稀疏數(shù)據(jù)條件下河流入海污染物通量的估算.pdf

1、為防止流域和近岸海域生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，合理、可持續(xù)利用自然資源，首先應(yīng)該弄清流域及其近岸海域的污染現(xiàn)狀。掌握河流和河口地區(qū)的污染物通量是準(zhǔn)確確定入海通量、環(huán)境容量及污染物總量分配的基礎(chǔ)。依據(jù)我國目前或今后相當(dāng)長的一段時(shí)期內(nèi)的水環(huán)境監(jiān)測條件，可獲得的河流或河口斷面進(jìn)入海域污染物的數(shù)據(jù)相當(dāng)有限，且存在代表性差、數(shù)據(jù)不配套、誤差大等所謂數(shù)據(jù)稀疏問題，這無疑給準(zhǔn)確估算河流入海污染物通量帶來極大困難。本課題便是基于這一思路，旨在綜

2、合運(yùn)用概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)值分析等理論，對河流入海通量估算方法進(jìn)行研究，以解決稀疏數(shù)據(jù)情況下河流及河口斷面污染物入海通量估算的實(shí)際問題。
　　通常稀疏數(shù)據(jù)插值方法習(xí)慣用Lagrange插值多項(xiàng)式，這類解析函數(shù)的致命缺點(diǎn)是其解析延拓不穩(wěn)定，即當(dāng)原始數(shù)據(jù)出現(xiàn)微小誤差，就可能因誤差的積累、傳遞而導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果失真;在數(shù)據(jù)稀少的條件下，這種現(xiàn)象將更加嚴(yán)重。本課題遵循實(shí)用性、可行性、簡潔性、適應(yīng)性、現(xiàn)實(shí)性的基本原則，在查閱大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，采用

3、稀疏數(shù)據(jù)平滑化處理的相關(guān)理論，根據(jù)河流入海污染物通量估算所需監(jiān)測數(shù)據(jù)普遍不足的情況，針對現(xiàn)有估算模型算法上的缺陷引入了更加穩(wěn)定的計(jì)算方法，即首次采用三次樣條函數(shù)對稀疏數(shù)據(jù)進(jìn)行插值、并輔以B樣條函數(shù)對函數(shù)擬合進(jìn)程進(jìn)行校正，建立了應(yīng)用雙樣條校正模型處理稀疏數(shù)據(jù)條件下河流入海污染物通量估算的方法。同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)有的污染物時(shí)段通量的估算原理，構(gòu)建了一系列時(shí)段通量預(yù)估模型——加權(quán)平均預(yù)估模型、幾何平均預(yù)估模型，并將這些模型與現(xiàn)有的時(shí)段通量估算模型和

4、雙樣條校正模型進(jìn)行綜合比對、分析和優(yōu)選，最終提出了優(yōu)化處理稀疏數(shù)據(jù)條件下河流入海污染物通量的理論和方法。
　　采用當(dāng)今先進(jìn)的數(shù)學(xué)處理平臺(tái)——MATLAB、MATHEMATICA、SPSS軟件，編制出河流污染物入海通量計(jì)算模型的相關(guān)程序。以遼東灣流域?yàn)槔?，針對進(jìn)入遼東灣的大遼河、雙臺(tái)子河、大凌河、小凌河等河口斷面的污染物通量，以COD、高錳酸鹽、總磷、氨氮為指標(biāo)，進(jìn)行了稀疏數(shù)據(jù)條件下污染物時(shí)段通量的估算。經(jīng)遼寧省環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及遼河流