国产在线一区二区三区九色,国内学生情侣自拍愉拍,狠狠躁日日躁夜夜躁2022麻豆,欧美日韩亚洲国内综合网国产精品,最新亚洲无码专区,无限资源欧美男人天堂,2020年无码专区

會員中心
加入VIP
微信

客服微信網站公眾號

　煤礦　化工　建筑
　機械　電力　冶金
　消防　交通　特種

　論壇　活動　視頻
　問答　投稿　 MSDS
　簽到　超市　招聘

導航：安全管理網>> 安全論文>> 環(huán)境保護論文>>正文

基于BP神經網絡模型的閩江流域地表水(福州段)水質變化趨勢預測

文檔作者：陳文花文檔來源：福建省環(huán)境監(jiān)測中心		點擊數：	更新時間： 2024年07月06日
下載地址：點擊這里	文件大?。?1.55 MB 共3頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

內容預覽 [文件共3頁]

本文件共3頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?.55 MB 共3頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

下一篇：基于Arcgis的北京市大興區(qū)地下水水質評價…

上一篇：基于凈化劑處理畜禽厭氧消化液達標排放的…

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

基于BP神經網紿模型的閩江流域地袁水(福州段)
水質變化趨勢預測
陳文花
(福建省環(huán)境監(jiān)測中心站福建福州350003)
摘要為驗證BP模型在河流水質預測中的有效性，利用2006～2011年閩江流域(福州段)閩侯竹岐、長樂白巖潭斷面的
河流水質數據，建立BP神經網絡預測模型，從時間上對閩江流域(福州段)的水質進行預測，并用實際監(jiān)測數據檢驗預測精
度。結果表明，BP神經網絡的水質預測模型在閩江流域(福州段)水質預測中有較好的預測精度。
關鍵詞BP神經網絡模型閩江流域預測
中圖分類號：×32 文獻標識碼：A 文章編號：1672—9064(2014)01—013—03
1 閩江流域基本概況
閩江是福建省最大的河流。全長577km．流域面積
60992km2，約占福建省陸域面積的50％；常年徑流量621億
m，，位列全國河流第7位；是福建人民的母親河，由沙溪、建
溪、富屯溪等支流和閩江干流組成，涉及到福州、南平、三明、
龍巖、寧德、泉州等市的36個縣(市、區(qū))，流域人口約占全省
人口的35％，經濟總量約占全省的38％．是我省重要的經濟
區(qū)之一。近年來．隨著福建省經濟、社會的全面發(fā)展。城市化
進程逐步加快。養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)規(guī)模不斷擴展，局部河段不同
程度地受到污染．給全省的生態(tài)環(huán)境造成了巨大的壓力，降
低了水體的生態(tài)功能。由于閩江是沿岸居民生產、生活的主
要水源。對福建省的社會、經濟發(fā)展有重要的作用，因此閩江
水環(huán)境質量狀況也受到了眾多學者的關注．但關于應用BP
神經網絡模型對閩江流域地表水(福州段)的水質短期預測
的變化研究較少。本文嘗試應用BP神經網絡模型對閩江流
域地表水(福州段)的水質短期預測進行探討，旨在為閩江流
域(福州段)水資源和生態(tài)環(huán)境的保護及治理提供一定的理
論依據。
2 BP神經網絡原理、分類及特點
BP(Back Pmpagation)神經網絡一般指基于誤差反向傳
播算法的多層前向神經網絡。BP網絡在某些方面顯示出獨
特的優(yōu)越性和廣泛的推廣性．已成為日前研究應用最為廣泛
的神經網絡學習算法．據統(tǒng)計．近90％的神經網絡應用是基
于BP網絡算法?。目前最典型的神經網絡通常由輸入層、隱
含(中間)層、輸出層3層構成。其結構圖見圖1。與此相對應
圈}囡圈
圖l BP神經網絡結構模型
的BP算法中也包含
了輸入層節(jié)點、輸出
層節(jié)點．還有1個或
多個的隱含層節(jié)點。
BP的運行過程簡單
說來就是．首先由輸
入信號．向前傳播到
隱含層節(jié)點．經過傳
