水体富营养化评价方法课件.pptx

1、大家好大家好1水 体 富 营 养 化 的 评 价 方 法水 体 富 营 养 化 的 评 价 方 法2目 录CONTENTS1234水体富营养化主成分分析法、模糊综合评价法实例分析结论3PPT模板下载： 1水体富营养化关键词：Definition水体富营养化是人类活动导致的过量的氮、磷等营养物质输入到湖泊、河流、水库等水体，造成的水质污染现象。主要表现为藻类的大量繁殖，因占优势的藻类的不同，水面呈现出蓝色、红色、棕色等不同颜色。在江河、湖泊和水库中称为“水华”，在海洋中称为“赤潮”4水体富营养化1单项指标法营养状态指数法潜在性富营养化评价方法营养状态质量指数评价方法物理指标、化学指标、生物指标根

2、据COD、DIN、DIP、三项参数计算（营养状态指数）值，进行综合判定根据DIN、活性磷酸盐含量、氮磷比结合国家海水水质标准，参照生物培养实验结果，对水质富营养化情况做出分级。根据计算营养状态质量指数（NQI）对富营养化状况进行评价。模糊综合评价法此模糊综合评价法是一种利用模糊数学进行综合评价的方法，可以将定性评价转化为定量评价，从而对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。人工神经网络法主要结构包含输入、隐藏和输出三层，每层都由一个或多个节点（神经元）组成，同层神经元之间没有连接，相邻两层的神经元通过权值连接。5水体富营养化1主成分分析法评分法遥感技术法灰色关联法评价方法将原始变量减

3、少为少数具有代表意义的新变量此方法将湖泊富营养状态的贫营养-富营养采用0-100 的一系列连续数字对湖泊营养状态进行分级。在同一营养状态下,指数值越高,其营养程度越重.遥感作为一种湖泊水体富营养化监测手段可进行大范围的湖泊富营养化调查评价。在系统发展过程中，若两个因素变化的趋势具有一致性，即同步变化程度较高，即可谓二者关联程度较高；反之，则较低。ASSETS方法此采用了压力-状态-响应类评价因子,综合三个因素将水体分为优、良、中、差、劣个等级。OSPAR COMPP程序采用四类评价因子：影响因素、直接效应、间接效应和其他效应，其中每个评价因子包含若干指标。62主成分分析法u 主成分分析法的应用

4、具有其拘束性，要求变量之间具有较好的相关性u 主成分分析是通过变量变换把注意力集中在具有最大变差的那些主成分上，而视变差不大的主成分为常数予以舍弃；u 主成分分析中的L 阵是唯一的正交阵；u 主成分分析由可观测原变量（x）直接求得主成分（y），并可逆。此处主成分分析法就是在保证原始数据信息丢失最小的前提下，将原始变量减少为少数具有代表意义的新变量，新变量是原来多个指标的线性组合，虽然这些线性综合指标是不能直接观测到的，但这些综合指标之间互不相关，又能反映原来多指标的信息。它们更典型地反映了研究对象的特征。主成分分析法特点定义72主成分分析法求标准化矩阵相关系数及特征值 确定主成分表达确定主成分

5、个数对原始变量矩阵进行标准化处理建立原始变量矩阵计算主成分得分确定综合函数步骤四三二一8模糊综合评价法2最大隶属原则加权平均原则假设模糊综合评价结果向量为B=（b1，b2，bn）。如果br=max 1jn bj（rn），则被评事物总体上隶属于第r 级，这就是最大隶属度原则。加权平均原则基本思路是权与单因素隶属度的乘积综合反映了样本集因素（ui）对类的隶属情况 原 则9模糊综合评价法21.确定评价对象的评价指标：评价指标的选取参考地表水环境质量标准（GB38382002），同时结合评价体的现有数据。5.利用模糊运算将A和R合成得到模糊综合评价结果向量(B),A为模糊向量集。2.确定评价等级：根据

