BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在千島湖水體富營(yíng)養(yǎng)化變化預(yù)測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、富營(yíng)養(yǎng)化已成為一個(gè)全球性的重大水環(huán)境問(wèn)題，全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長(zhǎng)的同時(shí)，帶來(lái)了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。其中出現(xiàn)了湖泊、水庫(kù)、河流等的水體富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重的現(xiàn)象，特別是人類活動(dòng)比較集中的區(qū)域內(nèi)的湖泊和河流，水體富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程加快，水質(zhì)惡化，可利用功能喪失，制約著人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。千島湖(新安江水庫(kù))位于浙江省西部，杭州市淳安縣境內(nèi)，是20世紀(jì)50年代修建新安江電站大壩攔水形成的大型水庫(kù)，兼有發(fā)電、防洪、旅游、養(yǎng)殖、航運(yùn)、飲用水源及工農(nóng)業(yè)用

2、水等多種功能。 隨著千島湖整個(gè)流域開(kāi)發(fā)活動(dòng)的加劇，必然帶來(lái)大量的對(duì)其生態(tài)環(huán)境不利的問(wèn)題對(duì)其現(xiàn)有水質(zhì)等級(jí)構(gòu)成威脅。由于水體環(huán)境在千島湖整個(gè)流域的生態(tài)系統(tǒng)中地位顯要，對(duì)其水質(zhì)惡化問(wèn)題的有效預(yù)測(cè)是在千島湖旅游開(kāi)發(fā)過(guò)程中科學(xué)決策的重要基礎(chǔ)。本文在總結(jié)和借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，主要就以下幾方面進(jìn)行了研究： (1)系統(tǒng)地闡述了水體富營(yíng)養(yǎng)化的研究進(jìn)展，以及水體富營(yíng)養(yǎng)化的研究方法。 (2)介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理和方法，并系統(tǒng)介紹

3、了其在當(dāng)前水體富營(yíng)養(yǎng)化研究中的應(yīng)用。 (3)在千島湖13個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中，本文選擇了“街口”監(jiān)測(cè)點(diǎn)作為研究對(duì)象，通過(guò)主因子分析法，從8個(gè)監(jiān)測(cè)指標(biāo)：水溫、pH、DO、COD<,Mn>、SD、TN、TP、CMa中，得到Tw、pH、Chla、SD、TN 5個(gè)水質(zhì)因子作為BP網(wǎng)絡(luò)輸入變量。 (4)本研究采用了1999年1月至2000年12月的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)共24對(duì)，為解決建立BP網(wǎng)絡(luò)時(shí)樣本不足的問(wèn)題，本研究提出用插值的方法生成足夠多的訓(xùn)練樣

4、本、檢驗(yàn)樣本和測(cè)試樣本，通過(guò)插值法共生成93個(gè)樣本對(duì)，利于網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練。 (5)以Tw、pH、Chla、SD、TN為輸入變量，CMa為輸出變量，構(gòu)建5個(gè)BP網(wǎng)絡(luò)模型，以前89個(gè)樣本對(duì)作為BP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練集，后3個(gè)樣本對(duì)作為確證集，對(duì)網(wǎng)絡(luò)反復(fù)訓(xùn)練2000次，訓(xùn)練誤差達(dá)到10<'-3>。 (6)結(jié)果表明，方案2能夠很好的預(yù)測(cè)出街口Chla含量變化趨勢(shì)，即以Tw、pH、Chla、SD為輸入變量，Chla為輸出變量構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)能夠較好