长与人口减少的影响，不考虑人口增长率 与人口减少率的变动情况，那么嫩江县人口的数量应为下式：
[0063] POP(t) = POP(t~l)+increase+Decrease
[0064] 式中，POP (t)为t年时嫩江县人口，POP (t-1)为嫩江县t-1年时的人口；
[0065] Increase为嫩江县从t-Ι年到t年的人口增加量
[0066] Decrease为嫩江县从t-Ι年到t年的人口减少量。
[0067] 而不考虑嫩江县城镇化率年际变动情况的前提下，嫩江县非农业人口数量可由下 式表达：
[0068] UP = POPXUR
[0069] 式中，UP为嫩江县第t年的非农业人口数量
[0070] UR为嫩江县第t年的城镇化率。
[0071 ] 而农业人口与非农业人口的日排污系数不同，当已知非农业人口数量与非农业人 口污染物排放系数的情况下，可以计算嫩江县生活污水排放过程中排放的污染物量，同时 根据生活污水排放如何系数以及嫩江县污水厂排污量占嫩江县排污总量的比例，可以核算 出嫩江县污水厂排污量，系统动力学模型如图2所示。
[0072] 嫩江县生活污水排放入河量的计算公式可以依据下式进行计算：
[0073] PSLCODNJ = PSLCOD X PSLC0DCR
[0074] PSLCOD = UP X CODpUP X SPDR
[0075] 式中，PSLCODNJ为嫩江县生活污水排放入河COD量；PSLC0DCR为生活点源COD排 放入河系数；CODpUP为每年单位非农业人口排放COD的量；STOR为嫩江县污水处理厂排放 量占嫩江县排放总量的比例；UP为嫩江县第t年的非农业人口数量；
[0076] 而点源排放除生活污水之外，工业生产废水的产生的污染量是点源排放的另一大 来源，模型中本实施例采用万元工业增加值与单位工业增加值污染物排放量为主要的指 标。其中工业增加值的系统动力学模型为如图3所示。
[0077] 由图3所示，嫩江县工业增加值变化受到嫩江县工业增加值增长的影响，当增长 量为正时，其总量上升，反之总量下降，由公式表示为下式：
[0078] I⑶P (t) = I⑶P (t-1)+1 ⑶PI ⑴
[0079] I⑶PI (t) = I⑶P (t-1) X I⑶PR
[0080] 式中，I⑶P (t)为嫩江县第t年的工业增加值量；I⑶P (t-Ι)为嫩江县第t-Ι年的 工业增加值量；I⑶PI (t)为第t年嫩江县工业增加值增长量；I⑶PR为嫩江县工业增加值 增长率。
[0081] 由图4可以知道嫩江县工业点源排放的COD量受到嫩江县工业增加值，嫩江县万 元工业增加值污染物排放量，喇叭河排污口排放量占嫩江县工业点源排放量的比值，以及 工业点源排放入河系数影响，计算公式如下：
[0082] PSICODNJ = PSI COD X PSICODCR
[0083] PSICOD = I⑶P X CODpI⑶P X ICODDR
[0084] 式中，PSICODNJ为嫩江喇叭河排污口 COD入河量；PSICOD为嫩江县喇叭河排污口 排放量；PSIC0DCR为工业点源COD排放入河系数；CODpI⑶P为万元工业增加值COD排放量； ICODDR为喇叭河排污口排放COD占嫩江县工业点源排放COD比例。
[0085] 按照以上模型与方法可以计算出氨氮、总磷与总氮的沿江排放量。
[0086] (2)非点源污染
[0087] 非点源污染主要来自于降水产生的地表径流冲刷，受到研究区的地表覆盖影响较 为明显，因此建立模型时本实施例主要考虑不同土地利用类型以及不同土地利用类型的污 染物输出系数。此处需要注意的是社会经济发展对土地利用变化的影响时存在的，但是由 于本实施例模型的时间与空间尺度较小，而土地利用类型的变化往往是大空间尺度长时间 跨度下才能显现的过程，因此在本模型中，土地利用变化情况被认为是恒定的。
[0088] 根据图5, COD的非点源排放以农田包括农田、水田，林地，草地，城镇建设用地以 及荒地为主，其中农田包括了输出系数以及由于施用化肥的用量以及化肥中污染物的含量 比例，因此其非点源排放可以根据以下公式计算。
