【正文】 特征、規(guī)律研究；流域水污染預(yù)測預(yù)報研究；流域水污染控制與節(jié)水研究；流域水污染控制與水資源開發(fā)、利用、調(diào)度研究；流域水污染控制地理信息系統(tǒng)研究；流域水污染總量控制及其與流域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展布局研究等等。這不僅使解決我國水環(huán)境與生態(tài)問題的科技水平大大提高，縮小了與國外發(fā)達(dá)國家的差距，而且對于我國的水污染防治及水資源保護(hù)具有重要的實踐與理論意義，使我國的水環(huán)境與生態(tài)保護(hù)事業(yè)逐步走上與國民經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的道路，以適應(yīng)我國21世紀(jì)的國民經(jīng)濟(jì)騰飛。計算機的應(yīng)用也從簡單的數(shù)值計算、數(shù)據(jù)處理，發(fā)展到信息管理、決策支持，進(jìn)而發(fā)展到智能問題的處理。專家系統(tǒng)是人工智能的發(fā)展以求得側(cè)重解決問題的一個分支。是研究如何運用專家知識來解決專門問題而建立的人機系統(tǒng)的方法和技術(shù)，它在某些特定領(lǐng)域內(nèi)，能以人類專家的水平動態(tài)地建立和解決該領(lǐng)域中的問題，在某些方面甚至可以超過人類專家，由于專家系統(tǒng)主要是依靠知識來發(fā)揮其功能，因此有時也將它稱為知識庫系統(tǒng)。 ．Djerassi等人合作研制出了根據(jù)化合物的分子式及其質(zhì)譜數(shù)據(jù)幫助化學(xué)家推斷分子結(jié)構(gòu)的計算機程序系統(tǒng)DENDRAL，1968年基本完成，標(biāo)志著專家系統(tǒng)的誕生。到目前為止，主要應(yīng)用領(lǐng)域有：疾病的診斷和治療、機械設(shè)備系統(tǒng)故障檢查、化學(xué)數(shù)據(jù)解釋和化學(xué)結(jié)構(gòu)的確定、礦物資源勘查、信號解析、數(shù)學(xué)式處理、計算機制圖、教育訓(xùn)練、超大規(guī)模集成電路設(shè)計及版面設(shè)計等。目前的專家系統(tǒng)大多是針對某一狹窄的應(yīng)用領(lǐng)域而研制的。讓專家系統(tǒng)能夠從具體領(lǐng)域的基本原理出發(fā)去分析、推理、解決具體問題是今后的研究方向。 l）孕育期（～1965） 1937年，圖靈（Turing）發(fā)表了理想計算器的論文。 1954年，控制規(guī)則執(zhí)行的Markov算法。 1957年，Rosenblatt， Newel等人提出通用問題求解器 OPS（General Problem Solver）。2）誕生期（1965～1972）1965年，Stanford大學(xué)開發(fā)第一個專家系統(tǒng)DENDRAL（推論化學(xué)結(jié)構(gòu)的專家系統(tǒng)）。1965年，Zadeh提出模糊邏輯（Fuzzy Logic）理論。 3）開創(chuàng)期（1972～1977）1972年Stanford大學(xué)開發(fā) MYCIN（傳染病診斷系統(tǒng)）。 1972年，法國Colmerauer與Roussel開發(fā)PROLOG邏輯程序語言。 1975年，Minsky提出框架（Frame）知識表示法。 1977年，F(xiàn)eigenbaurn提出知識工程（Knowledge Engineering）一詞。 1979年，F(xiàn)orny提出 Rete算法，提高 Production System的法則匹配速度。 1982年，日本政府宣布開發(fā)第五代計算機，以PROLOG作為核心語言。 1985年，NASA開發(fā)出CLIPS專家系統(tǒng)工具。 1989年，日本宣布人類領(lǐng)域科學(xué)計劃（第六代計算機計劃），希望神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能突破人工智能的許多瓶頸。 專家系統(tǒng)的應(yīng)用分類結(jié)合目前專家系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀，現(xiàn)按照專家系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ溥M(jìn)行分類見表21，并列舉例子說明。