李曉紅(齊齊哈爾大學(xué)理學(xué)院 黑龍江 齊齊哈爾 161005)

趙永哲(齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161000)

基于灰色理論的勞動湖水質(zhì)污染趨勢研究

李曉紅(齊齊哈爾大學(xué)理學(xué)院 黑龍江 齊齊哈爾 161005)

趙永哲(齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161000)

利用灰色系統(tǒng)的趨勢分析模型，對齊齊哈爾市內(nèi)的勞動湖的水質(zhì)污染的發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，通過預(yù)測可以進(jìn)一步了解勞動湖水質(zhì)污染特征，分析污染形成的原因，對勞動湖水質(zhì)的綜合整治提供參考和依據(jù)。

灰色系統(tǒng)；污染趨勢；預(yù)測

1 前言

勞動湖從齊齊哈爾市西城區(qū)穿過，是鶴城寶貴的自然資源，全長7.5km，水域面積達(dá)到300多hm2，包括秀水公園、西泊公園、卜奎公園、龍沙公園和嫩江公園，是鶴城的內(nèi)陸湖泊。勞動湖水系不僅具有調(diào)節(jié)市區(qū)小氣候功能，而且也是市區(qū)的重要景觀。然而，由于工業(yè)廢水、工程排水、生活污水和城市地表徑流進(jìn)入勞動湖，使勞動湖水質(zhì)污染有所加重。因此，對勞動湖水質(zhì)污染趨勢進(jìn)行分析和預(yù)測，進(jìn)而人為的改變影響水質(zhì)污染加重的因素，為勞動湖水質(zhì)的改善指明方向，為改善和保護(hù)勞動湖水質(zhì)所采取的工程措施提供科學(xué)依據(jù)。

2 地下水污染預(yù)測建模與計算

2.1 灰色預(yù)測的方法與原理

外延確定而內(nèi)涵不明確的系統(tǒng)稱之為灰色系統(tǒng)，灰色預(yù)測是通過原始數(shù)據(jù)的處理和灰色模型的建立，發(fā)現(xiàn)、掌握系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律，對系統(tǒng)的未來狀態(tài)做出科學(xué)的定量預(yù)測?；疑A(yù)測系統(tǒng)是以灰色模塊為基礎(chǔ)，在建模時打破傳統(tǒng)的差分和離散建模方法，能夠建立微分方程的時間連續(xù)模型，如GM(n，h)模型等(n為微分方程階數(shù)，h為變量個數(shù))，這一具有應(yīng)用范圍廣泛，描述內(nèi)部準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

齊齊哈爾市科學(xué)技術(shù)計劃攻關(guān)項目(編號SFGG-201540)

采用GM(n，h)模型的一個特例GM(1，1)模型來研究。

2.2 灰色模塊的生成

灰色模型以灰色模塊為基礎(chǔ)，灰色模塊的生成通常不直接運(yùn)用原始序列，是由于原始序列中常混入隨機(jī)量，因此，灰色模塊生成是指在灰色系統(tǒng)理論中去除隨機(jī)量的方法，可采用累加生成與累減生成法。

2.2.1 累加生成序列

所謂累加生成，就是用累加的方法生成新序列，用符號AGO(Aeeumulated Generating Operation)表示。

2.2.2 累減生成序列

累減生成(Inverse AGO)是累加生成的逆運(yùn)算，它使累加生成序列的擬合值還原生成為原始數(shù)列的估計值。在建模過程中，往往要用它作為增量信息。我們用I AGO表示。

此前，公司涉嫌信息披露違法違規(guī)，中國證監(jiān)會決定對公司立案調(diào)查。披露違法強(qiáng)制退市情形，公司股票交易被實行退市風(fēng)險警示。實行退市風(fēng)險警示三十個交易日期限屆滿后，公司股票將被停牌，直至深圳證券交易所在十五個交易日內(nèi)作出是否暫停公司股票上市的決定。二級市場上，該股近期走勢維持強(qiáng)勢震蕩，但該消息對于股價后市增加了不確定性，后市注意風(fēng)險。

2.3 灰色模型的建立

2.3.1 灰色預(yù)測模型及預(yù)測步驟

在采用灰色模型進(jìn)行預(yù)測時，最常用的是GM(1，1)模型，它是由一個只包含單變量的一階微分方程構(gòu)成的模型。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

(a)等間隔時間數(shù)列：將監(jiān)測點(diǎn)年平均勞動湖水質(zhì)按年度順序排列，組成勞動湖水質(zhì)的等間隔時間數(shù)列，設(shè)為X(0)。

(c) 建立矩陣：B、Yn，

(g)后驗差檢驗法：根據(jù)殘差值和相對誤差算得方差比 C、小誤差概率 P。

同理，小誤差概率越大越好。一般P大于等于0.9且大于0.7。

按照上述兩個指標(biāo)把預(yù)測精度分為四個等級，各等級標(biāo)準(zhǔn)見表1。若 P、C值都在允許的范圍內(nèi)，則按預(yù)測模型計算，否則進(jìn)行殘差分析對原模型進(jìn)行修正。

表1 預(yù)測精度等級表

2.3.2 灰色預(yù)測模型的預(yù)測結(jié)果 說明：k=1代表2010年，以此類推k=5就代表 2014年，k=10代表2019年。

表2 勞動湖水質(zhì)預(yù)測分析結(jié)果

3 灰色模型預(yù)測結(jié)果分析

從以上分析結(jié)果可以看出，在今后幾年中，勞動湖水質(zhì)中的高錳酸鹽指數(shù)和生化需氧量呈上升趨勢，總磷及總氮指標(biāo)呈波動緩慢上升趨勢，這也同勞動湖接納水體的水質(zhì)有關(guān)，因此，找到污染趨勢上升較明顯的污染物，并針對該污染物進(jìn)行嚴(yán)格控制，加大治理力度，采用工程措施同生物手段相結(jié)合的方法治理水質(zhì)污染，防止污染的惡化。

〔1〕章異平，徐軍亮，趙西平，王德國.基于灰色關(guān)聯(lián)的洛陽市空氣質(zhì)量影響因素分析〔J〕.河南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2012(01).

〔2〕胡軍，許麗忠，張江山.基于改進(jìn)灰色聚類法的大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評價〔J〕.福建師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2012(01).

〔3〕代偉，李克國.基于灰色關(guān)聯(lián)度的區(qū)域大氣環(huán)境質(zhì)量影響因素研究——以秦皇島市為例〔J〕.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(30).

〔4〕劉思峰等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用〔M〕.科學(xué)出版社，2008.

Study on the Trend of Water Pollution in LaoDong Lake with Grey Theory

LiXiaohong (School of science，Qiqihar University Qiqihaer HeiLongjiang 161005)

The paper forecasts the trend of water pollution of LaoDong lake in Qiqihaer city with trend analysis model of grey system，analyses characteristics and causes of water pollution and provides：reference and basis for comprehensive improvement of water quality of LaoDong lake.

Grey system Pollution trend Forecast

X171

A

1674-263X(2016)03-0065-03

2016-09-20

李曉紅(1970-)，女，碩士，教授(碩導(dǎo))，專業(yè)帶頭人，研究方向：微分方程動力系統(tǒng)。