湖库水质评价及水质模拟预测方法研究

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1、内蒙古农业大学博士学位论文湖库水质评价及水质模拟预测方法研究姓名：马太玲申请学位级别：博士专业：农业水土工程指导教师：朝伦巴根20070401摘要在经济发展高速增长的同时，水环境问题日渐突出，迫切需要相应理论及技术的支持。研究水体中污染物迁移转化规律，准确评价水环境状况，预测水环境变化趋势，对于经济有效地防治水环境污染，具有重要的科学价值和现实意义。本论文以国家自然科学基金重点研究项目“京蒙沙源区植被建设中水资源优化配置研究”和内蒙古自然科学基金项目“西山湾水库水环境质量预测模型与水环境改善对策研究”为依托，结合浑善达克沙地京蒙沙源区生态环境建设中生态需水的实际，将环境科学、水利科学等学科

2、进行交叉渗透，就模糊集理论、灰色系统理论、自适应神经网络算法(A—BP)、加速遗传算法(AGA)以及各种算法的结合在水质评价中的应用进行了研究，就神经网络在水质模拟预测及水库富营养化预测方面的应用进行了探讨，建立了基于A．BP和AGA的水质评价、模拟预测模型，旨在寻求一种评价结果客观、准确、评价过程简单而有效的评价预测方法。(1)在采集分析西山湾水库大量实测水质数据的基础上，建立了基于AGA的模糊贴近度水质评价模型、基于AGA的LOG曲线水质评价模型和A=BP水质评价模型，采用上述模型以及模糊数学法、灰色关联法对水环境质量进行了现状综合评价，并对各种方法进行了对比分析。(2)将A．BP模型

3、用于串联水库水质的时空模拟与预测。根据水质在一维空间和时间上的连续性，建立了模拟水质一维空间分布和时间分布的A-BP串联模型，并建立了二维A．BP模型。(3)采用A．BP模型和AGA模型对水库的富营养化进行了评价：建立了基于A．BP的富营养化指标预测模型，并对水库富营养化指标进行了预测。(4)推算了水库水环境容量，对入库污染源进行了分析预测，根据水污染控制和生态修复理论，制定了水库水污染防治对策。研究结果表明：较之其它方法，采用基于AGA的模糊贴近度模型和A-BP模型进行水质评价可信度较高；采用A—BP模型各项水质指标模拟效果均较好，并且体现出可同时模拟多个变量和模拟过程大为简化等优点；采

4、用AGA—LOG和A．BP进行水库富营养化评价，两种方法评价结果基本一致；在水库富营养化预测的几种方法中，A．BP模型的预测精度高于其它方法；水环境容量推算结果表明，西山湾水库已无TN、TP和CODM。的环境容量；BOD5、COD。仍有一定的环境容量。关键词：水质评价；水质模拟预测：富营养化评价预测：水污染防治：加速遗传算法：自适应神经网络；湖库StudyonthemethodsofWaterQuzdityAssessmentandSimulationandPredictionforReservoirsAbstraetWhilespeedingupthedevelopmentontheec

5、onomy,theproblemofwaterenvironmentisbeenprotrudedgradually．Studingonthefateandtransporofthepollutants，assessingwateFenvironmentalqualityandpredictingitsdevelopmenttendencyarescientificallyvaluableandpracticallysignificanttopreventandcontrolwaterenvironmentcontamination．Supportedbyakeyprojectofstat

6、enaturalscientificfundandInnermongolianaturalscientificfund，accordingtotheecologicalwaterdemandinHunshandakesandlot，intercrossingenvironmentalscienceandhydraulicscience，thepaperusedfuzzysetstheory,greysystemstheory．AdaptiveBack—PropagationAlgorithm(A—BP)，andAccelerationGeneticAlgorithm(AGA)toaSSeS

7、Sandpredictwaterenvironmentalquality．(1)BasedonthemonitoringdatafortheXishanwanreservoir，fuzzynearnesswaterqualityassessingmodelbasedonAGAandLOGCHIVemodelbasedonAGAandA：-BPmodelweredevelopedtoasseeewaterquality，t