它應(yīng)用人工智能技術(shù)，依據(jù)一個或多個水質(zhì)專家提供的特殊領(lǐng)域知識、經(jīng)驗進(jìn)行推理和判斷，模擬水質(zhì)專家就某一復(fù)雜水質(zhì)問題進(jìn)行決策。水質(zhì)評價專家系統(tǒng)出現(xiàn)相對比較晚的原因主要有兩個方面：一是用以解決水質(zhì)問題的科學(xué)未被很好地理解，而且對某一問題的解決很少有絕對統(tǒng)一的方法；二是很多水質(zhì)問題需要多領(lǐng)域?qū)＜夜餐鉀Q，將許多領(lǐng)域?qū)＜业闹R統(tǒng)一于一個系統(tǒng)中是相當(dāng)困難的。盡管開發(fā)水質(zhì)評價專家系統(tǒng)困難重重，但由于水科學(xué)中有些問迫切需要應(yīng)用專家系統(tǒng)技術(shù)，因而迫使人們開發(fā)研究水質(zhì)評價專家系統(tǒng)，而且發(fā)展非常迅速。盡管開發(fā)水質(zhì)評價專家系統(tǒng)困難重重，但由于水科學(xué)中有些問題迫切需要應(yīng)用專家系統(tǒng)技術(shù)，因而迫使人們開發(fā)研究水質(zhì)評價專家系統(tǒng)，而且發(fā)展非常迅速。表21專家系統(tǒng)應(yīng)用分類序號分類任務(wù)性質(zhì)應(yīng)用舉例1解 釋 型根據(jù)已知的數(shù)據(jù)（或輸入信息）分析推出數(shù)據(jù)表示的狀態(tài)（或?qū)η闆r進(jìn)行解釋分析）語言信號理解、圖像信息分析、有計化合物結(jié)構(gòu)解釋、煤田沉積環(huán)境分析2預(yù)測型根據(jù)過去和當(dāng)前數(shù)據(jù)（己知情況）推斷未來可能的出的結(jié)論和結(jié)果氣象預(yù)報、人口統(tǒng)計預(yù)測、交通預(yù)測、谷物估計、軍事形勢發(fā)展預(yù)測等3診斷型根據(jù)觀察和測得的數(shù)據(jù)，推斷系統(tǒng)故障醫(yī)療診斷、電子線路故障檢查，機械系統(tǒng)故障診斷、軟件系統(tǒng)故障診斷4設(shè)計型根據(jù)約束條件、構(gòu)思所需要的對象（或給出目標(biāo)配置）集成線路布線、樓房設(shè)計、制定財政預(yù)算、機械設(shè)計等5規(guī)則型根據(jù)約束條件，做出行動的安排或調(diào)度方案及其人行動規(guī)劃、工程規(guī)劃、路經(jīng)規(guī)劃、通訊網(wǎng)規(guī)劃、運輸調(diào)度、試驗進(jìn)程規(guī)劃、軍事作戰(zhàn)規(guī)劃等6監(jiān)視型將觀察情況與計劃安排對照比較7修正按計劃目標(biāo)進(jìn)行調(diào)試和糾正故障8修正執(zhí)行糾正錯誤而制定的計劃9教學(xué)型診斷和修正學(xué)生行為10控制型針對某一系統(tǒng)的運行過程，分析當(dāng)前狀態(tài)、預(yù)測未來，診斷各種故障原因，制定補救措施、并監(jiān)督執(zhí)行 開發(fā)水質(zhì)評價專家系統(tǒng)的必要性目前，計算機技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于水科學(xué)中，成功地研制了許多水質(zhì)管理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)，使許多水質(zhì)問題得以很好地解決。（2）水科學(xué)中復(fù)雜的數(shù)值模型及其參數(shù)選擇，污染控制設(shè)備運行中可能出現(xiàn)的問題診斷，傳統(tǒng)算法已無法勝任，需要借助于專家技術(shù)來解決。（4）很多水質(zhì)問題不能由一個專家解決，而要依靠各領(lǐng)域的專家共同討論研究，確立一個最優(yōu)解；將眾多領(lǐng)域?qū)＜业闹R集中于一個專家系統(tǒng)中，不僅可以大大提高解決問題的效率，減少人力和物力的耗費，而且可以更好地保征解決問題的質(zhì)量。