城市供水水质异常检测方法探讨

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　　摘    要：供水系统是城市发展的重要部分，因此其发展水平成为衡量城市现代化水平高低的重要标志。本文主要以城市供水水质异常检测方法探讨为重点进行阐述，结合实际情况，探讨检测方法，旨在为城市供水水质提升提供参考。
　　关键词：城市供水;水质异常;水质检测;检测方法
　　1  引言
　　随着我国经济发展和人民生活水平的不断提高，城市居民对于饮水质量尤其是使用最为广泛的自来水质量有了更高的要求，大多数人们已不再满足于水量和水压的充足，而对于水的卫生安全性、口感以及清澈度等有了更高的要求，因此目前城市供水对于水质的要求也需要朝着这个方向发展。此外，根据城市的发展建设现状、气候特点、供水要求以及供水水源条件等因素，科学选择供水模式，从而给市民供给优质、安全的饮用水成为城市供水可持续发展的趋势。
　　2  我国城市供水现状
　　2.1  目前我国水源污染严重
　　据权威机构调查发现，目前我国城市供水水质安全状况仍然让人担忧。2010年，我国7大水系污染程度为轻度污染，在全国的408个地表水监测断面中，有近1/3低于Ⅴ类水质标准。全国重点监控的26个湖库中，有9个湖库的水质劣于Ⅴ类水质标准。检测发现，我国有将近20%的城镇水源污染物超标。因此，水源污染导致的安全事件时有发生，城镇水源环境监管需进一步加强。
　　2.2  目前我国饮用水资源严重短缺
　　虽然地球表面绝大多数被水覆盖，但可供人类饮用的淡水仅为0.26%。我国作为亚洲国家，水资源严重短缺且分布极不均匀，据探测估算，我国淡水资源总量为28000亿立方米，占全球淡水资源的6%，居世界第四位，但人均水资源占有量只有2200m3，全球排名121位，仅为世界平均水平的25%，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。目前，我国有15个省、区、市的人均水资源低于严重缺水边缘，有7个省、区的人均水资源量低于生存的起码要求（1000m3）。全国有一半以上的城市（333个）不同程度缺水，有108个城市属于特别缺水。随着我国城镇化建设步伐的加快，城市人口将越来越多，城市供水资源短缺越来越成为制约城市经济发展、影响城镇居民生活水平的重要因素。
　　2.3  城市供水系统研究现状
　　目前，随着供水技术的不断发展，城市供水模式已经被分为很多种分质供水形式。我国目前城市分质供水的形式主要有以下几种：对于水源水质优良的水，直接经过常规处理后会供居民生活饮用或用于工业生产;或者将优良水源水经过局部深度处理，净化为纯净水，然后经优质PVC管道将其供送至每个家庭，作为直接饮用水。有些地区由于水源水质较差，不能提供为饮用水，因此會将其经过简单净化处理，然后提供给工业使用，或者冷却水、杂用水等。对于城市污水，经过处理后，主要用于农业灌溉、工业生产以及生活杂用水等。对于工业或者企业在生产后产生的污水，要求工业或企业自行处理回用。
　　3  我国城市供水系统分类
　　3.1  集中处理，统一供应
　　这种方法需要更换陈旧和劣质的输水管材，安装质量优良的管材，从而建成一种管网搭配合理且规格高的系统，由于该系统拥有科学的管材及管网搭配，若没有人为的破坏和影响，不会引起水质的污染。此外，在水质控制上，还会在常规处理工艺后增加一项处理工艺，且增加的处理工艺属于深度处理工艺，这样处理后会使出厂水达到直接饮用水标准，然后可通过优质管网输送到用户。
　　3.2  集中处理，分质供水
　　此方法采用两套供水管网系统，一套为城市主体供水系统，另一套为非饮用供水系统。城市主体供水系统供应优质水，可直接饮用。非饮用供水系统是将低质水、回用水或海水应用于冲洗卫生洁具、道路洒水或者部分工业用水等。
　　3.3  小区分质供水
