山地城市主要河流水质评价及预测研究

综合客观评价河流水质的健康及污染状况,科学分析预测水环境质量的变化趋势,对于河流水污染精准防治具有重要意义.选取绵阳市境内主要河流为研究对象,基于2014-2022年绵阳市12个水质监测断面的4项污染物指标监测数据,结合模糊综合评价法及主成分分析法对其断面水质进行评价并判断污染程度,建立带外源输入的非线性自回归(NARX)神经网络模型,预测研究区域内 2025 年和 2030 年的水质变化趋势.结果表明:1)综合不同水期来看,在枯水期,芙蓉溪仙鱼桥与梓潼垢家渡断面的水质级别分别在 2015 年和 2016 年都未能达到水质目标,满足水质功能标准的断面占 12 个监测断面的92%,而在平水期与丰水期各断面水质均能达到各自的标准;2)凯江老南桥、梓潼垢家渡及天仙镇大佛寺断面水质受水期影响较大,平武水文站在所选断面中总体水质较好,而芙蓉溪仙鱼桥较差;3)溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)及氨氮(NH3-N)的实测值与预测值之间高度相关,均方误差均较小,满足水质预测的精度要求;4)从水质变化趋势来看,除天仙镇大佛寺断面 2028-2030 年的水质级别由 2023-2027 年的Ⅰ级降为Ⅱ级以及芙蓉溪仙鱼桥断面2025年和2030年水质级别分别为Ⅱ级与Ⅲ级外,其余断面水质级别均为Ⅰ级,总体水质有所提升.该研究提出的基于模糊综合评价法-主成分分析法-NARX 神经网络模型研究框架能够准确地对河流多断面各水期的水质进行客观评价,并在一定程度上弥补水文观测的"数据盲区",适用于其他类似河流的水质预测,可为河流水质综合评价及预测预警提供科学依据与技术支持.