我國的一些水質(zhì)評價專家系統(tǒng)只強調(diào)應(yīng)用，缺乏進(jìn)行二次開發(fā)所需的專家系統(tǒng)開發(fā)工具，使用者無法根據(jù)實際情況創(chuàng)建知識庫和模型庫，限制了專家系統(tǒng)的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，水質(zhì)評價專家系統(tǒng)應(yīng)該同時注重開發(fā)與應(yīng)用兩個方面。因此，研究和開發(fā)面向基礎(chǔ)科技人員、基層環(huán)境管理人員和公眾三個層次的水質(zhì)評價專家系統(tǒng)是十分必要的。其中有定性的、不定性的，它們差別很大，同時，現(xiàn)在越來越強調(diào)經(jīng)濟(jì)效益，則社會的各種限制因子需要加進(jìn)去，如人口狀況，當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件，當(dāng)?shù)卣?、國家對治理、控制的投資狀況，國家政策的宏觀變化，各種自然地理因素對判定措施的經(jīng)濟(jì)效益的影響，公眾參與水質(zhì)評價工作不得不考慮。把領(lǐng)域內(nèi)群眾、專家及科研人員多年的實踐經(jīng)驗搜集、整理、知識化并貯存加以利用是十分必要的，另外，隨著實踐的豐富或知識不斷的改變與完善，專家系統(tǒng)為此提供了良好的適應(yīng)機制，建立專家系統(tǒng)是水質(zhì)評價本身的特點所致與所需。在水質(zhì)評價的其它方面，專家系統(tǒng)也在努力擴大在水質(zhì)評價中的應(yīng)用，下面我們將討論專家系統(tǒng)在水質(zhì)評價中的應(yīng)用現(xiàn)狀。篩選后，被選中的項目就要做水質(zhì)初評。因此，項目篩選工作比較簡單，如果需要編制計算機程序來完成此項工作，一般也是把它納入與其相關(guān)的計算機系統(tǒng)，作為其中的一部分處理。初評使用的主要方法有矩陣法與查表法，矩陣法還可分為部門矩陣法和項目類型矩陣法。這一工作是由對擬建項目有經(jīng)驗以及對項目所建地區(qū)非常熟悉的一些水質(zhì)評價專家來完成的。初評工作由于有限的范圍，以及依靠專家的經(jīng)驗做出判斷，非常適合有專家系統(tǒng)來完成這一工作。雖然水質(zhì)科技人員已開發(fā)許多可用于水質(zhì)評價的數(shù)學(xué)模型，但大量的各色各樣的水質(zhì)評價仍需依靠專家經(jīng)驗。水質(zhì)預(yù)測廣泛應(yīng)用了數(shù)學(xué)模式，在這些模式的使用中，為了得到良好的效果，有兩個問題是重要的，也是需要通過一些經(jīng)驗加以解決的。這不是通過簡單的計算能夠解決的，二是需要一些具有經(jīng)驗的專家給予判斷。這包括對參數(shù)要做靈敏度的確定，而且還要有對參數(shù)的修正。在水質(zhì)評價中常用的核查表法、矩陣法和網(wǎng)絡(luò)法更是依靠人們包括官員、專家、公眾等減經(jīng)驗判斷，采用專家判斷法、德爾斐法等是常用手段。采用這類方法，各個專家將自己的觀點和價值觀帶入評價是很自然的。在國外，已有這種類型的專家系統(tǒng)。ER，幫助水力學(xué)家預(yù)測由地下水源釋放的化學(xué)物質(zhì)在地下的分布狀況；RAISON，確定水質(zhì)的區(qū)域酸雨模型的界面等專家系統(tǒng)。一個水質(zhì)評價的專家系統(tǒng)的能力雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過簡單的環(huán)境模式，但是還是受到所編寫的程序的復(fù)雜性和專家知識（包括初始數(shù)據(jù)庫）的限制。這些風(fēng)險一旦發(fā)生，往往會造成難以挽回的經(jīng)濟(jì)損失。 專家系統(tǒng)在水質(zhì)評價中的應(yīng)用前景及存在的問題我們已經(jīng)從水質(zhì)評價的幾個方面分析了專家系統(tǒng)在水質(zhì)評價中的哪些領(lǐng)域可以應(yīng)用，以及目前的狀況，從中我們可吸取經(jīng)驗，探討今后專家系統(tǒng)應(yīng)用的前景。一個方向是在社會經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、風(fēng)險等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域，目前尚沒有成熟的方法，而是基本依靠專家經(jīng)驗去作評價。