Диссертация (1173069), страница 14
Текст из файла (страница 14)
коэффициенты bi совместно значимы).3.3.3.4 Зависимость суммарной концентрации ТГМ от дозы хлора,мутности, цветности и окисляемости (ИВ2)Водозабор ИВ2. В качестве зависимой переменной принята суммарнаяконцентрация ТГМ в питьевой воде, независимыми переменными служилиследующие: доза хлора (мг/дм3); мутность воды в реке (мг/дм3); цветностьводы в реке (0Ц); окисляемость воды в реке (мг/дм3).СуммарнаяконцентрациякомпонентовТГМслабосвязанасвыбранными независимыми параметрами, о чем свидетельствует низкоезначение коэффициента корреляции (табл.39).Таблица 39 - Коэффициенты парной корреляции/наблюдаемые значения tстатистики для ТГМ, ДСl, М, Ц, О (водозабор ИВ2)ПоказательДСlМЦОТГМ0,22/3,34-0,09/1,280,007/0,10,129/1,9191Полученныезависимымизначенияпараметрамимеждуt-статистикиуказываютнанезависимымистатистическуюизначимостькоэффициентов корреляции.
Отсутствие мультиколлениарности факторовдоказывают значения парных коэффициентов корреляции менее 0,7.Ниже представлены результаты расчета коэффициентов частнойкорреляции с учетом всех возможных комбинаций зависимой и независимыхпеременных (табл.40).Таблица 40 – Коэффициенты частной корреляции между параметрами ТГМ,ДСl, М, Ц, О (ИВ2)Комбинация переменныхrухjrхi xjrухiСила связиуxixjТГМДСlМ0,223-0,087-0,119слабаяТГМДСlЦ0,2230,007-0,133слабаяТГМДСlО0,2230,1300,124слабаяТГММДСl-0,0870,223-0,119слабаяТГММЦ-0,0870,0070,603слабаяТГММО-0,0870,130,564слабаяТГМЦДСl0,0070,223-0,133слабаяТГМЦМ0,007-0,0870,603слабаяТГМЦО0,0070,1300,612слабаяТГМОДСl0,1300,2230,124слабаяТГМОМ0,130-0,0870,564слабаяТГМОЦ0,1300,0070,612слабаяПолученные частные коэффициенты корреляции свидетельствуют ослабой силе связи между исследуемыми параметрами и суммарнойконцентрацией компонентов ТГМ.В результате расчетов получено уравнение множественной регрессии:ТГМ = -0,68 + 10,46 ДСl - 0,11 М + 0,85 ОyТГМt-статистика(tкр = 1,65)b0ДClМ-0,68 10,46 -0,110,292,53(19)ЦОR2FSA,%н/з0,850,086,335,747,02,282,5992Доза хлора и окисляемость, согласно уравнению, увеличиваютзначение суммарной концентрации ТГМ, в то время как мутность егоснижает.
Цветность является незначимым фактором.В рассматриваемом случае коэффициент множественной корреляцииснизился практически в 2 раза по сравнению с предыдущим анализом (см.п. 3.3.3.3) и равен 0,288, что свидетельствует о несущественном влияниирассматриваемых параметров на суммарную концентрацию ТГМ.Низкоезначениекоэффициентадетерминациирегрессионногоуравнения равен R2 = 0,08 указывает на неудовлетворительное описаниеизменения поведения кривой суммарной концентрации ТГМ в зависимостиот изменения параметров (дозы хлора, мутности, цветности, окисляемости).Средняяошибкааппроксимацииприиспользованииполученногорегрессионного уравнения составляет 47,0%.С помощью критерия Фишера установлена статистическая значимостькоэффициента детерминации и статистическая надежность уравнениярегрессии (т.е.
коэффициенты bi совместно значимы).3.3.3.5 Зависимость суммарной концентрации ТГМ(Cl) от дозыхлора, мутности, цветности и окисляемости (ИВ2)ВодозаборИВ2.Представляетсяинтереснымпоискуравнениязависимости не только истинной суммарной концентрации ТГМ отпоказателейкачестваводы,ноисуммарнойконцентрацииТГМ,рассчитанной по молекулярному хлору.Зависимой переменной выступает суммарная концентрация ТГМ(Cl) впитьевой воде, независимыми переменными служили следующие: доза хлора(мг/дм3); мутность воды в реке (мг/дм3); цветность воды в реке (0Ц);окисляемость воды в реке (мг/дм3).Анализ коэффициентов парной корреляции показывает низкую силусвязи между временными рядами показателей качества воды и суммарнойконцентрацией ТГМ(Cl) (табл.41).93Таблица 41 - Коэффициенты парной корреляции/наблюдаемые значенияt-статистики для ТГМ(Cl), ДСl, М, Ц, О (водозабор ИВ2)ПоказателиТГМ(Cl)ДСl0,17/2,55ПолученныезависимымиМ-0,12/1,72Ц0,02/0,027О0,17/2,53значенияпараметрамиt-статистикиуказываютнамеждунезависимымистатистическуюизначимостькоэффициентов корреляции.
