[发明专利]一种评价湖库富营养化程度的方法

说明书

本发明提供了一种评价湖库富营养化程度的方法，本方法如下：第一、采样；第二、计算TSI_M；第三、通过EEM‑FRI方法计算HIX；第四、得出HIX后拟合建立TSI_M和HIX的相关性模型，可描述为TSI_M＝1.9678×HIX+27.011，其中R²＝0.8745，N＝438，p0.01；第五、用实测的TSI_M与本发明中通过模型计算出的TSI_M进行拟合建立模型，判断本发明提出的模型的可靠性。本发明的分析结果表明平均绝对百分误差(MAPE)仅为5.9％，实测TSI_M值与本实验的计算值TSI_M计算的比值为0.87，TSI_M和HIX模型精度良好，依据本方法计算出的TSI_M具有极高的可信度。

技术领域

本发明涉及湖库水环境评价领域，具体涉及一种通过计算修正的富营养化指数来评价湖库富营养化程度的方法。

背景技术

我国湖库水体的富营养化程度较为严重，严重影响了生态环境。湖泊富营养化评价就是通过与湖泊营养状态有关的一系列指标及指标间的相互关系，对湖泊的营养状态作出准确的判断。

目前评价方法大多是用溶解氧、浊度、叶绿素、BOD、COD、TN、TP、透明度等参数进行评价。这些方法都需要进行大量的实地测量，进行起来十分繁琐，同时对测量和分析的要求较高。另外进行数据处理时也存在缺点，包括富营养化评价用到的参数之间有高度相关性，因此，在富营养化评价时，要先去除它们之间的相关性，同时有些变量不服从正态分布。

以往我国湖泊富营养化评价的基本方法主要有营养状态指数法(卡尔森营养状态指数(TSI)、修正的营养状态指数(TSI_M)、综合营养状态指数(TII))、营养度指数法和评分法。近年来，光学参数CDOM的荧光光谱测定具有快速、无催化、可以提取大量环境信息等的特性，使得CDOM三维荧光光谱技术在水质监测中得到了广泛的应用。

三维荧光光谱技术结合区域荧光积分法(EEM-FRI)方法可用于自然水体CDOM荧光区域的研究中，Yu等在2015年采用EEM-FRI方法对流经沈阳市的西河水样中DOM的结构组成进行了表征，分析了不同采样点的各区域荧光强度及分布特征，并采用多元分析PCA方法与水质参数建立了相关性。

因此，开发一种利用EEM-FRI方法计算HIX进而稳定快速精确地计算TSI_M的方法已经成为湖库水环境评价领域研究的迫切需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种评价湖库富营养化程度的方法，该方法操作简单，结果准确，可信度高，可推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种评价湖库富营养化程度的方法，其特征在于通过EEM-FRI方法计算的腐殖质参数HIX用于计算修正卡尔森指数TSI_M进而评价湖库的富营养化程度的方法包括以下步骤：

步骤一、在长江流域、黄河流域、松花江流域、海河流域、辽河流域、珠江流域、淮河流域及青藏内流区采集734个水样，其中438个水样用于建立模型，296个水样用于验证模型，所述水样采集于湖库中央水面0.1m以下的位置，所述每个水样采集量均为2500mL，同时记录各采样点的GPS位置，并实地使用塞氏盘测量水体的透明度SDD，将水样保存于4℃的冰箱内冷藏并尽快运回实验室，到达实验室后用过滤膜过滤，得到734个待测水样；

步骤二、计算待测水样的修正卡尔森指数TSI_M

在实验室用国家标准方法测量待测水样的总磷TP和叶绿素浓度Chla，待测水样的水体透明度SDD在采样时测量得到；

待测水样的修正的卡尔森指数TSI_M通过以下计算公式计算：