[0089] NPSCODE = NPSCOD X NPSC0DC
[0090] NPSCOD = CODDL+CODFL+TreeL X CODpTc+GrassL X CODpGC+UncoverL X C0DpUCC+U rbanLXCODpUC
[0091] CODDL = DLA X CODpDLC+DLA X FUS X FUScr
[0092] CODFL = FLA X CODpFLC+FLA X FUS X FUScrF
[0093] 式中，NPSCODE为非点源COD排放入河量；NPSCOD为非点源COD产生了；NPSC0DC 为非点源污染排放入河系数；CODFL为水田产生COD量；TreeL为研究区林地面积；CODpTC 为林地COD输出系数；GrassL为研究区草地面积：CODpGC为草地COD输出系数；UncoverL 为研究区荒地面积；CODpUCC为荒地COD输出系数；UrbanL为研究区建成区面积；⑶PpUC为 建设用地COD输出系数；DLA为研究区旱田面积；CODpDLC为旱田输出系数；FUS为研究区内 单位耕地化肥施用量；FUScr为研究区旱田化肥效率；FLA为研究区水田面积；CODpFLC为 水田输出系数；FUScr为研究区水田化肥效率。
[0094] 氨氮、总磷、总氮的非点源排放的模型、公式与COD污染的情况类似，因此按照以 上的模型结构与公式可以模拟氨氮、总氮与总磷的排放。
[0095] (3)上游来水与上游支流汇入
[0096] 尼尔基水库的来水来自上游石灰窑断面的来水与上游支流的来水以及干流区域 的非点源汇入，通过之前的TP、TN污染来源分析，可以了解到，主要污染来源为下游甘河汇 入、上游来水以及非点源汇入。因此本实施例以上游来水水质以及甘河汇入、沿江排放、非 点源汇入为主要污染物来源构建模型，如图6所示。
[0097] 根据图6中的模型结构，本实施例可以由上游来水水质与流量根据质量及水量平 衡计算出到嫩江县排污口的水质，并有排污口的排放量以及排放污水量按照一维水质公式 计算出到甘河汇入处的水质，并按照甘河汇入水质以及甘河流量继续推算出到尼尔基库末 的污染物量，并与非点源排放的污染物的量相结合，根据尼尔基水库的库容计算出尼尔基 水库中的污染物含量。并可以按照下式计算。
[0104] 式中，CODPW为嫩江县排污口处的COD浓度；CODUT为上游来水浓度；QUT为上游 来水流量；PSLC0DNJ为嫩江县污水厂排污口排放浓度；NJLQ为嫩江县污水厂污水排放量； PSIC0DNJ为嫩江县喇叭河排污口排放浓度；NJIQ为嫩江县喇叭河排污口排放量；CODGH 为甘河汇入处的COD浓度；Kl为上游来水断面到排污口之间河段的COD降解系数；Ll为 上游来水断面到排污口之间河段的河长；Vl为上游来水断面到排污口之间河段的流速； C0DGHHUI为甘河汇入点处COD浓度；QUTT为上游来水汇合嫩江县排污污水量；CODLJT为甘 河COD浓度；QLJT为甘河流量；endPSCOD为尼尔基库末COD点源浓度；k2为甘河汇入点到 尼尔基库末之间河段的COD降解系数；12为甘河汇入点到尼尔基库末之间河段的河长；v2 为甘河汇入点到尼尔基库末之间河段的流速。
[0105] 氨氮、总磷、总氮的水质模拟的模型、公式与COD污染的情况类似，因此按照以上 的模型结构与公式可以模拟氨氮、总氮与总磷的水质状况。
[0106] (4)特征污染物的模拟
[0107] 由于上游来水、甘河汇入、排污口的监测数据中并没有特征污染物的数据，因此在 模型模拟中无法考虑这部分特征污染物的研究，因此特征污染物的来源本研究中考虑为水 田、旱田农药施用的残留与排放。模型如图7所示。
[0108] NPCE = NPC X NPCC
[0109] NPC = DLA X CUS X CUSr+FLA X CUS X CUSrF
