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发布时间:2020-04-14 00:00:00

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水质预警预测系统

  • 分类:环境监测
  • 发布时间:2019-10-29 00:00:00
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概述

 

水质预警预测系统是指,在信息技术和水质模拟技术的基础上,充分利用地理信息系统、遥感、多媒体、网络以及计算机仿真等高科技手段,对目标水源地的地貌地形、生态环境、水质状况以及水资源分布等众多信息进行数字化采集和存储,同时对污染物的迁移转化过程施以监测和动态模拟,形成具体资料并将其公布于众,成为一个集监测、预测、模拟、计算、决策、管理为一体的科学系统。

    福光水务自主研发的FGEW-2000水质预警预测已在福光水务负责建设的部分水质自动监测项目中成功应用,另外福光水务也与多家科研院所及高校建立了长期良好的合作关系。经过大量的应用,水质预警技术进一步得到提升,多次发现并实时报告了水质异常,为质安全增加了一道强有力的安全保障。

 

 

    基本原理

 

传统确定性水质数学模型通常需要水文、水质大量的参数,这些参数更难以测定,这限制了广泛应用和确定性水质数学模型的正确性。福光水务FGEW-2000水质预警预测系统,利用训练多个BP神经网络并将其结论进行合成,可以显著地提高学习系统的泛化能力。

典型应用于为:仅利用五参数【PH,水温,浊度,溶解氧,电导率】,营养盐【氨氮,CODcr,高锰酸盐指数,总氮】等水质指数,另增加【气温,气压,降雨量,天气现象】气象四参数作为自变量条件进行预测。

在系统中,预测模型中采用LM(Levenberg-Marquardt)算法提高网络的收敛速度,并采用提前停止法提高网络的推广能力,采用拉依达准则法剔除样本集异常数据。多项应用结果表明,利用BP神经网络模型的预测精度较高,预测速度快,对大部分水质指标能够得到较好的预测值,此BP神经网络能够有效地应用于水质指标的预测和水质趋势的预警预测系统中。

 

 

        

    FGEW-2000水质预警预测系统的应用

 

2019年初以福建某水库为应用点,FGEW-2000水质预警预测系统上线7个月,得到了较好的应用。

以预测目的那天的初始时刻为启示点预测往后一天半的数据,4小时上传一次,00:00:00开始上传一条,那么预测一天半的数据即预测到隔天的 12:00:00。每天预测一次,截取当天数据,把所有天的数据串联起来形成趋势曲线,最后和实际曲线进行对比。

 

预测参数:CODmn

 

预测参数:氨氮

 

预测参数:总氮

 

预测参数:总磷

 

预测参数:叶绿素

 

注:蓝色真实值黑色预测值

 

结论:该模型能够把握好参数运行趋势,可以投入实际生产中。

 

案例展示

 

 

预警预测系统“驾驶仓”

 

 

 

预测2天后的PH数据

 

 

预测2天后的浊度数据

 

 

预测2天后的电导率数据

 

 

预测2天后的溶解氧数据

 

 

预测2天后的叶绿素数据

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