基于在线监测时间序列数据的水质预测模型研究进展

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作者 秦艳 徐庆 +3 位作者 陈晓倩 刘振鸿 唐亦舜 高品 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期116-122,共7页

当前地表水突发性污染事件频发,已造成严重的环境和社会影响,对环境监管部门应急处置能力建设提出了新要求和新挑战。地表水水质在线监测数据具有高频率和高时效等特点,系统论述了基于在线监测时间序列数据的水质预测模型的研究现状和进... 当前地表水突发性污染事件频发,已造成严重的环境和社会影响,对环境监管部门应急处置能力建设提出了新要求和新挑战。地表水水质在线监测数据具有高频率和高时效等特点,系统论述了基于在线监测时间序列数据的水质预测模型的研究现状和进展,包括数据软测量、预处理方法和水质预测模型等,分析了不同水质预测模型在应用过程中存在的问题,并对未来研究方向进行了展望,以期为水质预测预警和环境监管提供技术支持和方法参考。 展开更多

关键词 水质预测模型 在线监测 时间序列分析 自回归模型 人工神经网络

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水质预测模型研究进展 被引量：16

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作者 王健 向峰 +2 位作者 邱飞 王华 刘慧 《环境科学导刊》 2018年第4期63-67,共5页

根据水质预测模型理论基础的不同,重点介绍了水质模拟模型、神经网络模型、回归分析模型以及灰色理论模型,分别对模型的优缺点及适用性进行了分析。针对水质预测模型研究现状,提出了模型发展所需要解决的问题和未来的发展趋势。

关键词 水质预测模型 人工神经网络模型 回归分析模型 灰色理论模型 综述

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滇池湖泊网络富营养化水质预测模型的研究 被引量：3

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作者 陈毓龄 《环境监测管理与技术》 1994年第1期21-23,共3页

本研究实质上是浅水型高原湖泊的水动力生态水质模拟模型，模型模拟了湖泊的水位、水温、悬浮物、可溶解磷、颗粒磷、总磷、浮游植物和透明度等参数的月平均值，模型得到了充分验证，模拟精度良好，最终对滇池１９８８年度的富营养程度... 本研究实质上是浅水型高原湖泊的水动力生态水质模拟模型，模型模拟了湖泊的水位、水温、悬浮物、可溶解磷、颗粒磷、总磷、浮游植物和透明度等参数的月平均值，模型得到了充分验证，模拟精度良好，最终对滇池１９８８年度的富营养程度进行了判别。 展开更多

关键词 水质预测模型 滇池 湖泊污染 富营养化

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基于贝叶斯推理的突发水污染事件水质预测模型参数估计 被引量：5

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作者 杨海东 刘碧玉 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第8期127-132,共6页

参数的精确性是准确构建突发水污染事件水质预测模型的前提与保障。论文首先根据有限差分法和贝叶斯推理构建水质预测模型参数估计模型,然后通过Metropolis-Hasting抽样方法得到较为合理的参数,最后以发生在某段明渠的突发水污染事件为... 参数的精确性是准确构建突发水污染事件水质预测模型的前提与保障。论文首先根据有限差分法和贝叶斯推理构建水质预测模型参数估计模型,然后通过Metropolis-Hasting抽样方法得到较为合理的参数,最后以发生在某段明渠的突发水污染事件为例,讨论了恒定流与非恒定流两种情景下不同观测噪声对参数估计结果的影响,并与采用有限差分-单纯形法得到的结果进行对比。结果表明:有限差分-贝叶斯方法具有较强的适用性和良好的抗噪声能力,采用该方法能获得较高精度的参数值。该研究为突发污染事件预测模型的构建提供一条新途径。 展开更多

