水质监测网络是进行水污染防治管理与决策的信息来源,为环境管理提供依据.随着社会经济的发展,水环境条件的变迁,山东省水质监测网络已逐渐暴露出测点在代表性、可比性方面的不足.水质监测网优化的目的是根据水系构成合理地确定监测点数和监测点位,以求得测点数、代表性、监测成本之间的最优解.该课题在基础资料调查、现有监测点位合理性分析的基础上,铺设数学模型法和专家咨询法两条主线,综合分析两者得出的结果,最终提出并确定省控监测网布点方案.重点进行了数学模型法的研究,采用Fisher最优化分割法和重心法,从点数到点位,都给出了一个系统完整的优化过程.Fisher最优分割法是聚类分析的一种,对所有有序样品进行分类的一种数学方法,它具有客观、最优的特点,它能使样品段内部各样品间的差异最小,而段与段之间的差异最大.以河流作为分析单元,断面污染项目选取山东省河流水体中五大主要污染物:化学需氧量、生化需氧量、氨氮、挥发酚、石油类,因此把每一断面均看作一五维向量.首先计算河流上所有断面的均值型综合污染指数,按其大小进行排序.开始全部样品都归为一类,通过递推分析,逐渐的分成两类、三类……,计算每一类的直径,使其最小;然后计算每一种分类数的误差函数值,作误差函数值和分类数的图象,曲线拐点处所对应的K即为最佳分类数K;最后利用重心公式及欧氏距离公式从每一类别中优选出一个最具代表性的点位.