[发明专利]一种评价湖库富营养化程度的方法

摘要

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，p<0.01；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。

主权项

1.一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：TSI_M＝0.54×TSI_M(Chla)+0.297×TSI_M(SDD)+0.163×TSI_M(TP)；步骤三、计算待测水样的腐殖质参数HIX使用荧光光度计测量待测水样的三维荧光光谱，并用荧光区域积分法FRI对三维荧光光谱进行定量分析，计算得出HIX；步骤四、构建TSI_M和HIX的相关性，并建立模型随机选取438个待测水样，由步骤二和步骤三可知438个待测水样的TSI_M和HIX，以HIX为横坐标，TSI_M为纵坐标，线性拟合TSI_M和HIX构建TSI_M和HIX的线性模型，拟合得到的线性模型公式：TSI_M＝1.9678×HIX+27.011，其中R²＝0.8745，N＝438，p<0.01；步骤五、验证步骤四得到的线性模型的可靠性将剩余的296个待测水样根据步骤三中计算的HIX，带入步骤四中的线性模型公式TSI_M＝1.9678×HIX+27.011中计算出296个待测水样的TSI_M计算，与由步骤二中计算得到的296个TSI_M实测进行线性拟合，构建TSI_M计算和TSI_M实测的线性模型，拟合得到的线性模型公式：TSI_M计算＝0.8704×TSI_M实测+6.6543(R²＝0.887，N＝296,p<0.01)；得到的该拟合模型中的数据点在回归线两侧均匀分布，依据该模型，通过实际计算的TSI_M来验证模型的准确性；将这些TSI_M计算与TSI_M实测进行拟合分析，结果表明平均绝对百分误差(MAPE)仅为5.9％，TSI_M计算与TSI_M实测的比值为0.87，依据本实验方法计算出来的TSI_M具有极高的可信度。步骤六、评价湖库富营养化程度通过计算得到的待测水样的HIX，代入步骤四中的线性模型计算出TSI_M，通过判断标准：TSI_M<30为贫营养状态；30≤TSI_M≤50为中营养状态；TSI_M>50为富营养状态；50<TSI_M<60为轻度富营养状态；60<TSI_M≤70为中度富营养状态；TSI_M>70为重度富营养状态，在同一营养状态下，指数值越高，其营养程度越重，对湖库的富营养化进行评价。