文档介绍：
天津城市污水总磷的超阈值分布研究
郑玉昕,王洪礼*
(天津大学管理与经济学部,天津 300071)
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摘要:采用天津市张贵庄系统的小王庄泵站近三年的总磷水质监测数据,分析了天津市总磷
水质的变化规律及概率分布类型。分析结果表明:总磷浓度呈现出下降趋势,说明污水处理
厂的进水水质总体有所好转。对具有厚尾分布特征的总磷指标进行了极值概率分析,得到了
拟合原始数据较好的 TP 浓度的 Pareto 型超阈值分布函数,并利用该函数计算得到概率为
90%时 TP 保证浓度。
关键词:城市污水;水质保证率;超阈值分布
中图分类号:
Peak Over Threshold Distribution of Total Phosphorus in
Tianjin Urban Polluted Water
ZHENG Yuxin, WANG Hongli
(School of management, Tianjin University, TianJin 300071)
Abstract: With the 3 years water quality monitoring data in Xiaowangzhuang pumping station
which belongs to the Tianjin sewage treatment system, the variation pattern of total phosphorus
and its distribution type was analyzed. Results showed that TP showed a downward trend,
indicated that the sewage treatment plant influent water quality improved in general during the 3
years. We used the probability of extreme value analysis to analyze the TP data, and found that the
Pareto-type threshold distribution function was fitted to the TP. Last the 90% guaranteed rate
value of TP was calculated based on its peak over distribution.
Keywords: Urban polluted water; Water quality assurance rate; Peak over threshold distribution
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0 引言
天津市地处海河、滦河流域下游,东临渤海湾,是环渤海地区的经济中心。近年来,天
津市,综合经济实力显著增强,城市建设和基础设施的建设
相应发展。在经济高速发展的同时,天津市水资源与水环境的状况却不容乐观。随着城市的
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发展、经济规模扩大和人口的增长,大量生活污水和工业废水的排放导致天津市主要河道和
近岸海域水环境状况不能达标[1]。城市污水的水质直接决定着污水处理厂水质处理技术的高
低,如果污水水质非常差,则为达到排放标准,污水处理厂就必须采用相应的深度处理工艺。
因此,对城市污水的水质变化规律进行分析,从而合理确定污水处理厂的水质处理水平,对
于污水处理厂的建设及运营成本均有意义[2-4]。
本文分析了天津市污水水质总磷的变化规律,并对具有厚尾分布特征的总磷指标进行了
极值概率分析,确定了污水处理厂的进水水质的总磷指标。
1 数据与方法
数据来源
本文采用的数据来自天津市张贵庄系统的小王庄泵站。小王庄泵站近三年的水质监测数
据见图 1 所示。
作者简介:郑玉昕,(1967-),男,高级工程师,主要从事评价与预测研究. E-mail: ******@tju.
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日期
(a) 原始数据散点图
日期
(b) 原始变化率
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(c) 剔除异常值后变化率
图 1 TP 变化趋势图
Fig. 1 Changing trend of TP
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极值分析方法
极值理论(Extrem Value Theory,EVT)的发展最早可以追溯到十八世纪的瑞士数学家
Nicolas Bernoulli(尼古拉·伯努利)。EVT 的中心思想是概率分布,即给出事件发生概率的数
学公式[5-6]。比如说,人的身高服