Об отсутствии мультиколлениарности факторовсвидетельствуют значения парных коэффициентов корреляции менее 0,7.Ниже представлены результаты расчета коэффициентов частнойкорреляции с учетом всех возможных комбинаций зависимой и независимыхпеременных (табл.42).Таблица 42 – Коэффициенты частной корреляции между параметрамиТГМ(Cl), ДСl, М, Ц, О (ИВ2)Комбинация переменныхrухjrхi xjrухiСила связиуxixjТГМ(Сl)ДСlМ0,172-0,117-0,119слабаяТГМ(Сl)ДСlЦ0,172-0,002-0,133слабаяТГМ(Сl)ДСlО0,1720,170,124слабаяТГМ(Сl)МДСl-0,1170,172-0,119слабаяТГМ(Сl)МЦ-0,117-0,0020,603слабаяТГМ(Сl)МО-0,1170,170,564слабаяТГМ(Сl)ЦДСl0,0020,172-0,133слабаяТГМ(Сl)ЦМ0,002-0,1170,603слабаяТГМ(Сl)ЦО0,0020,170,612слабаяТГМ(Сl)ОДСl0,170,1720,124слабаяТГМ(Сl)ОМ0,17-0,1170,564слабаяТГМ(Сl)ОЦ0,170,0020,612слабаяПолученныезначениячастныхкоэффициентовкорреляциисвидетельствуют о слабой силе связи между исследуемыми параметрами иТГМ(Cl) (табл.42).94В результате расчетов получено уравнение множественной регрессии:ТГМ(Cl) = 0,84 + 4,36 ДСl - 0,13 М + 0,97 Оb0ДClМЦОR2FSA,%0,844,36-0,13н/з0,970,1011,34,251,44,372,17-3,96yТГМ(Cl)t-статистика(tкр = 1,65)(20)4,39В рассматриваемом случае коэффициент множественной корреляцииравен 0,32, коэффициент R2 = 0,10.
Средняя ошибка аппроксимации сиспользованием уравнения регрессии составляет 51,4%. По критериюФишера выявлена статистическая значимость коэффициента детерминации истатистическаянадежностьуравнениярегрессии(т.е.коэффициентыbi совместно значимы).3.3.3.6 Зависимость дозы хлора от мутности, цветности иокисляемости (ИВ2)Водозабор ИВ2.
Приведенные выше результаты показывают, чтопрогнозирование содержания ТГМ и компонентов на основе параметров,характеризующихкачествозатруднительным.Висходнойопубликованныхводы(М,данныхиЦ,поО),являетсярезультатам,приведенным в данной работе, можно считать, что в первую очередь наконцентрацию ТГМ и компонентов оказывает влияние доза хлора. Так,например, в уравнениях (17) и (18) основной вклад в концентрацию ТХМ иТГМ вносит именно доза хлора. Поэтому представляется целесообразнымпроанализировать зависимость дозы хлора от параметров качества воды. Вэтом случае можно предположить возможность с помощью правильноговыбора дозы хлора управлять качеством питьевой воды в отношениисодержания ТГМ и компонентов.Таким образом, в качестве зависимой переменной выбрана доза хлора,независимые переменные - это мутность воды в реке (мг/дм3); цветность95воды в реке (0Ц); окисляемость воды в реке (мг/дм3).Анализ корреляционной матрицы показывает слабую силу связи междувременными рядами показателей качества воды и дозой хлора (табл.43).Полученныезависимымизначенияпараметрамиt-статистикиуказываютнамеждунезависимымистатистическуюизначимостькоэффициентов корреляции.
Об отсутствии мультиколлениарности факторовсвидетельствуют значения парных коэффициентов корреляции менее 0,7.Таблица 43 - Коэффициенты парной корреляции/наблюдаемые значенияt-статистики для ДСl, М, Ц, ОПоказателиДСlДСlМ-0,12/1,76Ц-0,133/1,97О0,124/1,83Ниже представлены результаты расчета коэффициентов частнойкорреляции с учетом всех возможных комбинаций зависимой и независимыхпеременных (табл.44).Таблица 44– Коэффициенты частной корреляции между параметрами ДСl, М,Ц, О (ИВ2)Комбинация переменныхrухjrхi xjrухiСила связиуxixjДСlМЦ-0,119-0,1330,603слабаяДСlМО-0,119-0,1240,564слабаяДСlЦМ-0,133-0,1190,603слабаяДСlЦО-0,1330,1240,612слабаяДСlОМ0,124-0,1190,564слабаяДСlОЦ0,124-0,1330,612слабаяМЦО0,603-0,5640,612слабаяМОЦ0,5640,6030,612слабаяЦОМ0,6120,6030,564слабая96Значения частных коэффициентов корреляции свидетельствуют ослабой связи между исследуемыми параметрами и дозой вводимого дляобеззараживания хлора.В результате расчетов получено уравнение множественной регрессии:yДClt-статистика(tкр = 1,65)ДСl = 0,52- 0,002 М - 0,002 Ц + 0,023 Оb0МЦОR2F0,52 -0,002 -0,002 0,023 0,118,333,522,122,90(21)A,%14,0S0,14,51В рассматриваемом случае коэффициент множественной корреляцииравен0,32,коэффициентдетерминации-0,11,средняяошибкааппроксимации с использованием уравнения регрессии составила 14,0 %.С помощью критерия Фишера выявлена статистическая значимостькоэффициента детерминации и статистическая надежность уравнениярегрессии (т.е.
