基于随机森林法的弥河-潍河流域地下水质量评价研究

准确掌握地下水的环境质量状况是合理确定地下水资源开发策略和有效进行地下水资源保护的重要前提。通过随机森林(randomforest)法构建弥河-潍河流域地下水质量评价模型,结果表明:(1)随机森林法在进行地下水水质分类时具有分类精度高、泛化能力强等特点,且在进行超参数优化后,其分类精度会进一步提高,证明将随机森林法应用于地下水质量评价是可行的,并且其综合性能要优于逻辑回归模型;(2)研究区地下水水样均为Ⅳ类和Ⅴ类水,说明水质状况整体较差;(3)通过分类指标重要性评价可以看出,研究区地下水水质的主要影响指标为硝酸盐、总硬度和溶解性总固体,而此类指标的主要来源是蔬菜种植化肥的不合理使用及河流污染入渗,因此要进一步加强对蔬菜种植污染排放及河流水质的监测和控制。

改进的灰色聚类法在地下水质量评价中的应用

选择50项地下水评价指标,利用灰色聚类法对滹沱河冲洪积扇平原区地下水质量状况进行评价,发现由于参评指标中痕量指标较多,导致评价结果失真。通过修正其聚类权的计算方法将原有方法加以改进,得出结论:区内绝大多数地区水质状况良好,影响区域地下水质量的指标主要为溶解性总固体、总硬度、硝酸盐氮等无机指标,水质较差区主要分布在城区、城镇周围区、排污河道两侧、地表污染水体分布区及引污水灌溉农田地区。指出工农业发展及人类活动加剧是造成研究区水质变化的主要原因。

地下水质量评价中两种确定指标权重方法的比较

目前,用于地下水质量评价的常用理论方法有模糊数学和灰色系统理论等。同一种理论方法中,如果指标权重的确定方法不同,其相应的评价结果也存在差异。本文针对确定指标权重的首尾比率法和聚类权法进行了比较研究,并以超标法和地下水质量标准(GB/T 14848-93)推荐方法进行验证。研究中以山西省运城地区的31个地下水质量样本为例,选择pH值、NH4+、Fe3+、Cl-、SO42-、NO3-、NO2-、F-、PO4-、总硬度、矿化度共11个指标,采用多属性模糊综合评价法进行了水质评价,其中指标权重的确定分别采用了首尾比率法和聚类权法。通过对评价结果的比较分析,认为:在地下水水质评价中,用首尾比率法确定指标权重的做法在原理和结果上存在重大缺陷;而用聚类权法计算指标权重在地下水质量评价中合理可行。

地下水质量评价常用方法的对比分析

对常用的三种地下水水质评价方法即单因子指数法、内梅罗指数法、模糊综合评价法的原理和评价步骤进行了系统的介绍,并将它们应用于山西省夏县地下水水质环境质量评价,对评价结果进行对比分析。

空间插值法在区域地下水质量评价中的应用改进研究

由于地下水的储存与运移特性及实际条件的限制,人们在对其进行观测时只能得到有限的监测结果。在进行区域地下水质量评价时,需要借助已知点信息进行空间插值来对未知点水质空间分布特性进行估计,然后评价整个区域地下水质量类别。本文首先指出传统的方法在空间插值中的不足,后提出应根据离子组分的分布特征来选择不同插值模型,同时在进行插值时应根据地下水流场来修正插值各向异性参数来提高插值精度。最后选择北京怀柔应急水源地地区进行验证,结果表明改进后的插值方法较传统插值方法提高了精度,同时改善了区域地下水质量评价结果的合理性和可解释性。

BP神经网络在某油田区地下水质量评价中的应用

对误差反向传播(error back propagation,简称BP)人工神经网络在水质评价中应用的原理进行了分析,并将其应用于地下水质量评价。首先,利用MATLAB7的神经网络工具箱,根据GB/T 14848-93《地下水质量标准》,构建出10-11-5三层结构的BP人工神经网络模型,并对某油田区的地下水水质进行了评价,进而将评价结果与内梅罗指数法的评价结果进行了对比分析。结果表明:BP人工神经网络模型能更真实地反映研究区地下水质量状况,评价结果客观、准确、合理,将其应用于地下水质量评价时适应性更强,计算简便,在该领域有一定的实用价值和应用前景。

不同权重确定方法对地下水质量评价的影响研究

用模糊数学方法进行地下水质量评价时,指标权重的确定,直接关系到评价结果。以贵州省遵义地区地下水质量样本为例,选择9个污染物指标,针对目前常用的确定指标权重的首尾比率法、聚类权法、超标法进行了水质评价比较研究。发现:如果指标权重的确定方法不同,其相应的评价结果也存在差异。在地下水水质评价中,用首尾比率法确定指标权重评价结果误差较大;超标法突出了实测浓度大的指标对水质的影响程度,而对一些实测浓度低的指标显得兼顾不够;而用聚类权法计算指标权重在地下水质量评价中合理可行。

