城市供水水質(zhì)異常檢測(cè)方法探討

張弘娟

摘? ? 要：供水系統(tǒng)是城市發(fā)展的重要部分，因此其發(fā)展水平成為衡量城市現(xiàn)代化水平高低的重要標(biāo)志。本文主要以城市供水水質(zhì)異常檢測(cè)方法探討為重點(diǎn)進(jìn)行闡述，結(jié)合實(shí)際情況，探討檢測(cè)方法，旨在為城市供水水質(zhì)提升提供參考。

關(guān)鍵詞：城市供水;水質(zhì)異常;水質(zhì)檢測(cè);檢測(cè)方法

1? 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，城市居民對(duì)于飲水質(zhì)量尤其是使用最為廣泛的自來(lái)水質(zhì)量有了更高的要求，大多數(shù)人們已不再滿足于水量和水壓的充足，而對(duì)于水的衛(wèi)生安全性、口感以及清澈度等有了更高的要求，因此目前城市供水對(duì)于水質(zhì)的要求也需要朝著這個(gè)方向發(fā)展。此外，根據(jù)城市的發(fā)展建設(shè)現(xiàn)狀、氣候特點(diǎn)、供水要求以及供水水源條件等因素，科學(xué)選擇供水模式，從而給市民供給優(yōu)質(zhì)、安全的飲用水成為城市供水可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。

2? 我國(guó)城市供水現(xiàn)狀

2.1? 目前我國(guó)水源污染嚴(yán)重

據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前我國(guó)城市供水水質(zhì)安全狀況仍然讓人擔(dān)憂。2010年，我國(guó)7大水系污染程度為輕度污染，在全國(guó)的408個(gè)地表水監(jiān)測(cè)斷面中，有近1/3低于Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。全國(guó)重點(diǎn)監(jiān)控的26個(gè)湖庫(kù)中，有9個(gè)湖庫(kù)的水質(zhì)劣于Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)有將近20%的城鎮(zhèn)水源污染物超標(biāo)。因此，水源污染導(dǎo)致的安全事件時(shí)有發(fā)生，城鎮(zhèn)水源環(huán)境監(jiān)管需進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.2? 目前我國(guó)飲用水資源嚴(yán)重短缺

雖然地球表面絕大多數(shù)被水覆蓋，但可供人類飲用的淡水僅為0.26%。我國(guó)作為亞洲國(guó)家，水資源嚴(yán)重短缺且分布極不均勻，據(jù)探測(cè)估算，我國(guó)淡水資源總量為28000億立方米，占全球淡水資源的6%，居世界第四位，但人均水資源占有量只有2200m3，全球排名121位，僅為世界平均水平的25%，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。目前，我國(guó)有15個(gè)省、區(qū)、市的人均水資源低于嚴(yán)重缺水邊緣，有7個(gè)省、區(qū)的人均水資源量低于生存的起碼要求（1000m3）。全國(guó)有一半以上的城市（333個(gè)）不同程度缺水，有108個(gè)城市屬于特別缺水。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐的加快，城市人口將越來(lái)越多，城市供水資源短缺越來(lái)越成為制約城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、影響城鎮(zhèn)居民生活水平的重要因素。

2.3? 城市供水系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

目前，隨著供水技術(shù)的不斷發(fā)展，城市供水模式已經(jīng)被分為很多種分質(zhì)供水形式。我國(guó)目前城市分質(zhì)供水的形式主要有以下幾種：對(duì)于水源水質(zhì)優(yōu)良的水，直接經(jīng)過(guò)常規(guī)處理后會(huì)供居民生活飲用或用于工業(yè)生產(chǎn);或者將優(yōu)良水源水經(jīng)過(guò)局部深度處理，凈化為純凈水，然后經(jīng)優(yōu)質(zhì)PVC管道將其供送至每個(gè)家庭，作為直接飲用水。有些地區(qū)由于水源水質(zhì)較差，不能提供為飲用水，因此會(huì)將其經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單凈化處理，然后提供給工業(yè)使用，或者冷卻水、雜用水等。對(duì)于城市污水，經(jīng)過(guò)處理后，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)以及生活雜用水等。對(duì)于工業(yè)或者企業(yè)在生產(chǎn)后產(chǎn)生的污水，要求工業(yè)或企業(yè)自行處理回用。

