[發(fā)明專利]一種確定人工濕地有機(jī)污染物去除路徑貢獻(xiàn)率的定量計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110389906.7
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號(hào): CN113158142B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏昌宙;張靈;楊帆;甄卓
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所
• 主分類號(hào): G06F17/18
• 分類號(hào): G06F17/18;G06F17/16
• 代理公司: 福州科揚(yáng)專利事務(wù)所(普通合伙) 35001
• 代理人: 李曉芬

1.一種確定人工濕地有機(jī)污染物去除路徑貢獻(xiàn)率的定量計(jì)算方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟S10：分別進(jìn)行有機(jī)物各去除路徑影響因素的小試實(shí)驗(yàn)，以便識(shí)別各去除路徑的影響因素；

步驟S20：選取已識(shí)別的影響因素作為模型指標(biāo)，構(gòu)建偏最小二乘法路徑分析模型；

步驟S30：在運(yùn)行穩(wěn)定的中試規(guī)模人工濕地中長時(shí)間監(jiān)測選定的模型指標(biāo)，對獲得的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

步驟S40：運(yùn)行偏最小二乘法路徑分析模型，調(diào)試模型，獲取潛流型人工濕地中有機(jī)污染物各去除路徑的貢獻(xiàn)；

步驟S30中具體的，選擇一座穩(wěn)定運(yùn)行的潛流型人工濕地，對構(gòu)建測量模型所使用的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行多次監(jiān)測，將監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；

步驟S40中具體的，將標(biāo)準(zhǔn)化處理后的監(jiān)測數(shù)據(jù)代入模型，進(jìn)行模型運(yùn)行和調(diào)試，所述模型運(yùn)行包括三個(gè)階段：迭代過程、路徑分析和載荷計(jì)算；其中：

迭代過程：每個(gè)去除路徑與以下形式的測量變量相關(guān)聯(lián)：

所述測量變量包括基質(zhì)比表面積、含鹽量、pH、溫度、電導(dǎo)率、非度量多維尺度分析數(shù)據(jù)、磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶和磺胺甲惡唑四種抗生素去除數(shù)據(jù)；

結(jié)構(gòu)模型各模塊以下形式相關(guān)聯(lián)：

LV_k＝β_k1LV₁+β_k2LV₂+…+β_k(k-1)LV_k-1+error

偏最小二乘法路徑分析算法的第一階段涉及到權(quán)重的計(jì)算，以得到去除路徑的得分；最終的偏最小二乘法路徑分析目標(biāo)是得到去除路徑和參數(shù)的計(jì)算結(jié)果；去除路徑的得分是用其指標(biāo)的加權(quán)和來計(jì)算的:

其中，w_jk為外部權(quán)重，X_jk為測量變量；

偏最小二乘法路徑分析算法的迭代過程如下：

a開始迭代過程；將所有權(quán)重初始化為1：創(chuàng)建j個(gè)向量，所有分量都等于1：

……

b.有了權(quán)重我們就得到了外部估計(jì)，它包括將去除路徑的得分表示為其指標(biāo)的加權(quán)和；在矩陣表示法中就有：

Y₁∝1X₁₁+1X₁₂+…+1X_1k

Y₂∝1X₂₁+1X₂₂+…+1X_2k

……

Y_j∝1X_j1+1X_j2+…+1X_jk

其中，符號(hào)∝表示每個(gè)去除路徑的得分Y_j取決于它的測量變量X_jk；

使用以下公式來計(jì)算分?jǐn)?shù)：

標(biāo)準(zhǔn)化的去除路徑的得分最終表示為：

c.獲取內(nèi)部權(quán)重，Z_j表示的LV_j的內(nèi)部估計(jì)定義為：

其中，表示LV_j與LV_i關(guān)聯(lián)，e_ij為內(nèi)部權(quán)重；

d.更新外部權(quán)重，完成內(nèi)部近似，就必須考慮內(nèi)部估計(jì)Z_ji及其指標(biāo)；這是通過更新外部權(quán)重來完成的；計(jì)算外部權(quán)重w_ji的方法分為兩種：模式A和模式B；

模式A：

模式B：

檢查收斂：

路徑系數(shù)：算法的第二階段包括計(jì)算路徑系數(shù)估計(jì)，

最小二乘解為：

B_ji＝(Y′_iY_i)^-1Y′_iY_j

載荷：

算法的第三階段為計(jì)算載荷；載荷是通過計(jì)算去除路徑得分與其測量變量的相關(guān)性獲取的：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定人工濕地有機(jī)污染物去除路徑貢獻(xiàn)率的定量計(jì)算方法，其特征是，步驟S10中具體的，分別在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有機(jī)污染物各去除路徑的小試實(shí)驗(yàn)，針對不同實(shí)驗(yàn)分別設(shè)定相應(yīng)的潛在影響因素，識(shí)別影響以上去除路徑的因素。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種確定人工濕地有機(jī)污染物去除路徑貢獻(xiàn)率的定量計(jì)算方法，其特征是，步驟S20中具體的，基于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)識(shí)別的影響因素構(gòu)建偏最小二乘法路徑分析模型，包括如下步驟：

步驟S21：選擇目標(biāo)污染物，明確其去除路徑，構(gòu)建偏最小二乘法路徑分析模型的結(jié)構(gòu)模型；各去除路徑的最終指向?yàn)橛袡C(jī)污染物去除模塊；

步驟S22：將識(shí)別的影響因素按其所屬分配至各去除路徑相應(yīng)的模塊，構(gòu)建測量模型。