浙江大學(xué)碩士開(kāi)題報(bào)告(編輯修改稿)
2025-04-21 05:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 監(jiān)測(cè)，而水質(zhì)監(jiān)測(cè)因需耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，監(jiān)測(cè)頻率平均為12次/月的現(xiàn)狀而言(Harmel R D, 2003。 Harmel R D, 2006)，這無(wú)疑提供了一種較為可行的污染物負(fù)荷估算方法。另一方面，基于時(shí)間序列法的傳遞函數(shù)模型能夠克服隨機(jī)干擾問(wèn)題，在旅游、人口、經(jīng)濟(jì)、電力、能源等眾多領(lǐng)域已經(jīng)顯示出了預(yù)測(cè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但在水環(huán)境管理中應(yīng)用還比較少。使用傳遞函數(shù)模型對(duì)水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)則在預(yù)測(cè)過(guò)程中僅僅根據(jù)歷史的流量和水質(zhì)負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行建模,便能對(duì)未來(lái)的水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，所需的歷史水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)少，操作簡(jiǎn)單，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于我國(guó)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料缺乏的現(xiàn)狀而言，這無(wú)疑也是一種較為可行的污染物負(fù)荷估算方法。二、主要研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容與擬解決的關(guān)鍵技術(shù)以紹興市湯浦水庫(kù)為研究對(duì)象，首先對(duì)該水庫(kù)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的非點(diǎn)源污染進(jìn)行時(shí)空變異定量分析研究；其次，利用LOADEST模型模擬各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的逐日/逐月水質(zhì)負(fù)荷量并分析其變化特征；再次，基于經(jīng)LOADEST模型模擬得到的水質(zhì)逐日負(fù)荷量，利用傳遞函數(shù)模型預(yù)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)污染物負(fù)荷量；最后開(kāi)發(fā)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的小流域?qū)崟r(shí)水質(zhì)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。 研究?jī)?nèi)容(1)流域非點(diǎn)源污染特征分析本研究以湯浦水庫(kù)為研究區(qū)域，通過(guò)對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和評(píng)價(jià)，試圖揭示該水庫(kù)的水質(zhì)時(shí)空分布特征和污染狀況。(2) 水庫(kù)非點(diǎn)源污染物負(fù)荷計(jì)算利用LOADEST模型對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)化，嘗試建立流域非點(diǎn)源污染物負(fù)荷量?jī)?yōu)化統(tǒng)計(jì)模型，確定河流的非點(diǎn)源污染物入河通量。(3) 水庫(kù)非點(diǎn)源污染物負(fù)荷預(yù)測(cè)建立基于經(jīng)LOADEST模型模擬得到的水質(zhì)逐日負(fù)荷量的遞推傳遞函數(shù)模型，利用遞推傳遞函數(shù)模型預(yù)測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)污染物負(fù)荷量。(4)水庫(kù)非點(diǎn)源污染物入庫(kù)量負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)基于LOADEST模型和遞推傳遞函數(shù)模型，開(kāi)發(fā)一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的水庫(kù)非點(diǎn)源污染物入庫(kù)量負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)。 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題本文將以發(fā)展流域非點(diǎn)源污染定量模擬和預(yù)測(cè)研究方法為突破口，以建立湯浦水庫(kù)流域入庫(kù)量負(fù)荷預(yù)測(cè)系統(tǒng)為研究目標(biāo)，擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題包括：(1)目前國(guó)內(nèi)外河流的水文監(jiān)測(cè)多為逐日實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，而水質(zhì)監(jiān)測(cè)過(guò)程則因需耗費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，故監(jiān)測(cè)頻率不高，平均為12次/月, 如何利用有限的、離散的水質(zhì)數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)流量數(shù)據(jù)進(jìn)行河流水質(zhì)負(fù)荷的估算成為一個(gè)有待解決的問(wèn)題。本研究利用連續(xù)的日流量數(shù)據(jù)和有限的、離散的水質(zhì)數(shù)據(jù)，建立LOADEST模型水質(zhì)負(fù)荷量回歸方程，進(jìn)而估算河流不同時(shí)間尺度下的輸移通量。(2)常用的非機(jī)理性水質(zhì)預(yù)測(cè)模型如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型、支持向量預(yù)測(cè)模型、分形預(yù)測(cè)模型等對(duì)于應(yīng)用場(chǎng)合具有較為嚴(yán)格的要求,基于時(shí)間序列法的傳遞函數(shù)模型能夠克服隨機(jī)干擾問(wèn)題，在旅游、人口、經(jīng)濟(jì)、電力、能源等眾多領(lǐng)域已經(jīng)顯示出了預(yù)測(cè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但在水環(huán)境管理中應(yīng)用還比較少。因此，本研究嘗試在歷史的流量和水質(zhì)負(fù)荷數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立遞推傳遞函數(shù)模型，從而更好地預(yù)測(cè)非點(diǎn)源污染負(fù)荷的變化規(guī)律，為今后該水庫(kù)管理提供借鑒。三、研究方案及技術(shù)路線 技術(shù)路線水文、水質(zhì)和氣象等基礎(chǔ)資料調(diào)查調(diào)查模型的選擇，水系的監(jiān)測(cè)布點(diǎn)模型的驗(yàn)證各監(jiān)測(cè)點(diǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)建立流域的氣候、污染物排放情況調(diào)查水庫(kù)中的監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)參數(shù)、水文參數(shù)的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)（每月一次）水庫(kù)中PH、EC、溶解氧等的測(cè)定建立各支流及干流的LOADEST模型建立各支流及干流的遞推傳遞函數(shù)模型模型各個(gè)水質(zhì)模型的參數(shù)率定，靈敏度分析、模型的校正YES估算各水系的總氮和總磷負(fù)荷量，分析湯浦水庫(kù)非點(diǎn)源污染負(fù)荷時(shí)空變異特征開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)的水質(zhì)預(yù)測(cè)軟件定時(shí)定點(diǎn)提出水質(zhì)劣化防治措施NOYESYES圖1 總體研究方案和技術(shù)路線圖Fig. 1 The research scheme and technology roadmap 研究方法 流域水污染特征分析 本研究以湯浦水庫(kù)為研究區(qū)域，首先對(duì)流域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)等)進(jìn)行收
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