水体富营养化评价方法

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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.
2
主成分分析法
建立原始变量矩阵
对原始变量矩阵进行标准化处理
确定综合函数
计算主成分得分
一
二
步骤
四
三
求标准化矩阵相关系数 及特征值
确定主成分个数
确定主成分表达
2
模糊综合评价法
最大隶属原则
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 1≤j≤n {bj}（r≤n），则被评 事物总体上隶属于第r 级，这就是最大隶属度原则。
3
Байду номын сангаас
实例分析（以北京三大湖库水源地为例-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%
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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）
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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
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主成分分析法
将原始变量减少为少数具有代表意义的新变量
遥感技术法 灰色关联法
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。
评分法 ASSETS方法
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.
水体富营养化的评价方法
目 录 CONTENTS
1 水体富营养化 2 主成分分析法、模糊综合评价法 3 实例分析 4 结论
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”
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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。
1
水体富营养化
评价方法
主成分分析法
关键词：分级标准
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此采用了压力-状态-响应３类评价因子, 综合三个因素将水体分为优、良、中、差、 劣５个等级。
OSPAR COMPP程序
采用四类评价因子：Ⅰ影响因素、Ⅱ直接效应、Ⅲ间接效应和Ⅳ其他效应，其 中每个评价因子包含若干指标。
2
主成分分析法
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。
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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
2
模糊综合评价法
1.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》 （GB3838—2002），同时结合评价体的 现有数据。
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
定义
主成分 分析法
特点
主成分分析法的应用具有其 拘束性，要求变量之间具有 较好的相关性
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；
主成分分析中的L 阵是唯一的 正交阵；
主成分分析由可观测原变量 （x）直接求得主成分（y）， 并可逆。
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步
标的5 级标准，求出5 个级别的隶属函数
骤
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GB3838—2002 把水 质分为5个等级，f={I， II， III， IV， V}。
4.确定评价指标的模糊权向量析
6.对模糊综合评价的结果进行分析
3
3
模糊综合评价法
关键词：分级标准
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水体富营养化
单项指标法
物理指标、化学指标、生物指标
评价方法
营养状态指数法
根据COD、DIN、DIP、三项参数计算Ｅ（营养状态指数）值，进行综合判定
营养状态质量指数 潜在性富营养化评价方法
模糊综合评价法
根据计算营养状态质量指数（NQI）对富营养化状况进行评价。
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。
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