[发明专利]一种河流悬浮物物源的定量判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种河流悬浮物物源的定量判别方法，属于环境保护技术领域。

背景技术

水体悬浮物指悬浮在水中的固体物质，是水体污染物的主要载体，因此悬浮物是 衡量水质污染程度的指标之一。自然和人为活动因素都会影响流域悬浮物含量，近年来的 一些研究表明，造成流域污染的一个重要因素是流域土地的不合理使用，因此，对悬浮物的 物源定量判定具有重要意义。在以前的研究中，同位素示踪技术可以定性的分析悬浮物的 物源，无法定量的从悬浮物中分析出物源的贡献，在国内未见有关于悬浮物与物源定量关 系的研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种河流悬浮物物源的定量判别的 方法，可以有效地计算出多种物源对悬浮物的贡献值，该判别方法可操作性和适应性较强。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种河流悬浮物物源的定量判别的方法：

步骤1，从小流域的悬浮物与物源中选出地球化学参数，且在非参数检验中的P值要小 于0.05；所述的地球化学参数是反映和表述研究对象地球化学特征的信息的统称,如各种 物理化学性质,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、三级支 流以下以分水岭和下游河道出口断面为界集水面积在50k㎡以下的相对独立和封闭的自然 汇水区域；

步骤2，利用数理方法检验与筛选地球化学参数，选定优化参数组合，以保证物源判别 的准确性；

步骤3，借助MATLABv7.10软件建立相关的地球化学模型，将选定的优化参数组合带入 到地球化学模型中，每一个物源可以获得一个在0与1之间的值，再换成百分比，即可得到各 物源的贡献值，其中

地球化学模型公式如下：

式中：代表的是悬浮物中指标元素i的浓度；j代表物源编号；_j代表第j个物源中指标元素i的平均浓度；Z_j为粒度校正因子；O_j为有机质校正因子；为第j个物源对悬浮物的贡献值，所有物源对悬浮物的贡献值必须为非负，即，所有物源对悬浮物的贡献值的总和必须为1，即；为指标元素i的权重；借助MATLABv7.10软件进行编程，首先赋予k一个初始值，然后按照公式进行循环迭代后当K值获得最小值时，自变量为第j个物源对悬浮物的贡献值。

作为定量判别方法优选的是，Zj为粒度校正因子等于悬浮物颗粒的平均比表面 积/第j个物源中土壤颗粒的平均比表面积。

作为定量判别方法优选的是，O_j为有机质校正因子等于所有悬浮物的有机碳平均 值/第j个物源中有机碳平均值。

作为定量判别方法优选的是，Wi的计算方法包括两步：第一步是对指标元素i进行 标准化，即用每个测量值除以平均值；第二步是对标准化的数据计算方差，然后取其平方根 的倒数。

有益效果

1.本发明可操作性强，不需要大规模的调查数据，既保证了指示结果的准确性，同时又 降低了模型计算复杂性，经济可行性好。

2.可以有效的对悬浮物的物源进行定量化分析，得到比较确切的贡献度，为流域 土地利用管理提供依据。

3.选用重金属等物质继承性较好的元素含量作为模型指示参数，同时引入粒度 校正因子和有机质校正因子，使模型的准确性和适应性大大提高。

具体实施方式

下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本 发明。

实施例1

在某小流域支流（太湖西部）采集到了多个悬浮物和相应的物源（林地、耕地、城镇用地 和岸边土）样品，在实验室中对物源和悬浮物样品的地球化学参数进行分析测定，分别测得 了全氮（TN）、全磷（TP）、有机磷（OP）、无机磷（IP）、有机质（OM）、有机碳（TOC）、常量元素（Fe， Mn，Al，Na，Mg，Ca，K）和微量元素（Cu，Cd,Zn，Pb，Cr，Ni，Co）含量和粒度这些参数。然后按以 下步骤操作：