[發明專利]一種河流懸浮物物源的定量判別方法

在審

• 申請號: 201610054189.1
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105550477A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 袁旭音;許海燕;魯朝朋;李正陽;王歡;陳海龍
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌;曹翠珍

技術領域

本發明涉及一種河流懸浮物物源的定量判別方法，屬于環境保護技術領域。

背景技術

水體懸浮物指懸浮在水中的固體物質，是水體污染物的主要載體，因此懸浮物是 衡量水質污染程度的指標之一。自然和人為活動因素都會影響流域懸浮物含量，近年來的 一些研究表明，造成流域污染的一個重要因素是流域土地的不合理使用，因此，對懸浮物的 物源定量判定具有重要意義。在以前的研究中，同位素示蹤技術可以定性的分析懸浮物的 物源，無法定量的從懸浮物中分析出物源的貢獻，在國內未見有關于懸浮物與物源定量關 系的研究。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種河流懸浮物物源的定量判別的 方法，可以有效地計算出多種物源對懸浮物的貢獻值，該判別方法可操作性和適應性較強。

為解決現有技術問題，本發明采取的技術方案為：

一種河流懸浮物物源的定量判別的方法：

步驟1，從小流域的懸浮物與物源中選出地球化學參數，且在非參數檢驗中的P值要小 于0.05；所述的地球化學參數是反映和表述研究對象地球化學特征的信息的統稱,如各種 物理化學性質,如常量元素、微量元素、粒度、磁化率等；所述的小流域通常是指二、三級支 流以下以分水嶺和下游河道出口斷面為界集水面積在50k㎡以下的相對獨立和封閉的自然 匯水區域；

步驟2，利用數理方法檢驗與篩選地球化學參數，選定優化參數組合，以保證物源判別 的準確性；

步驟3，借助MATLABv7.10軟件建立相關的地球化學模型，將選定的優化參數組合帶入 到地球化學模型中，每一個物源可以獲得一個在0與1之間的值，再換成百分比，即可得到各 物源的貢獻值，其中

地球化學模型公式如下：

式中：代表的是懸浮物中指標元素i的濃度；j代表物源編號；_j代表第j個物源中指標元素i的平均濃度；Z_j為粒度校正因子；O_j為有機質校正因子；為第j個物源對懸浮物的貢獻值，所有物源對懸浮物的貢獻值必須為非負，即，所有物源對懸浮物的貢獻值的總和必須為1，即；為指標元素i的權重；借助MATLABv7.10軟件進行編程，首先賦予k一個初始值，然后按照公式進行循環迭代后當K值獲得最小值時，自變量為第j個物源對懸浮物的貢獻值。

作為定量判別方法優選的是，Zj為粒度校正因子等于懸浮物顆粒的平均比表面 積/第j個物源中土壤顆粒的平均比表面積。

作為定量判別方法優選的是，O_j為有機質校正因子等于所有懸浮物的有機碳平均 值/第j個物源中有機碳平均值。

作為定量判別方法優選的是，Wi的計算方法包括兩步：第一步是對指標元素i進行 標準化，即用每個測量值除以平均值；第二步是對標準化的數據計算方差，然后取其平方根 的倒數。

有益效果

1.本發明可操作性強，不需要大規模的調查數據，既保證了指示結果的準確性，同時又 降低了模型計算復雜性，經濟可行性好。

2.可以有效的對懸浮物的物源進行定量化分析，得到比較確切的貢獻度，為流域 土地利用管理提供依據。

3.選用重金屬等物質繼承性較好的元素含量作為模型指示參數，同時引入粒度 校正因子和有機質校正因子，使模型的準確性和適應性大大提高。

具體實施方式

下面的實施例可使本專業技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本 發明。

實施例1

在某小流域支流（太湖西部）采集到了多個懸浮物和相應的物源（林地、耕地、城鎮用地 和岸邊土）樣品，在實驗室中對物源和懸浮物樣品的地球化學參數進行分析測定，分別測得 了全氮（TN）、全磷（TP）、有機磷（OP）、無機磷（IP）、有機質（OM）、有機碳（TOC）、常量元素（Fe， Mn，Al，Na，Mg，Ca，K）和微量元素（Cu，Cd,Zn，Pb，Cr，Ni，Co）含量和粒度這些參數。然后按以 下步驟操作：