[发明专利]一种黑臭水体关键控制变量及其目标值的确定方法

摘要

本发明公开了一种黑臭水体关键控制变量及其目标值的确定方法，包括以下步骤：(1)搜集或监测需要治理的黑臭水体n组亚铁离子浓度Fe，总磷浓度P，总氮浓度N，溶解氧浓度D及叶绿素a浓度C的观测数据；获得亚铁离子浓度对应的密度函数；(2)获得新的总磷浓度数据P'；(3)获得1棵不剪枝回归树；(4)获得k棵不剪枝回归树；(5)获得亚铁离子浓度的伪密度函数；(6)计算F(Fe)与n组G(Fe)间Jensen‑Shannon散度，取其最大值作为总磷重要性的度量；(7)获得得到总氮、溶解氧及叶绿素a的重要性；(8)获得黑臭水体的关键控制变量；(9)获得黑臭水体中该关键控制变量的管理目标值。本发明能够确定对黑臭水体治理最为关键的环境变量并确定该变量的管理目标值，易于在黑臭水体治理中推广。

主权项

1.一种黑臭水体关键控制变量及其目标值的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)搜集或监测需要治理的黑臭水体n组亚铁离子浓度Fe、总磷浓度P、总氮浓度N、溶解氧浓度D以及叶绿素a浓度C的观测数据；计算亚铁离子浓度观测数据的累积分布函数F(Fe)，并用核密度估计获得该函数对应的密度函数f(Fe)；(2)随机从总磷浓度观测数据P的最小值和最大值范围内生成n组均匀分布随机数，取代总磷的观测数据作为新的总磷浓度数据P'；(3)随机从总磷浓度、总氮浓度、溶解氧浓度以及叶绿素a浓度中选取m个变量为自变量；并从所有观测值中运用提靴法随机抽取I组数据作为自变量的样本，以对应的I组亚铁离子浓度为因变量的样本，运用回归树算法获得1棵不剪枝回归树；(4)步骤(3)重复k次获得k棵不剪枝回归树，k≥100；(5)根据k颗回归树的结果，加权得到给定总磷浓度、总氮浓度、溶解氧浓度以及叶绿素a浓度数据时，亚铁离子浓度的n组伪累积分布函数G(Fe)，并用核密度估计获得该函数对应的密度函数g(Fe)；(6)计算F(Fe)与n组G(Fe)间Jensen‑Shannon散度，取其最大值作为总磷重要性的度量；(7)分别用总氮、溶解氧及叶绿素a取代总磷重复步骤(2)‑(6)得到总氮、溶解氧及叶绿素a的重要性；(8)取总磷、总氮、溶解氧及叶绿素a重要性最大的变量作为黑臭水体的关键控制变量；(9)在最邻近黑臭水体的正常水体中测量关键控制变量的平均值，作为黑臭水体中该关键控制变量的管理目标值。