刘潭秋，王巧玲



基于ARIMA模型的湘江流域DO和 NH4+–N含量贝叶斯预测

刘潭秋1，王巧玲2

(1.长沙理工大学经济与管理学院，湖南长沙 410114；2.长沙环境保护职业技术学院，湖南长沙 410004)

为实时把控湘江流域水质的变化趋势，采用污染比较严重的湘江流域长沙段和益阳段水质指标溶解氧(DO)和氨氮(NH4+–N)含量的监测数据，用贝叶斯方法推断经典的ARIMA时间序列模型，并用马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)模拟方法对DO和NH4+–N含量进行贝叶斯预测。结果表明，该模型的贝叶斯预测能实现对湘江流域长沙段和益阳段水质指标DO和NH4+–N含量的精确点预测、区间预测和概率预测。

湘江流域；溶解氧(DO)；氨氮(NH4+–N)含量；贝叶斯预测；马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)模拟方法

湘江是湖南省重要的饮用水源地，其流域内集中了全省60%的人口，也承载了60%以上的污染，其中以重金属污染最为严重，非点源污染，特别是因现代农业生产(包括种植业和畜禽养殖业)引起的耗氧性有机物污染和氮、磷等植物营养物质浓度增高所导致的“富营养化”现象亦不容乐观[1–3]。地方政府除了限制和规范沿岸的工业、生活污水排放以及农业耕种、养殖业的发展外，还需实时把控流域水质的变化趋势，对流域相关水质指标进行实时、精确的预测，以便采取措施防患于未然，保证沿岸人们的生产、生活用水安全。

溶解氧(DO)是反映水体质量的重要指标之一，能够反映出水体受到耗氧性有机物污染的程度。氨氮(NH4+–N)含量是反映水体富营养化的重要指标之一。……