基于支持向量機的城市湖泊水質(zhì)評價研究.pdf

1、近年來，隨著城市規(guī)模的不斷擴大，人口的日益增長和經(jīng)濟的快速發(fā)展，水環(huán)境的污染問題日漸加劇，對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、飲用水安全和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，并且日益嚴(yán)重的水污染問題嚴(yán)重制約了我國經(jīng)濟社會的發(fā)展。根據(jù)《2010年中國環(huán)境狀況公報》數(shù)據(jù)顯示，由環(huán)保部組織監(jiān)測營養(yǎng)狀況的26個湖泊中，呈現(xiàn)富營養(yǎng)化的湖泊占42.3％。城市湖泊幾乎全部處于重富營養(yǎng)化或異常營養(yǎng)化狀態(tài)，絕大多數(shù)大中型湖泊已在富營養(yǎng)化的邊緣或已經(jīng)處于富營養(yǎng)化狀態(tài)（中華人民共和國環(huán)境保

2、護部，2010）。因此，科學(xué)有效地揭示湖泊水質(zhì)健康狀況以及合理的水質(zhì)評價，不僅可了解和掌握水體的污染程度和發(fā)展趨勢，而且能為湖泊管理部門制定有效的控制方案及政府部門的環(huán)保決策提供有力依據(jù)。
　　本文基于以上情況，利用支持向量機模型良好的推廣和泛化能力，以及在處理分類問題及小樣本問題方面的優(yōu)勢，構(gòu)建了湖泊水質(zhì)評價模型，并運用此模型對白云湖的水質(zhì)評價進(jìn)行了研究。在兩年多的研究時間內(nèi)，對廣州市白云區(qū)白云湖的水質(zhì)進(jìn)行了八次跟蹤監(jiān)測，獲得了

3、大批相關(guān)數(shù)據(jù)。依據(jù)國內(nèi)外相關(guān)研究及湖泊的實際監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，選取了溶解氧、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷、石油類在內(nèi)的六項指標(biāo)，并借鑒國家制定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對六項指標(biāo)進(jìn)行了分級，構(gòu)建了由五個等級組成的以白云湖為研究對象的城市湖泊水質(zhì)評價指標(biāo)體系。最后，以評價指標(biāo)為訓(xùn)練樣本在支持向量機上進(jìn)行訓(xùn)練，得到水質(zhì)評價模型，并將該模型應(yīng)用于白云湖水質(zhì)評價中，進(jìn)而獲得白云湖的水質(zhì)健康狀況。結(jié)果顯示，白云湖的水質(zhì)2013年4月份比2011年1月份有明顯

4、好轉(zhuǎn)，但其生態(tài)系統(tǒng)還十分脆弱，凈化水質(zhì)能力有限;廣和泵站引水口的水質(zhì)等級提高時，其出水水質(zhì)也有相應(yīng)的提高。根據(jù)評價結(jié)果，提出了對白云湖要進(jìn)行全面截污，提高進(jìn)水水質(zhì)，并增加挺水植物、沉水植物的數(shù)量以及對石油類污染物的處理措施等方面的建議來改善湖泊水質(zhì)健康狀況。
　　此外，本研究中還將支持向量機的湖泊水質(zhì)評價模型與傳統(tǒng)的單因子評價法和模糊綜合評價法進(jìn)行了比較，評價結(jié)果顯示，支持向量機水質(zhì)評價模型較傳統(tǒng)的評價方法而言，沒有水質(zhì)參評項目個