在研制過程中，所使用的研究方法也可以借鑒一些計算機技術(shù)。這些專家系統(tǒng)的開發(fā)，重于實際的需要，而不是考慮專家知識使用的多少。這就給環(huán)保工作者提出這樣一個問題，能否找到一條途徑，既能達(dá)到水質(zhì)評價的要求，又能節(jié)省大量的人力，物力和時間呢？國內(nèi)外對這個問題也作了上面一些探討，縱觀這些程序，它們都是針對某一方面而編制的，通用性不強，而且沒有模式識別，參數(shù)選擇和判斷功能，因而不能滿意地解決上述問題。然而，目前還沒有報道有關(guān)評價內(nèi)容完整的水質(zhì)評價專家系統(tǒng)。 水質(zhì)評價的理論發(fā)展過程水質(zhì)評價是人們在采取對水質(zhì)有重大影響的行動之前，在充分調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，評價該行動可能帶來的影響，按照社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與水質(zhì)保護(hù)相協(xié)調(diào)的原則進(jìn)行決策，并在行動之前制定出消除、減輕和監(jiān)測負(fù)面影響的措施。傳統(tǒng)的水質(zhì)評價是從發(fā)展經(jīng)濟(jì)目標(biāo)出發(fā)的，其指導(dǎo)思想、理論基礎(chǔ)和原則方法是為經(jīng)濟(jì)目標(biāo)服務(wù)的。（2）第二代的水質(zhì)評價體系的形成 1）戰(zhàn)略水質(zhì)評價對水質(zhì)評價理念的影響。90年代，跨國、跨區(qū)的全球性水質(zhì)問題日益受到關(guān)注，圍繞著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略三個主要方面，即生態(tài)持續(xù)性、經(jīng)濟(jì)持續(xù)性、社會持續(xù)性，戰(zhàn)略水質(zhì)評價理論開始得到世界范圍內(nèi)的廣泛接受。 2）清潔生產(chǎn)對水質(zhì)評價理念的影響。80年代以來，人們的認(rèn)識已上升為從根本上解決水環(huán)境問題，認(rèn)識到發(fā)展與水環(huán)境密不可分的關(guān)系。 3）可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的水質(zhì)評價新理念 80年代初期，由聯(lián)合國授權(quán)成立的世界環(huán)境與發(fā)展委員會提出了可持續(xù)發(fā)展的理論， 1992年聯(lián)合國召開的環(huán)發(fā)大會以此為方針制定了關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的《21世紀(jì)議程》。 可持續(xù)發(fā)展將水環(huán)境保護(hù)提到了一個前所未有的重要位置，其思想將影響到水環(huán)境保護(hù)的各個方面，其宏觀戰(zhàn)略勢必導(dǎo)致逐漸形成可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的新的水環(huán)境保護(hù)體系。這種新的水質(zhì)評價體系的確立將伴隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略下的新的水質(zhì)評價理念的樹立。甚為困難，因為它涉及到眾多、多變的參數(shù)和復(fù)雜、深奧的數(shù)學(xué)模型，同時，由于各地區(qū)水質(zhì)評價工作者水平參差不齊，從而導(dǎo)致了水質(zhì)評價工作存在一些嚴(yán)重的問題?？赡苡卸喾矫嬖?qū)е逻@種情況的出現(xiàn)，其中包括企業(yè)負(fù)責(zé)人對水環(huán)境保護(hù)和生產(chǎn)如何協(xié)調(diào)并重的思想認(rèn)識不足，建設(shè)經(jīng)費不完全到位等等。這種在一定程度上影響了執(zhí)法力度。3）水質(zhì)評價工作滯后現(xiàn)象比較普遍在我國建設(shè)項目管理程序中，水質(zhì)評價執(zhí)行時段應(yīng)在項目建議書之后。