　　此方法是在住宅小区内安装净水处理设备，对优质水源水或已安装的自来水再次进行深度净化处理，主要为了进一步除去水中的矿物质或者其他有机污染物;同时，运用优质PVC管材，单独搭建一套送水管路，将深度净化处理好的水输送至用户，以直接饮用。由于该方法搭建设备省去了输水管网，价格低廉且实用，因此很多小区尤其是较为老旧的小区使用更多。
　　4  城市供水水质异常检测方法
　　4.1  在线水质参数检测类型，提升城市供水水质质量
　　针对城市化供水水质的检测，可以选取在线水质参数检测的方式，按照城市供水体系的以往水质检测信息，设置供水水质变动模型，将其视作水质起始的标准数值，同时把创建的水质变动模型以及供水实际水质情况加以对比，细致研究供水水质的异常性。在具体的实践中，在线水质异常检测可以机器算法、聚类算法或者统计算法，而激起算法重点是结合大量的检测信息，计算并且判断异常信息和正常信息，通过分类器给予多种未知检测的信息进行分类，涉及单类型的异常检测以及多类型的异常检测;聚类算法重点是结合不同种类把相似信息进行划分，按照信息对象的分类，权衡城市供水水质的异常程度;统计算法重点结合统计理论，创建城市供水水质归纳模型，将其充当供水水质正常化的依据，之后对比模型信息和实际水质信息，分析水质的异常性，并且计算两组或者两组的检测样本数据产生的方差以及平均数值，与事先做好的参数进行比较，在均值超过方差数值的情况下，可以了解到城市供水水质存在异常性。
　　4.2  RBF自由化神经网络检测类型，提升城市供水水质质量
　　RBF径向基函数核心包含输出层、输入层和隐含层三种，输入信息结合作用函数映射传递至隐含层，结合信息变动输出层作出反响，RBF自由化神经网络预测模型围绕城市供水水质检测体系中非线性动态化关系检测，存在一定的准确性。之后，专家分析查分进化算法以及运用实数编码手段，依据最初的水质信息构建起始种群，以选择操作和变量操作和交叉操作为基础，检验数据适应度。RBF自由化神经网络检测可以依据差分进化算法，以编码和起始化种群和选择函数，研究水质参数的实际适应程度，进而思考进化代数的科学性，按照变异操作思想转变成变异向量思想，最终确保操作种群的有效确定。需要注意的是，在使用此种方式检测水质异常情况的过程中，要明确温度、电导率以及溶解氧的含量，选择比较重要的参数，完成城市供水水质异常的检测目标。
　　4.3  目标函数模糊聚类算法检测类型，提升城市供水水质质量
　　依据城市化供水水质的异常现象，十分常见的水质检测方法为聚类算法，对应的目标函数模糊聚类算法检测类型涉及层次法、网络法和密度方法等，计算流程相对简单，可以在计算机软件体系的应用中完成。对于城市供水水质的实际检测流程，目标函数模糊聚类方式也是模糊C均值计算方法，核心是把水质信息聚类簇视作完整的一个模糊集合，结合城市供水的正常性，思考水质异常模式出现的几率，在检测城市供水水质异常信息与信息库中的异常信息相互一致的情况，可以判断城市水质出现异常。对于此种算法的实际使用，通过记录数值和记录时间形成的元素组合序列，要按照水质异常模式信息库类型处理相关流程，也就是总结聚类量、获取聚类模式、检测水质异常现象。最后对于供水水质异常模式信息的获取方面，要经过水质信息检测、更新聚类中心矩阵以及划分矩阵加以实现。
　　5  结束语
　　综上所述，分析城市供水水质异常检测方法具有十分重要的现实意义和价值，在新时代的城市发展背景下，大多数的城市存在相对严重的水资源，不仅影响到城市居民的身心健康，还会引起各种形式的社会层面问题。城市供水水质异常现象比较严峻，应该选取高效的检测方式，切合实际的对水质加以检测，确保城市地区用水的安全性。
　　参考文献：
　　[1] 贾瑞宝，孙韶华，逯南南等.城镇排水内分泌干扰物综合毒性效应的CALUX检测方法[J].中国给水排水，2018.
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