【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及水質演化評價，具體為一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法。
技術介紹
1、地下水是地球上重要的淡水資源之一，分布廣泛且穩定，易于開采利用，在農業灌溉、城市供水和工業生產等領域，地下水都發揮著不可或缺的作用，特別是在一些干旱或半干旱地區，地下水往往是當地居民生活用水的主要來源，隨著人類活動的持續發展和環境污染的日益加劇，地下水受到了越來越嚴重的污染威脅，工業廢水、農業化肥農藥、生活污水等人為污染源，以及地質構造、地下水流動路徑等自然因素，都可能對地下水水質造成不良影響，這些污染不僅影響到人們的生活用水安全，還可能導致土壤和地表水資源的污染，甚至對生態系統造成嚴重破壞。
2、現有技術中，地下水水質易受到地質條件、水文條件、污染源分布等多種因素的影響，導致地下水的后期保護存在較大不確定性，因此，如何綜合多水質指數，對地下水的水質演化趨勢進行評價分析，以采取相應的控制和治理措施，是我們要解決的問題，為此，現提出一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法。
技術實現思路
1、為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，包括以下步驟：
2、步驟一，收集用于地下水水質評價的評價指標原始數據，并對收集的原始數據進行預處理，其中，評價指標包括水質監測指標、地質水文指標和污染源指標；
3、步驟二、基于預處理的原始數據進行分析，提取水質監測指標、地質水文指標和污染源指標各自的子指
4、步驟三、從水質演化指標序列表中分別提取各評價指標的子指標數據，分析得到水質監測趨向指數、地質水文評價指數和污染源評價指數；
5、步驟四、根據預處理后的原始數據進行模型訓練，構建水質演化評價模型，并綜合水質監測趨向指數、地質水文評價指數和污染源評價指數，計算水質演化評價系數，對地下水水質演化趨勢進行分析；
6、步驟五、采集評價區域各評價指標的實時數據，利用水質演化評價系數對評價區域的地下水水質演化趨勢進行分析，并確定水質演化等級，針對性實施控制與治理措施。
7、優選的，所述步驟一中，評價指標原始數據的收集及預處理過程包括：
8、明確需實施地下水水質評價的區域，并確定地下水水質評價的指標，分別為水質監測指標、地質水文指標和污染源指標，其中，評價區域涵蓋地下水開采區、水源保護區、潛在污染源周邊區域；
9、通過現場采樣、歷史記錄、衛星遙感、地質勘探方式，與地方環保部門、水利部門、研究機構合作，獲取評價區域的地下水水質評價的各指標原始數據；
10、對收集的地下水水質評價原始數據進行預處理，預處理操作包括數據清洗、數據標準化以及數據分類步驟；
11、將預處理后的原始數據整合到統一的數據倉庫中，并對其進行備份和存檔，以防止數據丟失。
12、優選的，所述步驟二中，水質演化指標序列表的獲取過程包括：
13、對預處理后的原始數據進行分析，獲取水質監測指標、地質水文指標和污染源指標各自的子指標；
14、對于水質監測指標，分析水質監測過程中的物理、化學和生物特性的相關參數，對水質監測指標進行子指標的確定及提取；
15、對于地質水文指標，分析評價區域地下水系統的地質和水文特征，提取地質水文指標的子指標相關數據；
16、對于污染源指標識別和評價潛在污染源對地下水的影響，分析并提取污染源指標的子指標相關數據，其中，污染源指標的子指標為廢水排放量以及有害物質濃度等；
17、將提取的各子指標數據進行整合，構建水質演化指標序列表，水質演化指標序列表包含指標名稱、數據來源、各子指標的具體數值。
18、優選的，所述步驟三中，水質監測趨向指數、地質水文評價指數和污染源評價指數的獲取過程包括：
19、對水質監測指標的每個子指標數據進行單獨分析，明確其在時間上的變化趨勢，對水質監測指標的各子指標數據進行綜合分析，得到水質監測趨向指數，反映地下水水質的整體變化趨勢；
20、對地質水文指標的每個子指標數據進行單獨分析，分析地質水文條件的變化情況，并對地質水文指標的各子指標數據進行綜合分析，得到地質水文評價指數，反映地下水系統的穩定性和可持續性；
21、對污染源指標的廢水排放量和有害物質濃度子指標數據進行單獨分析，分析污染源的變化情況，并對污染源指標的各子指標數據進行綜合分析，得到污染源評價指數，反映人類活動對地下水污染的程度和趨勢；
22、獲取水質監測指標、地質水文指標和污染源指標的評價結果，明確各指標的變化趨勢，以預測未來的水質變化。
