[發明專利]一種城市區域水生態狀態反應器構建方法、裝置及反應器

有效

• 申請號: 202210536451.1
• 申請日: 2022-05-18
• 公開（公告）號: CN114626771B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 陳曉宏;黃洋漫;鄭炎輝;蘇春生;康麗;田世拓
• 申請（專利權）人: 中山大學;廣州豐澤源水利科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/26;G06F17/18;G06K9/62
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黃忠

本發明涉及水生態質量評價技術領域，公開了一種城市區域水生態狀態反應器構建方法、裝置及反應器。本發明根據目標城市區域的各水生態狀態指數對應的指標數據確定重要指標，基于重要指標的標準化值和權重計算各水生態狀態指數的水生態狀態得分值，根據所面臨的水生態風險確定多個驅動因子并計算各驅動因子的標準化值，進而利用多元線性逐步回歸建立各水生態狀態指數與驅動因子的回歸方程，通過顯著性檢驗篩選出對各水生態狀態指數產生顯著影響的驅動因子，最后構建以驅動因子為輸入、以水生狀態綜合指數為輸出的目標城市區域水生狀態反應器。本發明解決了目前水生態狀態反應器評價指標單一、靈活性低，不適用于快速城市化區域的技術問題。

技術領域

本發明涉及水生態質量評價技術領域，尤其涉及一種城市區域水生態狀態反應器構建方法、裝置及反應器。

背景技術

在全球范圍內，環境變化與人類活動影響均造成了地區水資源、水環境及水生態的劇烈變化，不同驅動因子的選取及對生態的響應機制成為研究熱點。驅動因子主要分為特定壓力和多重壓力。特定壓力的應用是以存在明顯的壓力-響應關系為基礎，例如導致湖泊富營養化的營養物質（如磷或氮濃度）、湖泊河流的PH值、有機污染的生化需氧量（BOD）和沉積物有機物含量等方面。研究單一特定壓力對生態的響應有較多局限性，忽略了其他因素可能產生的影響，因此大多數情況下，需要研究多重壓力對生態系統的共同影響。

目前對于水生態狀態的研究，在驅動因子方面僅考慮自然層面上的影響，并未考慮快速城市化和高密度產業人口對水安全的敏感性，而且水生態狀態評價指標多只集中于水質理化指標或水生態健康等某一方面，不足以全面代表所研究區域的水生態狀態。

此外，大多數的水生態狀態反應器只適合于在不變的驅動因子的條件下對某個特定的區域進行水生態狀態評估。當驅動因子發生變更，或者所研究城市區域發生改變，這些反應器并不能完全適用，靈活性低。

發明內容

本發明提供了一種城市區域水生態狀態反應器構建方法、裝置及反應器，構建的城市區域水生態狀態反應器可計算不同驅動因子下城市區域的水生態狀態綜合指數，能夠快速確定城市區域水生態狀態對內外環境變化的響應程度，解決了目前水生態狀態反應器評價指標單一、靈活性低，不適用于快速城市化區域的技術問題。

本發明第一方面提供一種城市區域水生態狀態反應器構建方法，包括：

確定目標城市區域的各水生態狀態指數及對應的指標集，采集各所述指標集的指標數據；

根據所述指標數據篩選出重要指標，計算各所述重要指標的標準化值和權重，根據得到的標準化值和權重計算各水生態狀態指數的水生態狀態得分值；

根據所述目標城市區域所面臨的水生態風險確定多個驅動因子，并對各所述驅動因子進行標準化處理，得到各所述驅動因子的標準化值；

根據各所述驅動因子的標準化值和各水生態狀態指數的水生態狀態得分值，利用多元線性逐步回歸建立各水生態狀態指數與驅動因子的回歸方程，對建立的各回歸方程進行總體顯著性檢驗和回歸系數顯著性檢驗，根據得到的檢驗結果，從各驅動因子中篩選出對各水生態狀態指數產生顯著影響的驅動因子；

建立各所述水生態狀態指數對篩選出的驅動因子的響應方程，根據所述響應方程和各所述水生態狀態指數的權重，構建以驅動因子為輸入、以水生狀態綜合指數為輸出的目標城市區域水生狀態反應器。

根據本發明第一方面的一種能夠實現的方式，所述確定目標城市區域的各水生態狀態指數及對應的指標集，包括：

確定目標城市區域范圍內的各水生態狀態指數包括水生物指數、水生境指數、水質指數和/或水安全指數。

根據本發明第一方面的一種能夠實現的方式，所述根據所述指標數據篩選出重要指標，包括：

采用主成分分析法對所述指標數據進行分析，根據得到的主成分分析結果對各所述指標集中的指標進行篩選，確定重要指標。