遞函數作用后．通過
把隱含層節(jié)點的輸出信號傳播到輸出節(jié)點．最后由輸出層輸
出結果。BP模型是把1組樣本的I／0(inpu怕utput)問題變成
一個非線性優(yōu)化問題．它使用的是優(yōu)化中最普通的梯度下降
法。如果把神經網絡看成輸入到輸出的映射，則這個映射是
一個高度的非線性映射【2'。
BP神經網絡的最大優(yōu)點是可以充分逼近任意復雜的非
線性關系，有較強的容錯性、能同時大規(guī)模并行協同處理數
據、具有自適應、自組織、自學習等特點。
3 BP神經網絡和訓練方式的確定
(1)BP神經網絡拓撲結構的確定。根據k010mogomw[3]定
理，給定任一連續(xù)函數f：UqR。，f(x)=Y．U∈[0，1]，f就可以
用1個3層網絡實現。1989年，Robert HechtNielsen給出了
用1個3層網絡即可模擬任意復雜的非線性問題的證明．并
指出1個由3層神經元構成的神經網絡可以完成任意的從
n維到m維的映射。所以本文確定BP神經網絡拓撲結構為
3層。
(2)隱含層節(jié)點數的確定。在BP網絡預測模型中，以輸
入的水質參數個數為輸入層的神經元數：以需預測的水質參
數個數為輸出層神經數：隱含層節(jié)點數的確定是整個模型有
效運行的關鍵。若隱含層的數量太少。則網絡所能獲取的用
以解決問題的信息太少；若隱含層的數量太多，可能會出現
過度吻合的問題，即測試誤差增大導致泛化能力下降．因此
合理選擇隱層節(jié)點數非常重要。然而．目前還沒有成熟統(tǒng)一
的確定方法，通常是根據具體情況，結合經驗來確定．常用的
方法有公式法、增長法、試算法、遞減法、試錯法等。
(3)數據歸一化處理。為了使BP神經網絡收斂速度加
快，擬合效果更好，網絡的泛化能力更強，在模型建立之前，
需對樣本進行歸一化處理。歸一化的方法較多，在本論文中
采用將數據歸一化到[0，1]之間的算法，樣本數據的歸一化
公式為：
恥告筆㈩
其中，Xi表示歸一化處理后的數據，X～和X。分別代表
樣本數據中的最大值和最小值。通過歸一化處理后的輸入數
作者簡介：陳文花(1982～)．女，福建南安人，碩士，主要從事環(huán)境質量綜合評價工作。
2㈨’No-§ 萬方數據
據將全部在[0，1]之間，這將大大加快網絡學習速度，而數據
間的聯系并不減少。
4預測模型的建立
(1)數據的處理。閩江流域地表水(福州段)，起始斷面為
閩侯竹岐．最終斷面為長樂自巖潭。本次預測的數據來源于
福建省環(huán)境保護廳的水質監(jiān)測數據．時間跨度從2006～2011
年。根據式(1)對所得的數據進行歸一化處理，為建立BP網
絡做準備。
(2)模型的建立。以閩侯竹岐斷面一期4個因子(DO、
COD叭，I’P、NH3一N)的監(jiān)測數據為輸入，以該斷面下一期D0
為輸出，建立BP網絡?，F有24組監(jiān)測數據，分為2部分，前
面22組用于訓練．后面2組用于檢驗。預測網絡確定為3
層。輸入水質參數為4。則確定其輸人層為4；輸出水質參數
為1，則確定其輸出層為l；采用試錯法，確定隱含層為3，最
終網絡結構確定為4—3一l。最小訓練速率為0．1，動態(tài)參數為
0．6，參數Si舯oid為O．9，允許誤差O．000l，最大迭代次數為
1000，輸入和輸出層都采用對數S型傳遞函數logsig，這可以
實現輸入和輸出間的任意非線性映射．并且網絡采用動態(tài)調
整的方法來防止模型過度優(yōu)化．同時數據轉換方法確定為標
準化變換。
(3)運行及預測結果。運用DPS數據處理系統(tǒng)中的BP工
具箱，對網絡進行訓練，擬合殘差控制在0．005以內。擬合殘
差如圖2所示。擬合殘差為0．0011，達到了訓練的目標。利用
訓練好的神經網絡．以閩侯竹岐斷面2011年第三、第四季度
2組監(jiān)測值為輸入．以閩侯竹岐斷面D0為輸出。進行模擬測
試．結果表l所示。
由表l可以看出．第三、第四季度的預測值與實際值的
絕對誤差分別為11．41％和8．96％。這說明采用BP人工神經
揎舌燧一0俐∞∞7∞7例¨7
I
譬
盤藪
123囂∞'萬’72 2'8捌斟O螂啦枷刪鋤螄83'研7為7∞副5吲∞7啦嘲
圈2 BP神經網絡模型的訓練誤差記錄圖