关键词 参数估计 水质预测模型 贝叶斯推理 有限差分方法 突发水污染事件

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河流水环境水质预测模型研究应用及发展 被引量：3

5

作者 王颖 《广东化工》 CAS 2022年第10期135-136,144,共3页

良好的水环境对社会发展和生态保护起着十分重要的作用,提升河流水质、改善水环境问题是我国当前发展的焦点,也是环境环保征程里重中之重的环节。在大量环境参数的基础上,结合机理性水质模型的研究,不仅能准确反应水污染的规律变化和联... 良好的水环境对社会发展和生态保护起着十分重要的作用,提升河流水质、改善水环境问题是我国当前发展的焦点,也是环境环保征程里重中之重的环节。在大量环境参数的基础上,结合机理性水质模型的研究,不仅能准确反应水污染的规律变化和联系,还能预测未来水质变化情况,从而为水环境的提升发展提供科学有效的依据。本文阐述了河流水环境水质预测模型的研究进展、主要水质预测模型的原理及应用情况,并对未来发展趋势进行了分析。 展开更多

关键词 河流水环境 水质预测模型 研究进展 应用案例 发展趋势

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基于LightGBM的水质预测模型研究与应用 被引量：2

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作者 欧阳群文 《智能城市》 2022年第11期84-87,共4页

基于当前广州巩固治水成效、防止问题反弹、遏制河涌黑臭的治水形势,以广州河长管理信息系统中的数据为基础,通过数据预处理及其原始特征的分析,提取了数据特征工程。基于LightGBM算法,建立了一种水质预测新方法。对样本数据进行实例研... 基于当前广州巩固治水成效、防止问题反弹、遏制河涌黑臭的治水形势,以广州河长管理信息系统中的数据为基础,通过数据预处理及其原始特征的分析,提取了数据特征工程。基于LightGBM算法,建立了一种水质预测新方法。对样本数据进行实例研究,结果表明,在测试集上,模型准确率超过了53%,重点类别河涌劣Ⅴ类河涌的查准率达到了63.16%,查全率达到了68.57%,模型整体预测效果较好。此外,为分析数据类别对水质等级预测精度的影响程度,采用Gini Importance方法进行了变量重要性评估,发现河长巡河相关的指标对结果影响较大。研究可对河涌水质变化趋势进行研判,对河涌开展定向巡查与定向督导。 展开更多

关键词 水质预测模型 广州河长管理信息系统 LightGBM算法 Gini重要性评分

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基于粒子群算法优化的径向基函数水质预测模型 被引量：3

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作者 祁金秀 陈晶 《甘肃水利水电技术》 2014年第5期1-4,共4页

应用粒子群算法优化径向基函数神经网络的权值,建立水质预测模型,并以青弋江水质预测为应用实例,检验模型的可行性和预测精度。结果表明,基于粒子群算法优化的径向基函数水质预测模型,结构清晰,易于实现,具有较好的预测能力。

关键词 径向基函数 粒子群优化算法 水质预测模型 青弋江

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复杂水环境系统水质预测模型的构建与应用研究

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作者 侯云龙 《水利技术监督》 2023年第2期204-209,共6页

为提升复杂水环境系统水质预测的精度,提出基于偏最小二乘法、灰狼优化算法以及支持向量机的PLS-GWO-SVR水质预测模型。结果表明:偏最小二乘法可解决水质因子的多重共线问题,灰狼优化算法可解决向量机参数选择不确定性问题,而支持向量... 为提升复杂水环境系统水质预测的精度,提出基于偏最小二乘法、灰狼优化算法以及支持向量机的PLS-GWO-SVR水质预测模型。结果表明:偏最小二乘法可解决水质因子的多重共线问题,灰狼优化算法可解决向量机参数选择不确定性问题,而支持向量机则可以较好地解决水环境系统的非线性和不确定性问题;计算分析表明水库的水质因子存在多重共线性问题,确定了采用偏最小二乘法的必要性;PLS-GWO-SVR水质预测模型与PLS-SVR预测模型、SVR预测模型和BP神经网络模型相比,具有更好的泛化能力、参数寻优能力和预测精度。 展开更多

关键词 复杂水环境系统 偏最小二乘法 灰狼优化算法 支持向量机 水质预测模型

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基于不同投喂策略的循环水养殖系统氨氮预测模型 被引量：1

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作者 孙雪倩 李丽 +2 位作者 董双林 田相利 张盛坤 《水产学报》 北大核心 2025年第1期135-146,共12页