青海省地下水质量评价及健康风险分析

以青海省为例,采用Fuzzy-Grey模式对该地地下水水质进行评价,结果表明,格尔木市水质较好为II类水,西宁市和海东地区均为III类水,水质的优劣次序为格尔木市>西宁市>海东地区,该结果与标准推荐模式评价结果相同,证实了该方法的可行性;同时,运用美国环保署推荐健康风险评价模型,对该地地下水健康风险进行了评价和分析,结果显示,该地区个人年均总风险均超过人体可接受风险水平,其中格尔木市的总风险最大达到了1.99×10-4a-1约为ICRP推荐标准的4倍,西宁市、海东地区分别约为2倍和4倍,总风险的大小顺序为格尔木市>西宁市>海东地区,其中对总风险主要贡献是六价铬的致癌风险。通过地下水水质评价和健康风险分析为当地地下水开采利用和风险管理提供科学依据。

安徽合肥地区浅层地下水质量评价

对合肥地区浅层地下水取样分析,采用单因子评价法、分类指标评价法和综合评价法对浅层地下水质量进行评价。结果显示:可以直接饮用的地下水资源(Ⅰ类水、Ⅱ类水和Ⅲ类水)占59. 3%,经过适当处理可以饮用的地下水资源(Ⅳ类水)占30. 5%,不能直接饮用的地下水资源(Ⅴ类水)占10. 2%。在地下水评价指标中,挥发性有机指标较好,毒性重金属指标和半挥发性有机指标次之,无机毒理指标和一般化学指标较差。影响地下水质量的化学组分主要为铁、锰、总硬度、溶解性总固体、氟、硫酸盐和钠+钾等无机组分,与人类活动相关的化学组分主要为氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、六价铬、砷、铝、碘、氯化物等无机组分和苯并(a)芘等有机组分。影响地下水质量的原因主要为城市和乡镇工业污水、生活污水排放,农村农药、化肥使用及生活垃圾污染。

BP神经网络模型在地下水质量评价中的应用

介绍了BP神经网络的基本原理和计算方法。采用6-11-5三层拓扑结构的BP神经网络模型对伊通河下游地下水质进行评价,并与内美罗指数法、模糊综合评判法和物元可拓法评价结果比较。结果表明BP神经网络计算简便、评价结果客观准确,很好地反映了地下水质量的总体状况。

可拓分析法在区域地下水质量评价中的应用

以新疆和田地区地下水质量评价为例,用可拓分析方法将地下水质量级别、评价指标及其特征值作为物元,根据地下水环境质量分级标准建立关联函数,通过计算关联度判断该地区地下水环境质量级别,经与模糊综合分析法比较,表明评价结果与该地区客观实际基本吻合。

“中国地下水质量评价及污染防护分级图”(1:600万)的编制特点

本文介绍了“中国地下水质量评价及污染防护分级图”的编图指导思想及编图原则，总结了该图在编图内容和表现形式上的4个特点：1）表现地下水质量演变的主要特征和基本态势;2）反映自然因素和人为因素对地下水质量的双重影响和共同作用；3）力求专业性与实用性的统一；4）首次实现了在全国范围内，用最新标准和方法，对最新资料进行各种类型地下水的统一计算，统一分级评价，增强了实用性和可比性。

榆林市地下水质量评价与评价方法的对比分析

地下水质量的优劣直接关系到城市的经济建设、人民的生产生活等一系列问题。地下水质量评价为保护和开发地下水资源,防止和控制地下水污染,保障人民身体健康提供科学依据。结合相关地下水调查资料和单指标评价、内梅罗指数和模糊综合评价三种方法,分别对榆林市地下水水质做出评价,对评价结果进行对比分析,结果认为:模糊综合评价结果更符合区域地下水总体特征,榆林市地下水质量整体较好,城市居民饮水安全有保障。

基于DDA的铜矿采空区地下水质量评价预测方法

开展地下水质量评价,划分地下水水质等级,对矿山地下水资源的保护利用有重要意义。依据《地下水水质标准》(GB/T 14848—2017),选取总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁、硝酸盐、亚硝酸盐和氨氮8项评价指标作为判别因子,以28组地下水数据为样本,建立距离判别预测(DDA)模型,利用得到的线性判别函数对样本进行分级,用回代估计检验其模型,并将模型用于云南东川桃树坪铜矿采空区地下水质量评价分析。结果表明:采用距离判别分析法对矿山采空区地下水质量进行分级预测的准确率较高,得到模型预测值与实际结果值完全一致。研究结果可为类似矿山地下水的质量评价分级预测提供新思路和新方法。

涪陵焦石镇页岩气开发区地下水质量评价

页岩气开发存在潜在污染源,在开采、运输、处理及处置不当的情况下,会对页岩气井场附近地下水造成污染。因此需要对页岩气开发区地下水质量进行评价,以确保用水安全。以涪陵焦石镇页岩气开发区一带为研究区,利用研究区内的地下水调查资料,采用单因子指数法对比分析了污染来源,并利用模糊数学法对该页岩气开发区浅层地下水质量进行了综合评价。结果表明:研究区浅层地下水中仅硬度和浊度2项评价因子超标,其他评价因子均达标,浅层地下水点未受到深部钻井液及钻屑、返排液等高矿化度液体及甲烷气体的污染;研究区浅层地下水质量总体较好,所取水样达到《地下水水质标准》(Ⅰ~Ⅲ类)的占96.23%,两个岩溶水点因井漏受到污染,不建议作为饮用水点。

