数据表
• 第三章 基于投影寻踪的玉清湖水库水质评价研究
• 3.1 水质评价模型的建立
• 3.1.1 水质评价模型建立原则
• 3.1.2 水质评价模型的选择
• 3.1.3 投影寻踪水质评价模型
• 3.1.4 复合形法的基本原理
• 3.2 玉清湖水库水质评价因子的选择
• 3.3 玉清湖水库水质评价标准
• 3.4 基于投影寻踪的玉清湖水库水质评价
• 3.5 小结
• 第四章 基于投影寻踪的模糊模式识别模型在玉清湖水质评价中的应用
• 4.1 基于投影寻踪的模糊模式识别模型
• 4.2 基于投影寻踪的模糊模式识别模型在玉清湖水质评价中的应用
• 4.3 小结
• 第五章 玉清湖水库污染物趋势分析与水质预测研究
• 5.1 污染物趋势分析
• 5.2 水质预测
• 5.2.1 水质预测模型的建立
• 5.2.2 水质预测对象的确定
• 5.2.3 玉清湖水库水质预测研究
• 5.3 小结
• 第六章 玉清湖水库水质实时评价系统
• 6.1 水质实时评价系统总体设计
• 6.1.1 系统设计目标
• 6.1.2 系统总体框架设计
• 6.2 开发工具的选用
• 6.3 玉清湖水库水质实时评价系统具体实现
• 6.4 小结
• 第七章 污染防治对策研究
• 1) 建立水环境保护机制，提高对改善水环境的紧迫性和重要性的认识
• 2) 加强环境教育，提高公众环保意识
• 3) 建设高素质的水利职工队伍
• 4) 建立玉清湖水库水质自动监测网站
• 5) 加强点源污染控制
• 6) 加强非点源污染的控制
• 7) 加强植树绿化
• 8) 坚持水库清淤、挖泥工作
• 9) 利用生物措施，建立合理的水生生态系统
• 第八章 结论和展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 附录
• 参考文献
• 发表论文
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表