【目的】实现对循环水养殖系统水体中总氨氮(TAN)浓度的预测,并研究投喂策略对TAN预测模型预测精度的影响。【方法】本研究测定了斑石鲷养殖池内7个水质指标,采用主成分分析(PCA)和Pearson相关性分析法对数据进行前处理并形成三种数据集... 【目的】实现对循环水养殖系统水体中总氨氮(TAN)浓度的预测,并研究投喂策略对TAN预测模型预测精度的影响。【方法】本研究测定了斑石鲷养殖池内7个水质指标,采用主成分分析(PCA)和Pearson相关性分析法对数据进行前处理并形成三种数据集:原始数据集(OD)、Pearson数据集(Pearson D)和PCA数据集(PCAD),结合随机森林(RF)、BP神经网络(BP)、门控循环单元(GRU)、长短期记忆网络(LSTM)这4种模型,对两种投喂策略下养殖水体中的TAN浓度进行预测,并采用均方根误差(RMSE)、均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE)和R方值(R2-score)对模型进行评估。【结果】RF模型的预测效果最差,随着投喂策略的改变,GRU与LSTM模型预测精度较高且稳定,而BP模型预测精度波动较大。不同投喂阶段筛选出的最优预测模型不同,人工和自动化投喂阶段的最优模型分别为Pearson D-BP和Pearson D-GRU模型,在整个实验周期中,PCAD-LSTM模型、Pearson D-LSTM模型和Pearson D-GRU模型预测性能较好。人工投喂阶段与自动化投喂阶段相比,Pearson DLSTM模型的RMSE、MSE和MAE分别降低了0.0072、0.0019和0.0036,R2-score升高了0.1075;Pearson D-GRU模型的RMSE、MSE和MAE分别降低了0.0030、0.0008和0.0030,R2-score升高了0.0826。【结论】投喂策略会影响TAN预测模型的预测精度,结合Pearson分析的GRU或LSTM模型可很好地实现该系统养殖水体中TAN的预测,该结果可为RAS氨氮预测技术的优化提供参考。 展开更多

关键词 斑石鲷 循环水养殖系统 投喂策略 总氨氮 水质预测模型

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IGOA-RBF模型在石门水库水质预测中的应用

10

作者 孙晓蕾 《东北水利水电》 2024年第6期26-27,41,71,共4页

文中以石门水库为例,通过改进蚱蜢算法(IGOA)增加局部值的泛化性,并对RBF神经网络模型进行参数优化,构建了运行效率高、预测精确度高的IGOA-RBF的水质预测模型。结果表明,IGOA-RBF水质预测模型误差均较小,可为水源地水环境的水质评价和... 文中以石门水库为例,通过改进蚱蜢算法(IGOA)增加局部值的泛化性,并对RBF神经网络模型进行参数优化,构建了运行效率高、预测精确度高的IGOA-RBF的水质预测模型。结果表明,IGOA-RBF水质预测模型误差均较小,可为水源地水环境的水质评价和治理提供重要参考。 展开更多

关键词 IGOA-RBF 连续流动分析法 总磷 总氮 水质预测模型 石门水库

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基于机器学习的气象水质耦合预测模型研究

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作者 张冲 陈末 +1 位作者 刘袁媛 王一 《水文》 CSCD 北大核心 2024年第6期9-14,21,共7页

为了更好地预测河流水质,以黑龙江省内16个水质监测站点的日尺度水质数据和日尺度气象站数据为基础,通过核主成分分析(KPCA)对水质数据的特征值进行提取并降维,采用斯皮尔曼相关性分析(Spearman)筛选强相关的气象因子,并将强相关气象因... 为了更好地预测河流水质,以黑龙江省内16个水质监测站点的日尺度水质数据和日尺度气象站数据为基础,通过核主成分分析(KPCA)对水质数据的特征值进行提取并降维,采用斯皮尔曼相关性分析(Spearman)筛选强相关的气象因子,并将强相关气象因子和水质指数(WQI)作为模型输入数据,结合随机森林(RF)、多层感知机(MLP)、广义回归神经网络(GRNN)构建三种气象水质耦合预测模型,并进行对比验证。结果表明GRNN预测效果最佳,R^(2)=98.68%,对16个站点水质情况的预测准确度高达87.50%,可以为政府水资源治理提供参考。 展开更多

