《河流水質(zhì)指標(biāo)伴生性分析及預(yù)測模型構(gòu)建與應(yīng)用——以太子河干流為例》基于太子河遼陽段近15年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)及相應(yīng)的Landsat 8衛(wèi)星OLI數(shù)據(jù)，采用主成分分析、小波分析、通徑分析和綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)等方法，分析了太子河遼陽段各水質(zhì)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)伴生性，評估了近15年太子河水質(zhì)綜合等級的變化規(guī)律，分析了影響水質(zhì)指標(biāo)的潛在社會、自然等影響因素。在此基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建MIKE21水動力-水質(zhì)耦合模型，闡明了太子河遼陽段主要污染指標(biāo)的衰減規(guī)律，為水質(zhì)指標(biāo)的精準(zhǔn)預(yù)測提供了重要依據(jù)；通過構(gòu)建基于機(jī)器學(xué)習(xí)的遙感反演模型，預(yù)測并分析了氨氮、總氮以及高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)的時空演變規(guī)律，為水質(zhì)等級的實時預(yù)判提供了新方法。兩者結(jié)合使用，可以提高河流水質(zhì)預(yù)測的時效性和準(zhǔn)確性，更好地指導(dǎo)水污染控制和管理。
　　《河流水質(zhì)指標(biāo)伴生性分析及預(yù)測模型構(gòu)建與應(yīng)用——以太子河干流為例》可供水利和環(huán)境相關(guān)部門的科研、管理及決策者參考使用，也可為大專院校師生提供參考。

　　本書針對河流水質(zhì)預(yù)測精準(zhǔn)度有限和時效性低的問題，結(jié)合地方服務(wù)項目“河流水質(zhì)指標(biāo)伴生性分析及模型構(gòu)建與應(yīng)用”（H2021356）、中國博士后科學(xué)基金面上項目“生物炭負(fù)載納米鎂鹽對富營養(yǎng)水中氮磷在AWD稻田的協(xié)同再利用研究”（2021M693863）、遼寧省世界銀行貸款項目“可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)項目成果監(jiān)測與評價”（H2021449），以及國家自然科學(xué)基金（52009078）與遼寧省自然基金指導(dǎo)計劃（2019-ZD-0705）等，研究河流主要污染指標(biāo)的關(guān)聯(lián)伴生性及預(yù)測模型的構(gòu)建與應(yīng)用。
　　遼寧省太子河是遼河水系重要的支流之一，其水質(zhì)安全問題關(guān)系到遼寧省南部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和人民健康。21世紀(jì)第1個10年，太子河流域水質(zhì)污染問題日趨突出。太子河經(jīng)重工業(yè)城市本溪市流入遼陽市境內(nèi)，因上游帶來大量的無機(jī)鹽、有機(jī)物、重金屬等污染物，且太子河遼陽段又有許多煤炭開采業(yè)、金屬礦采選業(yè)、化工廠等重污染企業(yè)分布在沿岸，周邊還有大量居民居住，導(dǎo)致工農(nóng)業(yè)、生活污水直接排入水體中，造成河流生物多樣性低、河岸帶植被稀少、水質(zhì)長期不達(dá)標(biāo)、河勢不穩(wěn)、主河道游蕩等問題。近年來，按照“截污控源，內(nèi)源治理，原位修復(fù)，水質(zhì)凈化，生態(tài)修復(fù)，立體管控”六大原則，太子河流域大力實施截污、控污、清污、減污、治污工程，通過標(biāo)本兼治、源頭治理，水環(huán)境質(zhì)量得到一定改善。2020年，在進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測的太子河遼寧省地表水?dāng)嗝嬷�，年均水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的斷面比例為74.4%，與2019年相比，優(yōu)良斷面同比上升11.6個百分點；劣Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)的斷面比例為0，比2019年下降5.8個百分點，水質(zhì)總體改善明顯，呈輕度污染。因此，太子河流域水質(zhì)研究重點導(dǎo)向從“治理為主”轉(zhuǎn)為“監(jiān)控為主、治理為輔”。
　　遙感技術(shù)可以覆蓋大范圍的水域，MIKE21技術(shù)則可以細(xì)致地模擬水體的動態(tài)變化，兩者結(jié)合可以更全面、更精確地監(jiān)測水質(zhì)，及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)問題。傳統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)測方式需要人力物力較多，而遙感技術(shù)和MIKE21技術(shù)可以實現(xiàn)自動化監(jiān)測，節(jié)省了大量的時間和成本，并且可以實現(xiàn)24h不間斷監(jiān)測。由于遙感技術(shù)和MIKE21技術(shù)可以實現(xiàn)實時監(jiān)測、預(yù)警和預(yù)測，可以及時做出反應(yīng)，快速采取措施，避免水質(zhì)問題擴(kuò)大影響。根據(jù)以上研究思路，首先探明了近15年太子河遼陽段主要污染指標(biāo)的時空分布規(guī)律，并剖析了主要水質(zhì)污染指標(biāo)的關(guān)聯(lián)伴生性及周期性、水質(zhì)綜合等級演變和相關(guān)影響因素。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于MIKE21的水動力-水質(zhì)模型和基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的全氮、氨氮與高錳酸鹽指數(shù)遙感反演模型，提出了主要水質(zhì)污染指標(biāo)的衰減規(guī)律，并對模型進(jìn)行應(yīng)用，預(yù)測了近年來各水質(zhì)指標(biāo)的空間分布特征。最后，根據(jù)太子河水質(zhì)的時空分布規(guī)律、社會與自然等影響因素、水質(zhì)指標(biāo)伴生性問題以及模型預(yù)測結(jié)果，提出了相應(yīng)的指導(dǎo)建議�；�于遙感和MIKE21協(xié)同監(jiān)測水質(zhì)的技術(shù)可以提高河流水質(zhì)預(yù)測的時效性和準(zhǔn)確性，更好地指導(dǎo)水