設施水產養殖水質綜合評價與預警方法

本書綜合了水產養殖學、水化學、數理統計和神經網路等現代技術方法，充分考慮了多影響因數共同作用，實現了水質的綜合評價、預測和預警，並對模型參數進行產生實體，有效提高了模型的適用性和科學性。採用決策支援系統與水質科學管理知識的集成，在實現水質監測管理結果視覺化的基礎上，為養殖管理者提供快速、有效的決策支援。本書共分為七章，包括設施養殖發展及現狀、設施養殖水質評價及預警綜述、設施養殖水質特徵識別與分析、設施養殖水質評價模型、預測模型、預警模型等內容。

本書可作為環境科學、水產和漁業研究等相關專業的輔助資料，也可作為設施養殖工作者和相關科技工作者的參考書。

第1章 緒論
1.1 設施水產養殖水質研究背景 2
1.2 設施水產養殖水質研究技術路線 3
1.3 設施水產養殖水質研究創新點 3
1.4 設施水產養殖水質研究的目的和意義 4

第2章 設施養殖水質評價、預測及預警相關研究綜述
2.1 設施養殖系統概述 6
2.2 設施養殖水質淨化的主要設備 7
2.2.1 機械過濾裝置 7
2.2.2 蛋白質分離器 8
2.2.3 生物過濾裝置 9
2.2.4 殺菌消毒裝置 9
2.2.5 曝氣增氧裝置 10
2.3 設施養殖水質模型研究現狀 10
2.3.1 水質評價模型的研究 11
2.3.2 水質預測模型的研究 13
2.3.3 水質預警模型的研究 15
2.3.4 決策支援系統在水質管理中的應用 17

第3章 設施養殖水質特徵研究
3.1 設施養殖系統水環境 22
3.1.1 水溫 22
3.1.2 溶解氧 22
3.1.3 pH 值 23
3.1.4 氨氮 23
3.1.5 亞硝氮 23
3.1.6 磷酸鹽 24
3.1.7 葉綠素-a 24
3.2 實驗資料的獲取 24
3.3 水質監測結果 25
3.4 各水質因數的多元逐步回歸模型 31
3.4.1 氨氮與其他水質因數之間的關係 32
3.4.2 亞硝氮與其他水質因數之間的關係 33
3.4.3 硝氮與其他水質因數之間的關係 35
3.4.4 無機磷與其他水質因數之間的關係 35
3.4.5 葉綠素-a 與其他水質因數之間的關係 36
3.4.6 COD 與其他水質因數之間的關係 37
3.4.7 BOD5 與其他水質因數之間的關係 38
3.4.8 pH 值與其他水質因數之間的關係 39
3.4.9 水溫與其他水質因數之間的關係 40
3.5 小結 40

第4章 設施養殖水質評價模型
4.1 水質評價參數的確定 44
4.1.1 水質評價參數確定的依據 44
4.1.2 水質評價參數的選擇 44
4.2 設施養殖水質評價標準的確定 45
4.3 設施養殖水質單因數評價 46
4.3.1 單因數水質評價模型 46
4.3.2 單因數水質評價模型實例 46
4.4 設施養殖水質多因數評價 47
4.4.1 綜合污染指數評價模型 47
4.4.2 綜合污染指數評價模型實例 48
4.4.3 模糊綜合評價模型 50
4.4.4 模糊綜合評價模型實例 51
4.4.5 多元統計評價模型 59
4.4.6 多元統計評價模型實例 62
4.5 小結 81

第5章 設施養殖水質預測模型
5.1 人工神經網路用於養殖水質預測的可行性 84
5.2 BP 神經網路的建立 84
5.2.1 BP 神經網路的原理 84
5.2.2 BP 神經網路的結構 85
5.2.3 BP 演算法實現過程 86
5.2.4 BP 神經網路參數 87
5.3 設施養殖水質 BP 預測模型實例 90
5.3.1 BP 網路結構的確定 90
5.3.2 數據及預處理 92
5.3.3 網路訓練 95
5.3.4 網路模擬 108
5.4 小結 109

第6章 設施養殖水質預警模型
6.1 設施養殖水質預警的特點 112
6.2 設施養殖水質預警指標體系的建立 113
6.2.1 指標的選擇 113
6.2.2 指標的監測 113
6.2.3 預警警度的確定 113
6.3 設施養殖水質預警模型 114
6.3.1 單因數水質預警模型建立 114
6.3.2 單因數水質預警模型實例 114
6.3.3 基於多元回歸的單因數水質預警模型實例 115
6.4 設施養殖水質綜合預警模型 117
6.4.1 模糊綜合評價預警模型建立 117
6.4.2 模糊綜合評價預警模型實例 118
6.4.3 設施養殖水質狀態預警模型建立 119
6.4.4 設施養殖水質狀態預警模型實例 119
6.4.5 設施養殖水質趨勢預警模型建立 121
6.4.6 設施養殖水質趨勢預警模型實例 121
6.5 小結 123

第7章 設施養殖水質管理決策支援系統的構建與應用
7.1 設施養殖水質管理決策支援系統開發 126
7.2 設施養殖水質管理決策支援系統總體設計 126
7.2.1 系統設計方案選擇 126
7.2.2 系統框架結構 126
7.2.3 系統運行結構 127
7.3 設施養殖水質管理決策支援系統功能模組 128
7.3.1 水質監測資料和水質指標錄入 128
7.3.2 水質評價 128
7.3.3 水質預警 128
7.3.4 水質預警對策 129
7.4 設施養殖水質管理決策支援系統實現 130
7.4.1 系統主介面 130
7.4.2 資料錄入 130
7.4.3 功能實現 131
7.5 小結 132
參考文獻 133