3? 我國(guó)城市供水系統(tǒng)分類

3.1? 集中處理，統(tǒng)一供應(yīng)

這種方法需要更換陳舊和劣質(zhì)的輸水管材，安裝質(zhì)量?jī)?yōu)良的管材，從而建成一種管網(wǎng)搭配合理且規(guī)格高的系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)擁有科學(xué)的管材及管網(wǎng)搭配，若沒(méi)有人為的破壞和影響，不會(huì)引起水質(zhì)的污染。此外，在水質(zhì)控制上，還會(huì)在常規(guī)處理工藝后增加一項(xiàng)處理工藝，且增加的處理工藝屬于深度處理工藝，這樣處理后會(huì)使出廠水達(dá)到直接飲用水標(biāo)準(zhǔn)，然后可通過(guò)優(yōu)質(zhì)管網(wǎng)輸送到用戶。

3.2? 集中處理，分質(zhì)供水

此方法采用兩套供水管網(wǎng)系統(tǒng)，一套為城市主體供水系統(tǒng)，另一套為非飲用供水系統(tǒng)。城市主體供水系統(tǒng)供應(yīng)優(yōu)質(zhì)水，可直接飲用。非飲用供水系統(tǒng)是將低質(zhì)水、回用水或海水應(yīng)用于沖洗衛(wèi)生潔具、道路灑水或者部分工業(yè)用水等。

3.3? 小區(qū)分質(zhì)供水

此方法是在住宅小區(qū)內(nèi)安裝凈水處理設(shè)備，對(duì)優(yōu)質(zhì)水源水或已安裝的自來(lái)水再次進(jìn)行深度凈化處理，主要為了進(jìn)一步除去水中的礦物質(zhì)或者其他有機(jī)污染物;同時(shí)，運(yùn)用優(yōu)質(zhì)PVC管材，單獨(dú)搭建一套送水管路，將深度凈化處理好的水輸送至用戶，以直接飲用。由于該方法搭建設(shè)備省去了輸水管網(wǎng)，價(jià)格低廉且實(shí)用，因此很多小區(qū)尤其是較為老舊的小區(qū)使用更多。

4? 城市供水水質(zhì)異常檢測(cè)方法

4.1? 在線水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)類型，提升城市供水水質(zhì)質(zhì)量

針對(duì)城市化供水水質(zhì)的檢測(cè)，可以選取在線水質(zhì)參數(shù)檢測(cè)的方式，按照城市供水體系的以往水質(zhì)檢測(cè)信息，設(shè)置供水水質(zhì)變動(dòng)模型，將其視作水質(zhì)起始的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，同時(shí)把創(chuàng)建的水質(zhì)變動(dòng)模型以及供水實(shí)際水質(zhì)情況加以對(duì)比，細(xì)致研究供水水質(zhì)的異常性。在具體的實(shí)踐中，在線水質(zhì)異常檢測(cè)可以機(jī)器算法、聚類算法或者統(tǒng)計(jì)算法，而激起算法重點(diǎn)是結(jié)合大量的檢測(cè)信息，計(jì)算并且判斷異常信息和正常信息，通過(guò)分類器給予多種未知檢測(cè)的信息進(jìn)行分類，涉及單類型的異常檢測(cè)以及多類型的異常檢測(cè);聚類算法重點(diǎn)是結(jié)合不同種類把相似信息進(jìn)行劃分，按照信息對(duì)象的分類，權(quán)衡城市供水水質(zhì)的異常程度;統(tǒng)計(jì)算法重點(diǎn)結(jié)合統(tǒng)計(jì)理論，創(chuàng)建城市供水水質(zhì)歸納模型，將其充當(dāng)供水水質(zhì)正常化的依據(jù)，之后對(duì)比模型信息和實(shí)際水質(zhì)信息，分析水質(zhì)的異常性，并且計(jì)算兩組或者兩組的檢測(cè)樣本數(shù)據(jù)產(chǎn)生的方差以及平均數(shù)值，與事先做好的參數(shù)進(jìn)行比較，在均值超過(guò)方差數(shù)值的情況下，可以了解到城市供水水質(zhì)存在異常性。

