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南四湖入湖河口水质变化趋势分析与预测模型研究

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摘 要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1.研究背景及意义

1.2.国内外研究进展

1.2.1.国外水质评价研究概述

1.2.2.国内水质评价研究概述

1.3.水质评价方法综述

1.4.研究的主要内容

1.5.技术路线图

第2章 南四湖流域概况与监测点位

2.1.1.地理位置概况

2.1.2.气候

2.1.3.地形地貌

2.1.4.入湖河流概况

2.2.1.社会概况

2.2.2.经济概况

2.3.监测点位设置及监测时间

第3章 南四湖入湖河口水质评价

3.1.水质评价方法的选用

3.1.1.水质综合污染指数评价法

3.1.2.模糊综合评价法

3.1.3.综合水质标识指数评价法

3.1.4.评价方法的对比分析

3.2.1.分期水质评价

3.2.2.分湖区水质评价

3.2.3.南四湖整体水质评价

3.3.本章小结

第4章 南四湖入湖河口水质污染特征分析

4.1.河流污染物分析方法

4.2.1.污染物负荷量分析结果

4.2.2.等标污染负荷比分析结果

4.2.3.污染物分担率分析结果

4.3.本章小结

第5章 水质变化趋势分析

5.1.季节性Kendall检验法的原理

5.2.水质趋势分析结果

5.2.1.季节性Kendall检验分析结果

5.2.2.流量调节浓度检验结果

5.2.3.水质变化趋势分析结果

5.3.污染原因分析

5.4.本章小结

第6章 水质预测模型

6.1.水质预测方法

6.2.1.传统GM(1,1)模型

6.2.2.残差修正的GM(1,1)模型

6.2.3.马尔科夫预测模型

6.3.1.水质预测对象的确定

6.3.2.南四湖入湖河流水质预测研究

6.4.本章小结

第7章 结论及建议

7.1.结论

7.2.建议

7.3.展望

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

致谢

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摘要

南四湖是南水北调东线工程重要的输水通道和调蓄湖泊,其战略地位十分重要,入湖河流的水质达标情况直接影响到南四湖的水质状况,进而关系到调水水质能否达标。因此,根据南四湖入湖河口的水质监测数据,通过对入湖河口的水体进行水质评价、污染分析和水质预测,为南四湖流域水环境管理提出相应的防治措施,为南水北调东线工程的水质稳定达标提供科技支撑保障作用。 本文根据2010-2017年南四湖38个主要入湖河口的水质监测数据和南四湖流域的水质特征,选取了水质指标CODCr、NH3-N、TP、TN和CODMn作为入湖河口水体的研究指标,运用综合水质标识指数法进行了水质评价,分析了入湖河流中的主要排污河流和主要污染物,利用季节性Kendall检验法对水质变化趋势进行了研究,通过建立灰色GM(1,1)模型对未来水质进行了预测,最后探讨了南四湖入湖河流的主要污染原因及防治建议。主要成果如下: (1)根据2010-2017年南四湖主要入湖河口14次水质监测数据,分别进行了分期、分湖区和整体水质评价,结果表明,南四湖主要入湖河口的丰水期水质普遍劣于枯水期水质,上级湖入湖河口水质好于下级湖入湖河口水质,入湖河口整体水质逐年改善,至2017年有81.6%的监测点位水质能够满足水环境功能区Ⅲ类水要求。 (2)对南四湖主要入湖河口水体的污染特征进行了分析,入湖污染负荷量整体呈下降趋势,2017年污染物入湖负荷总量比2010年减少了86.01%。主要入湖污染物为TN,38条入湖河流中的主要排污河流为老运河、洸府河、白马河、洙赵新河、城郭河和泗河。 (3)利用季节性Kendall检验法对主要入湖河口的水质变化趋势进行了分析,根据水质监测时间分为年际、春季、秋季三个数据系列分析。结果表明, CODCr、NH3-N、TN、CODMn的浓度总体呈下降趋势,TP浓度无明显变化趋势,春季有较多入湖河口中的单项污染因子呈上升趋势,大部分水质指标符合以面源为主的污染特征,入湖河口的水质主要受污染物排放影响,流量变化所造成的影响相对较小。 (4)根据南四湖主要入湖河口水质指标的实测数据,建立了灰色系统理论的GM(1,1)预测模型,对主要排污河流的主要水质指标进行了浓度预测,预测结果显示白马河TP(秋季)、城郭河TP(秋季)和TN、老运河TN的浓度未来有增大趋势,且有可能超出水环境功能区要求。 (5)在南四湖入湖河口水质评价、分析和预测的基础上,探讨了入湖河流水污染的原因,提出了污染防治建议。

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