但由于某些建設(shè)單位環(huán)境意識淡薄，履行程序不明確；水質(zhì)評價周期較長等原因，導(dǎo)致出現(xiàn)項目水質(zhì)評價滯后于項目可行性研究的現(xiàn)象，使水質(zhì)評價成為項目可行性研究中的后補性工作，失去了其對工程項目水環(huán)境決策提供科學(xué)依據(jù)的作用。4）缺少替代方案我國的水質(zhì)評價介入項目較晚，缺乏在項目擬議初期進(jìn)行的水質(zhì)初步評價。5）評價范圍較窄、缺乏對水資源利用的評估我國水質(zhì)評價主要針對建設(shè)項目較少，導(dǎo)致對研究地區(qū)缺少全面布局和對水資源利用缺乏合理性的考慮；另外對立法、政策制定等尚沒有開展戰(zhàn)略水質(zhì)評價的法律要求。公眾參與力度不夠在一定程度上影響著水質(zhì)評價的質(zhì)量，水質(zhì)評價難以充分發(fā)揮其解釋和傳播水質(zhì)的作用。但在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的新形勢下已暴露出一定局限性，主要表現(xiàn)為缺少一套以可持續(xù)發(fā)展為前提的較為完整的指標(biāo)體系。體系中各項指標(biāo)應(yīng)力求定量化并具有高度綜合性，做到簡練和易于操作，并把能說明水環(huán)境變遷的本質(zhì)指標(biāo)作為重點進(jìn)行較細(xì)致的評估，評估應(yīng)以保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性為前提。因此，它是以水環(huán)境的納污能力的利用與控制為目的，而不是追求水資源的可持續(xù)能力的開發(fā)和利用。 水質(zhì)評價結(jié)果往往表現(xiàn)為一些環(huán)境要素的某種污染物的分析與預(yù)測處理上，未將其社會經(jīng)濟(jì)意義的研究納入評價系統(tǒng)之中，因而也就不能對水環(huán)境因子的社會經(jīng)濟(jì)影響的意義進(jìn)行解釋與說明，評價結(jié)果缺乏水環(huán)境與社會經(jīng)濟(jì)關(guān)系的有機聯(lián)系。9）缺乏審查的技術(shù)系統(tǒng) 目前對水質(zhì)評價報告的審查是采取專家組審查驗收的方式，但因為專家們對評價項目及周圍情況了解不深，再加之“感情”因素，往往使水質(zhì)評價報告“順利”或“原則上”通過。水質(zhì)評價專家系統(tǒng)的研制意義就存在于此。2）加強水質(zhì)評價管理 完善我國水質(zhì)評價制度的核心是強化政府的水環(huán)境行為，圍繞各級政府對水環(huán)境質(zhì)量負(fù)責(zé)這一基本點，改變行業(yè)部門和地方保護(hù)主義的現(xiàn)象，理順關(guān)系，確保環(huán)保部門有效獨立地行使職權(quán)。嚴(yán)格水質(zhì)評價的編制程序。4）加大公眾參與的力度 公眾參與是水質(zhì)評價程序中為發(fā)起者與水質(zhì)評價人員之間的一種雙向交流，它可以提高人們的水環(huán)境意識，增強項目的水環(huán)境合理性和社會可接受性，確定不能用貨幣形式表現(xiàn)的水環(huán)境資源的價值。在水質(zhì)評價過程中，水質(zhì)評價決策和驗收監(jiān)測中都應(yīng)有充分的公眾參與，擴大參與規(guī)模，實行評價結(jié)果的透明反饋形式，提高評價的有效性。根據(jù)總體規(guī)劃方案，綜合分析水污染物排放種類、數(shù)量、排放方式及水污染控制措施，確定評價主要因子、評價標(biāo)準(zhǔn)和評價范圍，通過水環(huán)境質(zhì)量預(yù)測模型及一定的分析方法進(jìn)行水質(zhì)評價。 水質(zhì)評價工作程序傳統(tǒng)的水質(zhì)評價是從工程項目出發(fā)，從經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行選項和立項，然后再從水環(huán)境的角度加以分析、評價，確定水環(huán)境、水資源對于工程的支撐或限定作用及程度，以及工程對于水資源或水環(huán)境的影響。 可持續(xù)發(fā)展的水質(zhì)評價比傳統(tǒng)的水質(zhì)評價具有時間和空間上的擴展，因此工作程序也就有相應(yīng)的變化，這主要體現(xiàn)在對區(qū)域進(jìn)行可持續(xù)性分析上。 評價類型的劃分根據(jù)水環(huán)境問題的性質(zhì)，潛在的影響程度以及敏感程度來確定水質(zhì)評價類型。大多是以項目開