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水资源作为基础性的自然资源,是一切生物生存繁衍的必需物质基础,作为生态环境的控制性要素,更是人类文明发展不可缺少的自然资源。因此对水环境质量现状进行合理、科学地综合评价对于合理利用水资源、控制水体污染、减少误用水源而造成的生命财产损失具有十分重要的意义。水质综合评价是根据水的不同用途、水质评价标准,运用评价方法,对水资源的质量状况进行定性或定量的评定和分级。水质综合评价是进行水资源评价的重要内容,为水资源的开发、利用和保护提供重要依据。水质评价方法最初有单一污染指数法和多项污染指数法,随着计算机和数学的发展,更多的数学模型和方法得到了广泛应用,水质评价的方法得到了进一步的扩展,由于水体本身多元而复杂,影响水质的因素众多,规律各不相同,这些给水质评价带来很多不确定性和模糊性。目前为止没有一种方法是被广泛接受和使用的,关于水质监测中的水质综合评价模型一直在不断的开发、改进与发展中。“分类算法”是一种有监督的学习,通过对己知类别训练集的分析,从中发现分类规则,以此预测新数据的类别。本论文以“分类算法”为理论基础,通过试验分类算法中的不同算法对水质综合评价的准确性,最终采取分类算法中的K-star算法作为水质综合评价的基础数学模型,结合多参数分析仪所检测的五参数(温度、电导率、pH、氧化还原电位、溶解氧)数据特点在原有K-star算法的基础上对其进行改进,降低了算法的复杂度,提高了分类的效率。由于人口膨胀与社会经济的迅猛发展,突发性的水污染事件时有发生,从我国环境统计的现状来看,很多突发性水污染事件状况是事后的统计资料,缺乏超前的信息支持,而事中或事后的统计监督,难以在环境变化的警情发生之前有效、及时地予以警告,水质预警是指在一定时间、空间范围内对某水域的水质状况进行分析、评价,在对该水域的水质进行长期监测的基础上,结合环境和人为因素的影响,运用水质预测模型对水质进行预测,在有水质恶化的可能时,需要提前预警并作出相应的防范对策。本论文在建立的新型水质综合评价方法的基础上,以积累的对相关河流长期的监测数据为依据,建立相关河流的水质预警系统。本文选取的五个水体污染指标具有相关度不高,最可代表水质质量的特点,其易于检测、可实现仪器一体化,与具有网络技术的环境检测仪器联用,可对建立在不同地点、不同断面层对不同水体(天然水体、城市生活污水和工业废水等)做实时、在线跟踪检测,为预防和处置突发性,灾害性事故发生,提供及时、有效的信息和技术服务和解决方案。论文分为四章：第一章：绪论水质综合评价在水环境监测中具有十分重要的作用,在此基础上建立的水质综合预警系统则有望在水质变化的警情发生之前有效、及时地予以警告,减少生命和财产损失。由于天然水体本身的复杂多变性,水质综合评价法有一定的主观倾向,目前为止没有绝对客观、统一、标准的水质综合评价法。本章通过对水质综合评价法的介绍、归纳和总结,详细说明了本论文所研究课题的理论基础和选题依据。最后阐述了本论文的目的意义及创新之处。第二章：水体五参数与水体质量间对应关系的研究天然水体所含成分较复杂,各成分对水质的影响不同。为了探讨水体中不同物质对水体五参数值(温度、电导率、pH、氧化还原电位、溶解氧)的影响,本章测定了大量不同标准水质水体样本的五参数数据,通过五参数值随物质浓度变化趋势发现五个水质参数对各个污染物都有不同程度的响应,五参数与污染物浓度对数间关系的数学表达式也各部相同,因此可知用简单的线性方式、多元方程、指数及对数等普通的数学模式表征水体五参数与水体质量之间的定量关系很难,必须采用模糊数学的方式来表征水体五参数与水体质量之间的定量关系。第三章：新型水质综合评价法的建立建立水质综合评价法的关键是数学模型的建立。本论文采取的K-star模型属于“分类算法”中的一种。首先合成大量的模拟天然水体水样,测定其五参数值,得到一个含大量样本容量的五参数数据库,即为训练数据集。分类算法种类繁多,本章以训练数据集为基础,将常见的分类算法逐个试验,通过相关参数、超标实验、稀释实验、对标液预测准确率等实验选出对水质评价结果准确度最高的K-star模型作为最终的数学模型,并将K-star模型进行改进,降低其运算复杂度,提高运算效率。对不同的天然水体的评价结果显示该模型的评价准确度较高。第四章：水质综合预警系统的建立水质预警系统能够在水质恶化之前预报不正常水质状况的时空范围和危害程度,据此给出各种警戒信息及相应的综合性对策,除此之外,在遇到突发性事件时快速得出污染物的种类、浓度、污染范围和可能的危害、通过五参数警示污染物存在可能性也是预警系统中的一项十分重要的工作。水质综合预警系统需要积累长期监测数据,本论文以华东师范大学校园内的樱桃河及黄浦江滨江公园段为建立预警系统的对象,从2012年10月至2014年1月总共长达1年多的时间内监测这两条河流的水质变化情况,在大量数据基础上,运用控制图中的x-控制图来绘制樱桃河及黄浦江滨江公园段两条河流的水质预警图。对于警示污染物的确定,本论文从近年来国内突发性水质污染事件中出现频率较高的污染物着手,逐一试验这些污染物随着浓度变化其五参数值的变化范围,最终挑选出通过五参数警示该污染物存在可能性最大的污染物。