4.2? RBF自由化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)類型，提升城市供水水質(zhì)質(zhì)量

RBF徑向基函數(shù)核心包含輸出層、輸入層和隱含層三種，輸入信息結(jié)合作用函數(shù)映射傳遞至隱含層，結(jié)合信息變動(dòng)輸出層作出反響，RBF自由化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型圍繞城市供水水質(zhì)檢測(cè)體系中非線性動(dòng)態(tài)化關(guān)系檢測(cè)，存在一定的準(zhǔn)確性。之后，專家分析查分進(jìn)化算法以及運(yùn)用實(shí)數(shù)編碼手段，依據(jù)最初的水質(zhì)信息構(gòu)建起始種群，以選擇操作和變量操作和交叉操作為基礎(chǔ)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)適應(yīng)度。RBF自由化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)可以依據(jù)差分進(jìn)化算法，以編碼和起始化種群和選擇函數(shù)，研究水質(zhì)參數(shù)的實(shí)際適應(yīng)程度，進(jìn)而思考進(jìn)化代數(shù)的科學(xué)性，按照變異操作思想轉(zhuǎn)變成變異向量思想，最終確保操作種群的有效確定。需要注意的是，在使用此種方式檢測(cè)水質(zhì)異常情況的過(guò)程中，要明確溫度、電導(dǎo)率以及溶解氧的含量，選擇比較重要的參數(shù)，完成城市供水水質(zhì)異常的檢測(cè)目標(biāo)。

4.3? 目標(biāo)函數(shù)模糊聚類算法檢測(cè)類型，提升城市供水水質(zhì)質(zhì)量

依據(jù)城市化供水水質(zhì)的異?，F(xiàn)象，十分常見(jiàn)的水質(zhì)檢測(cè)方法為聚類算法，對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)模糊聚類算法檢測(cè)類型涉及層次法、網(wǎng)絡(luò)法和密度方法等，計(jì)算流程相對(duì)簡(jiǎn)單，可以在計(jì)算機(jī)軟件體系的應(yīng)用中完成。對(duì)于城市供水水質(zhì)的實(shí)際檢測(cè)流程，目標(biāo)函數(shù)模糊聚類方式也是模糊C均值計(jì)算方法，核心是把水質(zhì)信息聚類簇視作完整的一個(gè)模糊集合，結(jié)合城市供水的正常性，思考水質(zhì)異常模式出現(xiàn)的幾率，在檢測(cè)城市供水水質(zhì)異常信息與信息庫(kù)中的異常信息相互一致的情況，可以判斷城市水質(zhì)出現(xiàn)異常。對(duì)于此種算法的實(shí)際使用，通過(guò)記錄數(shù)值和記錄時(shí)間形成的元素組合序列，要按照水質(zhì)異常模式信息庫(kù)類型處理相關(guān)流程，也就是總結(jié)聚類量、獲取聚類模式、檢測(cè)水質(zhì)異?，F(xiàn)象。最后對(duì)于供水水質(zhì)異常模式信息的獲取方面，要經(jīng)過(guò)水質(zhì)信息檢測(cè)、更新聚類中心矩陣以及劃分矩陣加以實(shí)現(xiàn)。

5? 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，分析城市供水水質(zhì)異常檢測(cè)方法具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值，在新時(shí)代的城市發(fā)展背景下，大多數(shù)的城市存在相對(duì)嚴(yán)重的水資源，不僅影響到城市居民的身心健康，還會(huì)引起各種形式的社會(huì)層面問(wèn)題。城市供水水質(zhì)異常現(xiàn)象比較嚴(yán)峻，應(yīng)該選取高效的檢測(cè)方式，切合實(shí)際的對(duì)水質(zhì)加以檢測(cè)，確保城市地區(qū)用水的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 賈瑞寶，孫韶華，逯南南等.城鎮(zhèn)排水內(nèi)分泌干擾物綜合毒性效應(yīng)的CALUX檢測(cè)方法[J].中國(guó)給水排水，2018.