地表水水質(zhì)自動監(jiān)測-預(yù)警系統(tǒng)研究--以產(chǎn)芝水庫為例.pdf

1、水是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類進(jìn)步所必不可缺少的資源,然而水也是人類社會正面臨的緊缺資源。日益嚴(yán)重的水資源短缺和嚴(yán)重的水環(huán)境污染困擾著國計民生,而且也已成為制約社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的主要因素。產(chǎn)芝水庫作為膠東半島最大的水庫,是青島市重要的供水水源地。目前,該水庫水質(zhì)污染、水質(zhì)監(jiān)測及水質(zhì)預(yù)警問題得到了政府和群眾的關(guān)注。本課題以產(chǎn)芝水庫作為研究對象,研究地表水體自動監(jiān)測系統(tǒng)、水質(zhì)評價方法、水質(zhì)預(yù)測方法和基于地理信息系統(tǒng)的水質(zhì)預(yù)警系統(tǒng)。本文主要的研究結(jié)論

2、如下:
　　 (1)本文結(jié)合地表水水質(zhì)監(jiān)測的實際需求,運用系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和標(biāo)準(zhǔn)化于一體的設(shè)計理念,完成了原位水下水質(zhì)自動檢測系統(tǒng),并自主設(shè)計了環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集器。該采集器能夠鏈接兩種多參數(shù)水質(zhì)傳感器,它采用GM8125實現(xiàn)串口擴(kuò)展,并使用GPRS透傳模塊通過GPRS無線傳輸網(wǎng)絡(luò)將采集數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端自動監(jiān)測數(shù)據(jù)庫中。自動監(jiān)測上位機(jī)軟件能夠?qū)崟r掌握水質(zhì)參數(shù)的變化情況,具有異常數(shù)據(jù)和傳輸錯誤報警等功能。
　　 (2

3、)本文研究了支持向量機(jī)在水質(zhì)評價中的應(yīng)用,利用建立的模型對產(chǎn)芝水庫的水質(zhì)進(jìn)行評價,評判結(jié)果能夠與產(chǎn)芝水庫的水體功能相符合,且與模糊綜合評價法進(jìn)行比較,結(jié)果也基本一致。但是,本文在SVM訓(xùn)練過程中還發(fā)現(xiàn),訓(xùn)練樣本中的數(shù)據(jù)含有不確定性應(yīng)引起重視,例如1-5二叉樹方法與5-1二叉樹方法在理論上訓(xùn)練結(jié)果應(yīng)該一致,但是實際中發(fā)現(xiàn),只有5-1二叉樹方法得出的結(jié)果與實際水體功能相符合。
　　 (3)本文使用的改進(jìn)模糊綜合評價模型,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)具

4、有明顯的合理性。該評價模型經(jīng)過對比分析經(jīng)過詳細(xì)驗證,評價結(jié)果的表達(dá)更加準(zhǔn)確、嚴(yán)密。
　　 (4)本文使用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行水質(zhì)預(yù)測,從預(yù)測值的預(yù)測趨勢來看,都能反映水質(zhì)隨時間的變化趨勢。在沒有剔除異常年份數(shù)據(jù)的情況下,模擬值平均相對誤差在不到12％,并且能夠正確反映出模擬出實際水質(zhì)的變化方向。因此,BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)建模方法在水質(zhì)預(yù)測中具有很強(qiáng)的實用性。
　　 (5)建立了基于Arc Engine的水質(zhì)評價及預(yù)警系統(tǒng)