網絡對水質進行預測，最大相對誤差大約在lo％，預測精確
度比較高。這說明了BP神經網絡能對非線性、多變量、隨機
性、時變性高的情形進行建模。并且能以較高的精度對系統(tǒng)
的運行進行預測，所以在實際應用有較大的意義。這也表明
利用BP人工神經網絡模型在閩江流域地表水(福州段)水
13 lS j7 】9 2l 23
緇數
圖3 BP神經網絡實際值與預測值
表2 2006—2011年閩侯竹岐、長樂白巖潭斷面水質評價表
表l D0實際值與預測值對照表mg／L
時間2006年一季度2006年二季度2006年三季度2006年四季度2007年一季度2007年二季度2007年三季度2007年四季度
訓練輸出值
實際值
時間
訓練輸出值
實際值
時間
吲¨練輸出值
實際值
7．2658 7．7537 6．7728 6．569 6．9304 7．2205 6．7606 6．900l
7．26 7．83 6．81 6．65 6．96 7．2l 6．83 6．93
2008年一季度2008年二季度2008年三季度2008年四季度2009年一季度2009年二季度2009年三季度2009年四季度
7．3259 6．7385 6．8536 7．5264 7．0487 7．6542 6．7396 7．4885
7．33 6．77 6．9l 7．55 7．07 7．“ 6．74 7．44
20lO年一季度2010年二季度20lO年三季度2010年四季度2011年一季度2011年二季度2011年三季度2011年四季度
7．0983 7．3393 7．1224 7．0543 7．7918 6．245 6．2726 6．2759
注：2011年三季度、四季度訓練輸出值為預測值。
2014lNO-Q
(下轉第19頁)
哪
哺
!詈
咄
舊
嗽
蝴
萬方數據
5董婷婷，羅漢金，吳錦華．納米零價鐵的制備及其去除水中對氯硝
基苯的研究．環(huán)境工程學報，2006，4(6)
6任海萍，吳柳明，趙壽春．納米零價鐵對酸性品紅的脫除行為．中南
大學學報：自然科學版，2008，39(2)
7 X．Li，W．Zhang．Imn Nanopanicles：the Core—Shell Stmcture粕d U．
nique Pmperties for Ni(II)Sequestmtion．I丑ngrnuir，2006，22(10)
8 W．Yan，A．A．HeIzing，C．J．Kiely，et a1．Nanoscale zero—valent iron
(nZVI)：Aspects 0f the core—shell stnlcture and reaetions with inor_
gallic species灑water．J．Cont砌．Hydml．，1l 8
9武甲．田秀君，王錦，等．應用納米零價鐵處理模擬舍Cr(VI)無氧地
下水．環(huán)境科學，3l(3)
lO H．L．Lien，W．X．ZharIg．NarIoscale Pd，Fe bi腓tallic panicles：Catal”ic
effects 0f palladium on hydD0dechl嘶nation．Appl．Catal．，B，2007，77
ll 。I’．‘I’．Lim，B．W．Zhu．EⅡects d aIlions on山e kiIletics and reactiVity of
naIIoscale Pd，Fe in啊chIombenzene dechlodnation．Chemosphere，
2008．73
12李鐵龍，孫麗莉，金朝暉，等．納米鐵系雙金屬復合材料還原水中
硝酸鹽氮．吉林大學學報：工學版，2009(2)
13 HChoi，SAgarwal．趾LAl．Abe從dsorption arId Simultaneous Dechlorination
of PCBs on GAC，Fe，Pd：Mechanistic A8pects and Reactive
Capping Ba玎der Concept．Envimn．Sci．Techn01．，2008，43(2)
14趙宗山，列景富。邰超，等．離子交換樹脂負載零價納米鐵快速降
解水溶性偶氮染料．中國科學：B輯，2008，38(1)．
15史麗娜，林玉滿，陳祖亮．膨潤土負栽納米鐵去除水溶液中Cr(VI)．