[0110] 式中，NPCE为特征污染物排放量；NPC为特征污染物产生量；NPCC为特征污染物排 放入河系数；⑶S为农药每亩农田的施用量；⑶Sr为旱田农药残留系数；⑶SrF为水田农药 残留系数。
[0111] 通过以上公式计算特征污染物的排放量，同时由于特征污染物较难以降解，因此 在污染物排放过程中不考虑其降解情况。
[0112] (二）基于贝叶斯网络的上游水质与下游水质关系模型
[0113] 从以上的研究可以看出，受到水系分布的影响，以及尼尔基水库的生态风险诱因 隐形，尼尔基库区水生态风险存在两方面的影响因素，其一为空间影响，其二为水质影响， 其中空间影响从水质分析部分的空间分布中可以看到，主要受到四个方面的影响，分别是 上游支流、上游来水、地表覆盖、以及沿江排污影响，而水质影响主要来自水生态风险评价 体系，主要受到常规检测项目CODCr，B0D5, TP，氨氮，以及有毒物与重金属的影响，对比尼 尔基水库水生态风险评价指标体系，可以看到缺少了一部分指标，这里主要是由于采样指 标不同造成的影响，例如上游流域没有对总氮进行监测，而在尼尔基水库中则对总氮进行 了监测，为了使二者便于组成网络，去掉了总氮元素，另外一部分是样本中多次监测均为超 标，这种情况下，是无法组成相应的贝叶斯网络的。基于以上原因本实施例构建了如图8所 示的水生态风险预警模型。
[0114] 由图8所示，尼尔基库末水质主要受到4个空间因素的6个水质指标影响，例如， 已知甘河柳家屯断面COD水质为III类，而上游干流石灰窑断面COD水质为IV类，嫩江浮 桥COD水质为IV类，嫩江县排放为III类，可由贝叶斯网络推断尼尔基库末COD水质分别 为五类水质的概率，那么在4个空间因素的7个水质指标都明确的情况下，是可以借由以上 模型推断出尼尔基水库库末的最大概率水生态风险等级，从而实现水生态风险预警。
[0115] 同时，当本实施例一直监测尼尔基库末水质状况时，可以实现对空间因素的溯源， 举例而言，若尼尔基库末断面，监测到COD水质类别为IV类，那么可以依据以上贝叶斯模型 推断出四个空间排污点中哪个对尼尔基库末影响最大，从而实现水生态风险诊断。
[0116] 1、数据
[0117] 按照贝叶斯概率公式可以计算任意两个断面之间的关系，假设任意断面之间的水 质状况为互相独立事件，即下游水质状况的概率分布状况不受上游水质状况影响，这种假 设是出于监测数据质量的考虑，即由于不同断面水质的采样时间、采样频率不同，无法计算 其条件概率。因此为保证贝叶斯网络模型的准确性与易用性，本实施例在上游断面中挑选 采样时间较为接近，采样频率较为一致的断面。并综合考虑了对尼尔基水库水质有较为明 显影响的断面，构成贝叶斯网络模型的节点，按照尼尔基水库上游到下游水质影响的情况， 干流上游断面依次为石灰窑断面，嫩江浮桥断面，嫩江排污口断面，繁荣新村断面，支流上 为柳家屯断面，其他支流断面的采样频率与其他断面存在较大的差异，因此不可用于模型。
[0118] 针对尼尔基水库上游五个点位：尼尔基库末（繁荣新村断面）、甘河汇入（柳家屯 断面）、上游支流（嫩江浮桥断面）、上游汇入（石灰窑断面）、以及嫩江县排放影响，按照贝 叶斯概率公式，需要计算在尼尔基库末（繁荣新村断面）各水质指标不同等级下，上游支流 (嫩江浮桥断面）、上游汇入（石灰窑断面）、甘河汇入（柳家屯断面）、以及嫩江县排放水 质指标为不同等级的概率，这里需要对采样数据进行分析，对照地表水水质标准，计算各个 采样点不同水质指标取不同等级的概率如下表所示。
[0119] 表1繁荣新村断面各水质指标取不同等级的单独概率表（单位：％ )
[0122] 表2石灰窑断面各水质指标取不同等级的单独概率表（单位：％ )
[0123]
[0124] 表3嫩江浮桥断面各水质指标取不同等级的单独概率表（单位：％ )
[0126] 表4柳家屯断面各水质指标取不同等级的单独概率表（单位：％ )
[0128] 表5尼尔基水库库末断面各水质指标取不同等级的单独概率表（单位：％ )