基于灰色理论的劳动湖水质污染趋势研究

李晓红(齐齐哈尔大学理学院 黑龙江 齐齐哈尔 161005)

赵永哲(齐齐哈尔市环境监测中心站 黑龙江 齐齐哈尔 161000)

基于灰色理论的劳动湖水质污染趋势研究

李晓红(齐齐哈尔大学理学院 黑龙江 齐齐哈尔 161005)

赵永哲(齐齐哈尔市环境监测中心站 黑龙江 齐齐哈尔 161000)

利用灰色系统的趋势分析模型，对齐齐哈尔市内的劳动湖的水质污染的发展趋势进行预测，通过预测可以进一步了解劳动湖水质污染特征，分析污染形成的原因，对劳动湖水质的综合整治提供参考和依据。

灰色系统；污染趋势；预测

1 前言

劳动湖从齐齐哈尔市西城区穿过，是鹤城宝贵的自然资源，全长7.5km，水域面积达到300多hm2，包括秀水公园、西泊公园、卜奎公园、龙沙公园和嫩江公园，是鹤城的内陆湖泊。劳动湖水系不仅具有调节市区小气候功能，而且也是市区的重要景观。然而，由于工业废水、工程排水、生活污水和城市地表径流进入劳动湖，使劳动湖水质污染有所加重。因此，对劳动湖水质污染趋势进行分析和预测，进而人为的改变影响水质污染加重的因素，为劳动湖水质的改善指明方向，为改善和保护劳动湖水质所采取的工程措施提供科学依据。

2 地下水污染预测建模与计算

2.1 灰色预测的方法与原理

外延确定而内涵不明确的系统称之为灰色系统，灰色预测是通过原始数据的处理和灰色模型的建立，发现、掌握系统的发展规律，对系统的未来状态做出科学的定量预测。灰色预测系统是以灰色模块为基础，在建模时打破传统的差分和离散建模方法，能够建立微分方程的时间连续模型，如GM(n，h)模型等(n为微分方程阶数，h为变量个数)，这一具有应用范围广泛，描述内部准确等特点。

齐齐哈尔市科学技术计划攻关项目(编号SFGG-201540)

采用GM(n，h)模型的一个特例GM(1，1)模型来研究。

2.2 灰色模块的生成

灰色模型以灰色模块为基础，灰色模块的生成通常不直接运用原始序列，是由于原始序列中常混入随机量，因此，灰色模块生成是指在灰色系统理论中去除随机量的方法，可采用累加生成与累减生成法。

2.2.1 累加生成序列

所谓累加生成，就是用累加的方法生成新序列，用符号AGO(Aeeumulated Generating Operation)表示。

2.2.2 累减生成序列

累减生成(Inverse AGO)是累加生成的逆运算，它使累加生成序列的拟合值还原生成为原始数列的估计值。在建模过程中，往往要用它作为增量信息。我们用I AGO表示。

此前，公司涉嫌信息披露违法违规，中国证监会决定对公司立案调查。披露违法强制退市情形，公司股票交易被实行退市风险警示。实行退市风险警示三十个交易日期限届满后，公司股票将被停牌，直至深圳证券交易所在十五个交易日内作出是否暂停公司股票上市的决定。二级市场上，该股近期走势维持强势震荡，但该消息对于股价后市增加了不确定性，后市注意风险。

2.3 灰色模型的建立

2.3.1 灰色预测模型及预测步骤

在采用灰色模型进行预测时，最常用的是GM(1，1)模型，它是由一个只包含单变量的一阶微分方程构成的模型。其数学表达式为：

(a)等间隔时间数列：将监测点年平均劳动湖水质按年度顺序排列，组成劳动湖水质的等间隔时间数列，设为X(0)。

(c) 建立矩阵：B、Yn，

(g)后验差检验法：根据残差值和相对误差算得方差比 C、小误差概率 P。

同理，小误差概率越大越好。一般P大于等于0.9且大于0.7。

按照上述两个指标把预测精度分为四个等级，各等级标准见表1。若 P、C值都在允许的范围内，则按预测模型计算，否则进行残差分析对原模型进行修正。

表1 预测精度等级表

2.3.2 灰色预测模型的预测结果 说明：k=1代表2010年，以此类推k=5就代表 2014年，k=10代表2019年。

表2 劳动湖水质预测分析结果

3 灰色模型预测结果分析

从以上分析结果可以看出，在今后几年中，劳动湖水质中的高锰酸盐指数和生化需氧量呈上升趋势，总磷及总氮指标呈波动缓慢上升趋势，这也同劳动湖接纳水体的水质有关，因此，找到污染趋势上升较明显的污染物，并针对该污染物进行严格控制，加大治理力度，采用工程措施同生物手段相结合的方法治理水质污染，防止污染的恶化。

〔1〕章异平，徐军亮，赵西平，王德国.基于灰色关联的洛阳市空气质量影响因素分析〔J〕.河南科技大学学报(自然科学版)，2012(01).

〔2〕胡军，许丽忠，张江山.基于改进灰色聚类法的大气环境质量综合评价〔J〕.福建师范大学学报(自然科学版)，2012(01).

〔3〕代伟，李克国.基于灰色关联度的区域大气环境质量影响因素研究——以秦皇岛市为例〔J〕.安徽农业科学，2011(30).

〔4〕刘思峰等.灰色系统理论及其应用〔M〕.科学出版社，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

李晓红(1970-)，女，硕士，教授(硕导)，专业带头人，研究方向：微分方程动力系统。