環(huán)境工程，2010(28)
(上接第12頁)
問題的較好方案．該方案的實施可實現南河道作為景觀水體2周光垌，嚴宗毅，許世雄，等流體力學．第2版．北京：高等教育出版
的功能，對雁灘的發(fā)展有著舉足輕重的作用。社，2000
參考文獻
3中國水利學會泥沙專業(yè)委員會．泥沙手冊．北京：中國環(huán)境科學出版
l 李國慶．水力學．北京：中國廣播電視大學出版社．200l
社·1989
·”¨．一‘"¨¨?¨¨I一·。ll?，-‘Ⅶ”-1¨¨l_一·。¨¨¨．“”¨"·’¨¨¨，-‘"¨”。"¨¨--·’¨¨¨一‰．‘，-’¨¨．．-·‘‰¨．-‘Ⅶ·一’¨¨r‘‘¨¨一“帥"‘’岫·+一¨¨···?！鱨_一?“¨__”‰一∥’Ⅶ··-‘”‰··
(上接第14頁)
表3閩侯竹岐、長樂白巖潭斷面水質情況統(tǒng)計表
質預測方面有著較好的應用前景。
為了讓預測的結果更加直觀地呈現出來，以表l的數據
為依據．以年份為橫坐標，預測值和實際值為縱坐標建立坐
標軸．結果如圖3所示。預測值與實際值的對照關系更加顯
而易見。
5評價結果與分析
5．1 評價結果
根據《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838—2002)的規(guī)定，對
2006—2011年閩侯竹岐、長樂白巖潭斷面的水質進行評價，
評價結果見表2。
5．2評價結果分析
從閩侯竹岐到長樂白巖潭斷面，水質情況總體處在Ⅱ類
水。2斷面達到的I、Ⅱ、Ⅲ類水次數的統(tǒng)計情況如表3。由閩
侯竹岐和長樂白巖潭的地理位置可知。閩侯竹岐在閩江(福
州段)的上游斷面．河水流經福州市后，再流向長樂自巖潭。
分析表中的數據．我們可以得到I類水從占15．63％下降為
4．20％：Ⅱ類水的比重略有增加，從82．29％上升為85．42％；
而Ⅲ類水增加比重明顯．從2．08％增加到10．38％，上升幅度
達到了8．3％。這張統(tǒng)計表格說明閩江流域地表水(福州段)
‘‘㈨．．∥”¨¨-*?！?#168;¨l-√‘¨¨lp’¨¨"’‘¨¨l·?！?#168;¨l一，’Ⅶ
(上接第16頁)
的水質仍主要處在Ⅱ類水質，但閩江在流過福州市后，水質
有較明顯的下降．表明閩江流域地表水在該區(qū)間受到了一定
程度的污染。
6結論
本文利用2006—2011年閩江流域(福州段)閩侯竹岐、長
樂白巖潭斷面的河流水質數據，建立BP神經網絡預測模
型．從時間上對閩江流域(福州段)的水質進行預測，并用實
際監(jiān)測數據檢驗預測精度。結果表明，BP神經網絡的水質預
測模型在閩江流域(福州段)水質預測中有較好的預測精度。
從空間跨度而言．閩侯竹岐斷面的水質總體情況要優(yōu)于
長樂白巖潭．表明福州經濟的快速發(fā)展，對閩江流域地表水
水質狀況造成了一定的影響。水質呈現下降趨勢。經濟增長
與水質情況總體成反向關系．即經濟越發(fā)展，水質越差。
參考文獻
l RI Son—il，侯德剛，張政家，等．基于BP人工神經網絡的生化處理
水水質預測．現代化工，2009，29(12)
2唐啟義．DPS數據處理系統(tǒng)20lO年版教材．北京，科學出版社，20lO
3趙振寧．徐用懋．模糊理論和神經網絡的基礎與應用(2版)．北京：
清華大學出版社．1996
refhctory leachate treatment by the biolo西cal actiVated c齜bon nu。
idized—bed process．Water Research，1995，29(2)
12 董天寶．霍天亮，張靖天，等．不同垃圾滲濾液組合處理工藝中
DOM的變化特征．環(huán)境工程學報，2013，7(3)
13 Baun D L，Christensen T H．Speciation of heavy metaJs in l卸dfill
leachate：a review．Waste M粕agement Research，2004，22(1)
14 薛俊峰。何品晶，邵立明，等．滲濾液循環(huán)回灌厭氧填埋層前后的
分類表征．水處理技術，2005，3l(6)
15 劉智萍．組合工藝處理填埋場垃圾滲濾液及其DOM效能與機理
研究．重慶大學博士論文．2010

