[发明专利]确定湖泊水质管理目标可接受范围及其可达性风险方法

说明书

本发明公开了一种确定湖泊水质管理目标可接受范围及其可达性风险方法，包括以下步骤：(1)搜集需要确定水质管理目标的湖泊n组环境变量的观测值；(2)利用处理完成的观测值，代入马尔可夫－极值模型计算，得到模型参数，确定模型结果；(3)根据湖泊水体使用目标确定该环境变量在本湖泊中的管理目标；(4)结合模型结果及湖泊水体使用目标确定湖泊水质管理的可以接受的目标范围；(5)确定管理目标的重现期，根据管理目标的重现期确定该管理目标的可达性风险。本发明公开的极值马尔科夫模型确定湖泊水质管理目标可接受范围及其可达性风险的方法；该在不损失观测数据量的同时易于在各种湖泊水体的管理目标及其范围的确定中推广应用。

技术领域

本发明涉及确定湖泊水质管理目标可接受范围及其可达性风险方法，属于湖泊管理领域。

背景技术

受工农业污染排放的影响，我国大部分湖泊水质状况趋于恶化，湖泊管理工作日益重要。在湖泊管理工作中，确定湖泊水质管理的目标是必要步骤之一。目前，已经有很多方法确定湖泊水质管理目标；但大部分方法只是为水质管理目标制定单一的值，而未考虑其可接受范围，导致湖泊水质管理工作僵硬。同时，在制定管理目标时，也极少考虑目标是否可以达到这一问题，为水质管理工作带来目标可达性的风险。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种确定湖泊水质管理目标可接受范围及其可达性风险方法，该方法可以在确定湖泊水质管理目标可接受范围的同时，分析该管理目标的可达性风险，易于在各种受污染的湖泊水质管理中推广应用。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种确定湖泊水质管理目标可接受范围及其可达性风险方法，包括以下步骤：

(1)搜集需要确定水质管理目标的湖泊n组环境变量的观测值，n大于等于60，且n为12的整数倍，观测时间连续，观测地点固定，观测频率为每月一次；将所有观测值记为x_i,i＝1,2,...,n；

(2)利用处理完成的观测值，代入马尔可夫－极值模型计算，得到模型参数，确定模型结果；

(3)根据水体使用目标确定该环境变量在本湖泊中的管理目标；

(4)结合模型结果及湖泊水体使用目标确定湖泊水质管理的可以接受的目标范围；

(5)确定管理目标的重现期，根据管理目标的重现期确定该管理目标的可达性风险。

作为优选，所述步骤(1)中对于观测值越小，湖泊水质越好的环境变量观测值取相反数，其余环境变量观测值不变。

作为优选，所述步骤(1)包括以下步骤：

a.根据环境变量的性质，分辨其是否属于“观测值越小，湖泊水质越好”的环境变量，如：总氮、总磷等；

b.将“观测值越小，湖泊水质越好”的环境变量的观测值取相反数，其余环境变量观测值不变；将处理后的环境变量观测值仍然记为x_i,i＝1,2,...,n。

作为优选，所述步骤(2)具体包括以下步骤：

a.根据经验为处理后的环境变量的观测值设定一个阈值u；

b.利用下式为每个处理后的环境变量观测值x_i计算其对应的“伴生”观测值

其中，

ξ、σ分别是分布函数的形状参数和尺度参数，H(y)是处理后的环境变量观测值与阈值u的差x_i-u应服从的分布，即：

P(x_i-u＜y|x_i＞u)≈H(y)；