模糊评判法和综合指数法在岩溶地下水质量评价中的应用——以清镇市工业西区为例

模糊评判法和综合指数法广泛应用于地下水质量评价中,它们直观反映了水体特征的变化规律,是对水环境要素进行科学定量描述的数学方法。文章采集了区内9个监测点水样,通过建立综合指数评价模型和模糊数学评价模型,对清镇市工业西区地下水实施质量评价,结果显示清镇市工业西区地下水水质现状较好,但是个别区域地下水水质很差,达到了Ⅴ类水质,主要受Mn O-4、NH4、NO-2等指标超标影响。文章对两种评价方法得出的结果进行了对比分析,发现出现差异的主要原因在于综合指数法以最差水质指标所属类别作为综合水质类别;强化污染物的污染指数和最严重污染物的污染指数情况,加大了最严重污染物的权重评价,因此结果表现为过度保护。模糊评判法以模糊数学为基础,它能够将一些边界模糊不清、不易定量的因素定量化,同时兼顾各个评价因子对水质的综合影响,可以公正、客观的反映出每个污染因子对评价结果的影响。

青海省德令哈盆地第四系地下水质量评价

地下水质量评价是保护和合理开发利用地下水资源的前提。为准确反映德令哈盆地地下水质量状况,以青海省德令哈盆地第四系地下水的66组水质测试数据为基础,选取12项一般化学指标和4项毒理学指标共16项评价指标,采用基于最差指标判别法和改进的内梅罗指数法相结合的分类组合评价方法对地下水质量进行评价。结果表明:①德令哈盆地第四系地下水质量整体较好。其中,Ⅰ—Ⅲ类地下水采样点数占总采样点数的74.24%,Ⅳ类地下水采样点数占10.61%,Ⅴ类地下水采样点数占15.15%。②德令哈盆地内承压(自流)水质量优于潜水,冲湖积平原区地下水质量优于其他地区。③参评的16项指标中超标率(超Ⅲ类水)大于10%的指标有5种,由高到低依次为硫酸盐、总硬度、钠、溶解性总固体和氯化物。造成本区地下水质量超标的主要因素是地下水中的一般化学指标,三氮和毒理学指标超标较少。④本区地下水质量受原始地质环境和自然环境的控制,受人类活动影响较小。特定的地形地貌、地质构造和沉积环境控制着含水岩组的形成和地下水的循环演化,从而控制着地下水的整体质量;而干旱少雨的气候影响着浅层地下水的质量。

基于MapInfo的地下水质量评价系统的构建和应用

基于MapInfo和VB、VC等开发的环境质量评价系统,通常具有图形数据和属性数据的存储分离和操作不同步的不足,以致缺少对空间数据编辑的智能化处理能力。为克服该不足,以南四湖地区地下水环境质量的评价系统的开发为例,通过在MapInfo平台上无缝集成MapBasic应用程序,构建了基于MapInfo的区域地下水环境质量评价体系。该系统的实际应用及与现有的同类系统的比较表明,该系统不仅可实现对区域地下水环境质量评价多方式快速的评价,更重要是具有对空间数据编辑的智能化处理能力,实现了对评价结果及其相应属性数据的同步操作,更加方便了客户的使用。

人工神经网络在地下水质量评价中的应用

该文运用matlab软件,采用BP神经网络构建模型,按照地下水质量标准分类随机生成足量训练样本,对石渠县包虫病区打井工程地下水样品进行数据仿真归类,以评价该工程地下饮用水质量。通过神经网络评价,确保了饮用水质量评价的准确性。模型有较高的灵活性和通用性,可进一步推广应用。

基于指标优选和模糊综合优化模型的地下水质量评价研究

进行地下水质量评价时往往需要较多的水质指标,一方面增加了取样和检测成本,另一方面容易引起评价过程中的重复描述,导致评价结果失真。通过利用Pearson相关系数(相关性)和因子分析(主控性)对水质评价指标进行优选,在此基础上结合模糊综合优化模型对2017年寿光市枯水期地下水质量状况进行评价。结果表明:通过将模糊综合评价和可变模糊集耦合,能够很好地解决水质等级划分的不确定性和模糊性,其评价结果也更加准确合理;利用指标优选将7个原始水质指标优选为4个指标,不但能够有效减少数据冗余,而且能够充分保留原始指标的有效信息,并且具有更高的评价合理性;在此基础上,识别出研究区地下水污染的主控指标为硝酸盐、总硬度、锌和COD;研究区内的蔬菜种植区地下水污染较为严重,其主要超标因子为硝酸盐和总硬度,主要是氮肥的过度使用及地表污染物通过河流进入地下水体逐渐累积的结果。