关键词 气象水质耦合预测模型 机器学习 核主成分分析 斯皮尔曼相关性分析 黑龙江省

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改进的径流—水质非点源污染预测模型研究 被引量：2

12

作者 沈雪娇 杨侃 +2 位作者 常蒲婷 王涛 朱大伟 《水电能源科学》 北大核心 2009年第5期34-36,共3页

在分析现有的径流—水质预测模型基础上,考虑污染物的累积与冲刷并引入雨前干旱时间参数,提出了改进的径流—水质非点源污染预测模型。将该模型应用于实例中,模拟效果较好,可用于湿润和半湿润地区的非点源污染预测。

关键词 非点源污染 径流—水质预测模型 改进的径流—水质非点源污染预测模型 干旱时间

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城市蓄水水库水质污染预测模型的研究 被引量：4

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作者 魏家泰 汪明娜 《环境保护》 CAS CSSCI 北大核心 2001年第10期46-48,共3页

根据深水非分层化水库的水动力学特征,建立了适用于快速过水城市蓄水水库的水动力生态水质预测模型。模型状态变量包括水库形态、库容、水位、温度、光照、透明度、悬浮物、可溶解磷、颗粒磷、氨氮、硝态氮、叶绿素、溶解氧、BOD等。模... 根据深水非分层化水库的水动力学特征,建立了适用于快速过水城市蓄水水库的水动力生态水质预测模型。模型状态变量包括水库形态、库容、水位、温度、光照、透明度、悬浮物、可溶解磷、颗粒磷、氨氮、硝态氮、叶绿素、溶解氧、BOD等。模型经过率定有效好的精确度和可靠性,并应用于南方某水库的水资源保护和水污染控制规划。 展开更多

关键词 深水非分层化水库 富营养化 有机污染 水质预测模型 城市 蓄水水库 水质污染

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江苏清安河水质污染预测模型的改进分析

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作者 王启平 叶金杰 谢能刚 《安徽工业大学学报（自然科学版）》 CAS 2004年第1期36-38,共3页

应用BP人工神经网络模型算法,对清安河水质生化需氧量BOD在实验室条件和野外条件下的两种耗氧系数K1之间的非线性关系进行了拟合分析。其误差检验精度比基于线性回归方法及线性拟合方法更高、更能体现出实测数据之间的原始非线性映射规... 应用BP人工神经网络模型算法,对清安河水质生化需氧量BOD在实验室条件和野外条件下的两种耗氧系数K1之间的非线性关系进行了拟合分析。其误差检验精度比基于线性回归方法及线性拟合方法更高、更能体现出实测数据之间的原始非线性映射规律,并可部分去除偶然因素的干扰。是一种在水质环境数学模型研究领域中值得应用的新方法。 展开更多

关键词 江苏 清安河 水质模型 BOD 耗氧系数 BP神经网络 水质污染 水质预测模型

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长江水质评价与预测模型 被引量：3

15

作者 陈兴海 代锦春 唐明会 《内江师范学院学报》 2006年第4期77-80,88,共5页

讨论了长江水质评价与预测问题,根据过去长江水质污染状况,建立的模糊优化评价模型,差值评判模型,水质污染回归模型及污水处理函数,评价且预测了长江水质污染情况,对长江水质污染问题的解决有一定的现实指导意义,提出的建议是切实可行的.

