不确定性理论在水质预测和评价中的应用研究——以淮河流域为例

摘要

水质模拟预测和评价是顺利完成水环境规划管理、水污染综合防治等工作不可缺少的基础工作，水质预测和评价一直以来都被看作为一个重要的研究内容，对社会的发展来说，具有非常重要的意义。目前来说，具有一定理论基础和应用成果的水质预测和评价模型已有一些，但这些模型仍局限在理想河段上、具有大量监测资料与据的确定性模型，对水环境系统中的不确定性因素考虑不够。
　　 本文从不确定性理论和方法的研究综述出发，介绍了不确定性理论和方法在水环境系统中的应用研究进展，指出以不确定性理论与方法来指导水环境系统的建模，能从本质上更客观、更清晰地认识水环境系统中的不确定性。本文以淮河流域为例，提出用季节性自回归模型来研究水质变化趋势和用模糊概率综合评价法来评价水质等级，以期建立不确定性水质模型对水环境系统进行更符合客观事实，更具科学性、实用性和可操作性的研究。
　　 在不确定性方法中，本文以淮河流域为例，用季节性自回归模型对水质进行建模预测，模型中的随机数用VB语言编程实现；本文将模糊数学和概率论结合起来，用模糊概率综合评级法对水质进行综合评定。建模结果发现：以上不确定性方法对水质进行预测和评价在实际工作中具有非常重要的意义，并为今后对不确定性理论与方法在水环境系统的研究中提供了新的思路和方法。
　　 由于水环境系统中客观存在着大量的不确定性，如果要更加准确、真实的反映水环境系统中的各种现象，不确定性理论和方法必然将在水环境系统中得到更广泛的应用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1水质模拟预测和评价的重要意义

1.1.1全球水资源现状

1.1.2我国水资源现状

1.2确定性水质模型的研究综述

1.2.1确定性水质模型的发展阶段

1.2.2几个重要的河流水质模型体系

1.3不确定性水质模型的研究综述

1.3.1随机理论法

1.3.2模糊数学法

1.3.3灰色系统法

1.3.4人工神经网络法

1.3.5几种复合方法

1.4论文的结构

1.4.1研究内容

1.4.2研究方法及技术路线

1.4.4本文的创新点

第二章 不确定性水质模型预测、评价方法

2.1不确定性理论与方法

2.1.1不确定性的来源

2.1.2不确定性的影响因素

2.1.3不确定信息的类型

2.1.4不确定性理论、方法在水环境中的应用

2.2随机理论法

2.2.1随机理论概述

2.2.2随机方法的形式

2.3模糊数学法

2.3.1模糊数学概述

2.3.2模糊评价模型的实现过程

2.4灰色系统法

2.4.1灰色系统概述

2.4.2灰色预测模型的建立

2.4.3灰色评价方法的实现过程

2.5人工神经网络法

2.5.1人工神经网络的概述

2.5.2 BP神经网络对水质进行评价的实现过程

2.6本章小结

第三章 研究区域——淮河流域概况

3.1地形、地貌

3.2气候、水文

3.2.1气候

3.2.2水文

3.3河流水系、湖泊

3.3.1淮河水系

3.3.2沂沭泗水系

3.3.3运河水系

3.3.4湖泊

3.4流域水环境现状

3.5本章小结

第四章 季节性自回归模型在淮河流域水质预测中应用研究

4.1控制断面和预测指标的选择

4.1.1控制断面的选择

4.1.2预测指标的选择

4.2资料分析

4.2.1资料的“三性”分析

4.2.2各个断面的资料情况

4.3季节性自回归模型在石头埠水质预测中的应用

4.3.1选择季节性自回归模型的依据

4.3.2模型的结构

4.3.3模型形式的识别

4.3.4模型参数的估计和检验

4.3.5 AIC准则进一步识别模型形式

4.3.6模型的检验

4.4其他断面的建模结果

4.5本章小结

第五章 模糊概率综合评价法在淮河流域水质评价中的应用分析

5.1评价断面的选择

5.2评价因子和评价标准的选择

5.3模糊概率综合评价法

5.4模糊概率综合评价模型结构

5.4.1评价因子权重计算

5.4.2评价因子浓度值水质等级概率分析

5.4.3隶属度描述水质分级界限

5.4.4单指标模糊概率评价

5.4.5多指标模糊概率综合评价

5.5计算结果

5.5.1评价因子权重计算

5.5.2评价因子污染浓度水质等级概率分析

5.5.3隶属度划分水质等级界限

5.5.4单指标模糊概率评价

5.5.5多指标模糊概率综合评价

5.6断面水质模糊概率综合评价结果

5.7本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附录部分

在学校发表的论著及取得的科研成果