23、優選的，所述水質監測趨向指數的計算表達式為：
24、
25、其中，wi為水質監測趨向指數，ci為第i個水質監測指標的子指標實測濃度，bi為第i個水質監測指標的子指標基準值，為mavg所有水質監測指標的子指標基準值之和的平均數，用以調整公式的響應范圍，n為水質監測指標的子指標總數，s為所有水質監測指標的子指標實測濃度之和，d為所有水質監測指標的子指標基準值之和；
26、所述地質水文評價指數的計算表達式為：
27、
28、其中，hi為地質水文評價指數，xj為第j個地質水文指標的子指標實測值，gj為第j個地質水文指標的子指標基準值，m為地質水文監測指標的子指標總數，gwl為當前的地下水位，tgwl為地下水位的動態變化范圍基準值，反映地下水位的穩定性；
29、所述污染源評價指數的計算表達式為：
30、
31、其中，pi為污染源評價指數，wk為第k個污染源指標的子指標實測濃度，bwk為第k個污染源指標的子指標的基準值，根據評價區域的保護目標需求設定，p為污染源指標的子指標總數，e為當前的廢水排放量，t為廢水排放量的最大允許值，h為有害物質的濃度，l為有害物質濃度的限值。
32、優選的，所述步驟四中，地下水水質整體演化趨勢的分析過程包括：
33、遍歷水質演化指標序列表的各子指標數據和各指標的評價結果，進行特征提取，篩選與水質演化相關的特征，得到特征數據集，并將特征數據集分為訓練集和測試集，其中，特征包括水溫、ph值、溶解氧、濁度、氨氮、總磷等水質指標，以及地質水文條件(如地下水水位、流速等)和污染源數據(如工業廢水排放量、農業面源污染等)；
34、利用訓練集數據結合線性回歸模型，將訓練集中的特征數據作為輸入，對應的水質演化結果(評分)作為輸出，構建水質演化評價模型，并使用測試集數據對模型進行驗證，計算模型預測結果與實際結果之間的誤差，調整水質演化評價模型的參數，以使模型能夠準確預測水質的變化趨勢；
35、獲取水質監測趨向指數、地質水文評價指數和污染源評價指數各自的計算結果，計算水質演化評價系數，根據水質演化評價系數的變化，分析地下水水質的整體演化趨勢和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述步驟一中，評價指標原始數據的收集及預處理過程包括：
3.根據權利要求2所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述步驟二中，水質演化指標序列表的獲取過程包括：
4.根據權利要求3所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述步驟三中，水質監測趨向指數、地質水文評價指數和污染源評價指數的獲取過程包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述水質監測趨向指數的計算表達式為：
6.根據權利要求5所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述步驟四中，地下水水質整體演化趨勢的分析過程包括：
7.根據權利要求6所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述水質演化評價系數的計算過程包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述步驟一中，評價指標原始數據的收集及預處理過程包括：
3.根據權利要求2所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述步驟二中，水質演化指標序列表的獲取過程包括：
4.根據權利要求3所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述步驟三中，水質監測趨向指數、地質水文評價指數和污染源評價指數的獲取過程包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于多水質指數的地下水水質演化的評價預測方法，其特征在于：所述水質監測趨向指數的計算表達式為：
6.根據權利要求5所述的一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張千千，繆麗萍，王龍，張學慶，
申請(專利權)人：中國地質科學院水文地質環境地質研究所，
類型：發明
國別省市：
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