коэффициенты bi совместно значимы).Сводная таблица полученных результатов показывает, что наименьшаяошибка аппроксимация наблюдается в случае, когда в роли зависимогопараметра выступает доза вводимого для обеззараживания хлора, анезависимыми параметрами являются мутность, цветность и окисляемостьводы в реке (табл.45).Таблица 45 – Основные результаты корреляционно-регрессионного анализамежду параметрами ТХМ, ТГМ, ТГМ(Cl), ДСl, М, Ц, О (ИВ2)УравнениеR2FSА,%ТХМ = -0,90 + 7,11 ДСl - 0,10 М + 0,03 Ц + 0,56 О0,2518,02,248,9ТГМ = -0,68 + 10,46 ДСl - 0,11 М + 0,85 О0,086,35,747,0ТГМ(Cl) = 0,84 + 4,36 ДСl -0,13 М + 0,97 О0,105,36,250,1ДСl = 0,52-0,002 М -0,002 Ц + 0,023 О0,118,30,114,097С другой стороны, коэффициент детерминации в 2,6 раз выше, когдазависимым параметром является концентрация ТХМ, а независимыми – дозахлора, мутность, цветности и окисляемость.3.3.3.7 Прогнозирование ТГМ на основе учета обобщенныхпоказателей качества воды и расхода воды (ИВ2)Водозабор ИВ2.
На территории Республики Башкортостан сток рекизарегулирован Павловским водохранилищем. Водохранилища оказываютзначительное влияние на водный режим рек, а значит и на качественныйсостав воды в реке. В свою очередь, качество питьевой воды существеннозависит от расхода и качества речной воды.Вышеизложенноеслужитоснованиемдляпроведенияпоискауравнений, связывающих рассмотренные ранее зависимые параметры (ТХМ,ТГМ, ТГМ(Cl), ДСl) от независимых (М, Ц, О), включая параметр Q (расходводы на Павловском водохранилище).
Исходными служили данные поуказанным параметрам за 2011-2014 гг.Сравнительныйанализхарактеристикполученныхуравненийпоказывает, что на водозаборе ИВ2 введение параметра Q в регрессионноеуравнение увеличило значение ошибки аппроксимации и снизило значениекоэффициента детерминации (табл.46).Таблица 46 – Основные результаты корреляционно-регрессионного анализамежду параметрами ТХМ, ТГМ, ТГМ(Cl), ДСl, М, Ц, О, Q (ИВ2)УравнениеR2FS А,%ТХМ = -20,21 + 30,10 ДСl – 0,80 М – 0,41 Ц + 3,12 О + 0,03 QТГМ = -27,43 + 41,99 ДСl – 0,96 М – 0,56 Ц + 3,98 О + 0,03 QТГМ(Cl) = 23,09 – 33,26 ДСl – 0,36 М + 0,07 Ц + 2,43 О – 0,005 QДСl = 0,57 - 0,005 М – 0,002 Ц + 0,03 О + 0,000012 Q0,220,200,130,2222,08,76,212,310,27,78,25,175,463,549,95,73Наоборот, если в качестве зависимого параметра выступает ДСl,введение в регрессионное уравнение параметра Q увеличивает значениекоэффициента детерминации и снижает ошибку прогноза (табл.46).98Вцелом,полученныеуравнениясвидетельствуютонецелесообразности введения в уравнения в качестве дополнительногопараметра расход воды на Павловском водохранилище, поскольку этопрактически не улучшает качество уравнения.3.3.3.8 Прогнозирование содержания ТГМ на основе среднихмесячных значений обобщенных показателей качества воды (ИВ2)Водозабор ИВ2.
Представляется интересным поиск модели длядолгосрочногопрогнозированияТХМ,суммарнойконцентрациикомпонентов ТГМ, суммарной концентрации ТГМ(Cl) и дозы хлора.В качестве исходных служили данные аналитического контроляуказанных показателей (1997-2016 гг.), рассчитанные как средние за каждыйиз месяцев в году. Так, измерение содержания ТХМ в питьевой водепроводят один раз в месяц, т.е. в году наблюдается 12 измерений.Среднемноголетние значения рассчитываются как сумма концентрацийхлороформа за январь, февраль, март и т.д., деленная на 20 (число лет ванализируемом периоде).В отличие от ТХМ, мутность воды измеряется ежедневно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