網友評論 more

環(huán)境保護論文最新內容

05-01

遙感技術在地質災害調…

05-01

飲食業(yè)油煙監(jiān)測過程中…

05-01

應急事故水池現狀分析…

05-01

用能預算管理體制機制…

05-01

原子吸收分光光度法測…

05-01

原子熒光光譜法測定土…

05-01

在地震危險帶上勘查發(fā)…

05-01

增強型地熱系統(tǒng)與防震…

環(huán)境保護論文熱點內容

39642

噪聲污染的危害及防…

22988

農村垃圾處理現狀調研

21576

噪音的危害防治及利用

16741

淺析我國環(huán)境保護的…

16101

大氣污染的現狀與存…

15077

大氣污染的危害以及…

12436

廢舊電池的危害及回…

10538

我國周邊安全環(huán)境分…

相關內容

遙感技術在地質災害調查中…

以富碳原料為主要發(fā)酵原料…

以鋼代木保安全增效益

飲食業(yè)油煙監(jiān)測過程中的質…

應急事故水池現狀分析與整…

創(chuàng)想安科網站簡介會員服務廣告服務業(yè)務合作提交需求會員中心在線投稿版權聲明友情鏈接聯系我們

汉寿县| 仙游县| 汝城县| 阳高县| 永川市| 河西区| 改则县| 璧山县| 高安市| 翼城县| 宜兰市| 浦北县| 望城县| 灵丘县| 宜川县| 阳新县| 象州县| 天气| 左权县| 慈溪市| 雷波县| 泽普县| 阿荣旗| 赞皇县| 乳山市| 宝兴县| 囊谦县| 光山县| 什邡市| 喀喇沁旗| 高尔夫| 定襄县| 林周县| 微山县| 内丘县| 大余县| 府谷县| 响水县| 平远县| 洪湖市| 湘阴县|