6、GB38382002 把水质分为5个等级，f=I，II，III，IV，V。6.对模糊综合评价的结果进行分析 步 骤4.确定评价指标的模糊权向量析3.根据评价指标的隶属函数进行单因素评价，建立模糊关系矩阵（R）；根据各指标的5 级标准，求出5 个级别的隶属函数10PPT模板下载： 3主成分分析法关键词：分级标准11PPT模板下载： 3模糊综合评价法关键词：分级标准12PPT模板下载： 3实例分析(以北京三大湖库水源地为例-主成分分析法)首先采用标准化法对水质数据进行无量纲化处理，然后运用SPSS 软件求无量纲化数据的相关系数矩阵（表5）13PPT模板下载： 3实例分析（以北京三大湖库水源地为例-

7、主成分分析法）利用Matlab 编制程序求矩阵的特征值和特征向量，求得特征值分别为3.3897、0.4762、0.1184、0.0256，前3 个特征值的累积贡献率99.61%14PPT模板下载： 3实例分析（以北京三大湖库水源地为例-主成分分析法）图2 为主成分分析的碎石图，横坐标为指标公因子，纵坐标为特征根植。从图2 中可以看出，从第3 个点开始，公因子的坡度明显变缓，因此抽取前2 个主因子作为分析对象15PPT模板下载： 3实例分析（以北京三大湖库水源地为例-主成分分析法）全年、汛期、非汛期3 个时间段中，汛期时富营养化水平较严重，全年次之，非汛期时较轻。造成这种状况的原因可能是由于入库

8、洪水较大，随地表径流输入的各种污染物及营养物质较多、气温高（汛期一般发生在夏季）所致。对于官厅、怀柔、密云3 个水库而言，密云水库的富营养化水平较低、基本属于中等水平富营养化，怀柔水库的富营养化水平在中等到中富之间，官厅水库的富营养化较重.16PPT模板下载： 3实例分析（以北京三大湖库水源地为例-模糊综合评价法）利用模糊综合评价法评价北京市三大水库富营养化水平，实测数据见表4，指标标准见表2。根据公式，建立样本矩阵与富营养化标准级别矩阵如下：Xmn=（xij）mn（6）S5n（Sit）5n （7）式中：i=1，2，n；j=1，2，m；t=1，2，5。同时，对X进行分段归一化处理。进一步求得归

9、一化信息矩阵（G），同时采用下列关联信息矩阵计算公式求得关联信息矩阵：mn=GTmnGmn+I （8）17PPT模板下载： 3实例分析（以北京三大湖库水源地为例-主成分分析法）18PPT模板下载： 3对比分析19PPT模板下载： 3对比分析关键词：主成分分析法、模糊综合评价法两种评价方法的结果具有一定的一致性。两种评价模型的评价结果均显示：官厅水库的营养化水平较高，最好也仅是中富，在汛期时达到重富的水平，从全年来看，官厅水库在富营养水平以上；怀柔水库在中等与中富之间，非汛期最好、基本属于中等，汛期最差、达到中富，总体上属中等水平；密云水库在中等和中富之间，非汛期最好、属于中等，但是汛期时达到中

10、富水平。从时间上看，汛期的营养化水平较高，全年次之，而非汛期的营养化水平相较另两个时段最低。20PPT模板下载： 4结论关键词：Definition（1）为确保水体的质量，从而保证用水安全，有必要对水体 富营养化进行合理的评价，主成分分析法和模糊综合评价法是水体富营养化的常用方法。（2）主成分分析法能够较为合理地确定各个评价因子的权值，模糊综合评价法可以将不确定量定量化，两种方法在水体富营养化评价中具有一致性。（3）分析确定了北京市三大水库的水体富营养化，从而为水资源的利用和保护提供了依据。211 朱党生，郝芳华.中国城市饮用水安全保障方略M.北京：科学出版社，2008.2 王维.湖库型饮用水

11、水源地水质及富营养化评价方法研究D.南京:河海大学硕士学位论文,2010.3 Nixon S W.Coastal eutrophication:A definition socialcauses and future concernsJ.Ophelia,1995,41：199-220.4 Paerl H W.Coastal eutrophication and harmful algalblooms:Importance of atmospheric deposition and groundwater as new nitrogen and other nutrient sourcesJ.Limnology and oceanography,1997,42(5),1154-1165.5 Van Bennekom，Wetsteijn F J.The winter distribution onutrients in the Southern Bight of the North Sea（1961-1978）and in the estuaries of the Scheldt and the Rhine/Meuse，NetherlandsJ.Journal of sea research，1990，25：75-87.参考文献22谢谢谢谢华中师范大学23