关键词 长江 水质评价模型 水质预测模型

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傍河型水源地水质预测解析解模型 被引量：1

16

作者 李波 王建帅 +1 位作者 任媛 王新民 《长春工业大学学报》 CAS 2012年第3期245-249,共5页

通过分析水源区地表水-地下水交互作用特点,研究傍河型水源区水质变化的预测数学模型。利用模型的解析解来预测水源地的水质情况,最后用实例说明其应用过程,得到预测模型与方法的可行性。

关键词 傍河型水源地 地表水-地下水交互作用 水质预测模型 解析解

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长江水质预测的数学模型 被引量：2

17

作者 王佳秋 张向华 赵淑莹 《煤炭技术》 CAS 2005年第12期92-93,共2页

针对长江流域17个观测站(地区)近两年多主要水质指标检测数据,以及干流上7个观测站近一年的基本数据,进行统计,规划求出整个流域的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、及劣Ⅴ水的相互转移的概率矩阵。再根据水污染情况的无后效性即(本段只与前一段有... 针对长江流域17个观测站(地区)近两年多主要水质指标检测数据,以及干流上7个观测站近一年的基本数据,进行统计,规划求出整个流域的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、及劣Ⅴ水的相互转移的概率矩阵。再根据水污染情况的无后效性即(本段只与前一段有关而与初始状态无关),并逐渐趋于稳定的特点,采用马尔柯夫链(Markov)模型对长江水质未来十年作出预测,并修正有关数据及采取控制Ⅳ、Ⅴ、劣Ⅴ、的方法,使污染控制在20%以内。由河流水质预测一维模型来分析17个站点的污染状况,进而推测出污染源。 展开更多

关键词 长江水质 转移矩阵 马尔柯夫链(Markov)模型 河流水质预测一维模型 污染源

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基于改进的BP神经网络模型的营口地区河流水质预测分析 被引量：1

18

作者 戚卫伟 《黑龙江水利科技》 2021年第8期35-36,共2页

采用改进的BP神经网络模型对营口地区河流水质进行适用性分析。对比分析表明:相比于传统BP神经网络模型,改进模型可对模型梯度变量进行修正,河流水质指标预测精度得到明显改善。研究成果对于营口地区河流水质预测具有重要的方法参考价值。

关键词 模型改进 梯度变量修正 河流水质预测模型 精度对比分析 营口地区

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基于粒子群优化BP神经网络的水产养殖水温及pH预测模型 被引量：19

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作者 徐大明 周超 +1 位作者 孙传恒 杜永贵 《渔业现代化》 北大核心 2016年第1期24-29,共6页

针对养殖水质、水温及p H预测准确性低的问题,提出了一种基于粒子群优化BP神经网络的养殖水质参数预测方法。首先应用粒子群算法优化得出BP神经网络的初始权值和阈值,然后对得到的数据进行预处理,修复异常数据信息,再以当前时间的多个... 针对养殖水质、水温及p H预测准确性低的问题,提出了一种基于粒子群优化BP神经网络的养殖水质参数预测方法。首先应用粒子群算法优化得出BP神经网络的初始权值和阈值,然后对得到的数据进行预处理,修复异常数据信息,再以当前时间的多个水质参数作为输入,下个时间点的水温、p H作为输出,建立养殖水质预测模型,最后利用采集的水质数据在BP神经网络中进行训练,并通过实验检验水质预测模型的可行性和预测性能。与支持向量回归(SVR)和传统BP神经网络相比,基于粒子群优化的BP神经网络在预测水温方面,均方根误差(RMSE)下降幅度分别为64.4%和86.7%;在预测p H方面,RMSE下降幅度分别为11.1%和78.9%。研究表明,基于粒子群优化的BP神经网络养殖水质预测模型具有灵活简便、预测精度高、易于实现的特点,同时具有很好的预测能力。 展开更多

关键词 粒子群算法 BP神经网络 水产养殖 渔情预警 水质预测模型

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利用二维模型求解太湖水质COD_(Mn)的研究 被引量：1

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作者 洪晓瑜 《新疆环境保护》 2004年第3期1-4,共4页

在二维黎曼近似解模型的基础上建立了太湖水质预测模型 ,并运用该模型对太湖的水质指标CODMn进行了模拟。模拟的结果跟太湖各监测站的测量值相接近 。

关键词 CODMN 太湖 模型求解 二维 水质预测模型 黎曼近似解 水质指标 测量值 监测站 模拟

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