[发明专利]一种基于常规水质参数的城市黑臭水体识别方法

说明书

本发明公开了一种基于常规水质参数的城市黑臭水体识别方法，包括以下步骤：获取水体的常规水质检测参数；对水体的常规水质检测参数的浓度进行标准化计算，得到标准化水质检测参数；根据标准化水质检测参数，获取对应水质检测时段的水体黑臭等级；建立因子分析模型，所述因子分析模型包含致黑公共因子和致臭公共因子；通过致黑公共因子和致臭公共因子建立水体识别决策树模型，进而通过水体识别决策树模型判定水体黑臭情况，得到识别结果；本发明充分利用现有地表水水质监测体系，在不增加成本的前提下，实现黑臭水体判别，且具有较高的可行性和经济性，能大范围推广应用。

技术领域

本发明涉及水环境监测的研究领域，特别涉及一种基于常规水质参数的城市黑臭水体识别方法。

背景技术

据住建部发布的《城市黑臭水体整治工作指南》，黑臭水体的主观判别标准较为直观，即“呈现令人不悦的颜色和(或)散发令人不适气味”。但客观判别所需的透明度、溶解氧、氧化还原电位、氨氮4个水质参数中，氧化还原电位未出现在《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中，不属于常规水质监测内容。在现行的黑臭水体排查中，需额外投入成本开展特定水质参数检测，无法充分利用各地、市水文部门已建成运行的常规水质检测系统。

将主观判别标准对应到水体的理化特性时，致黑的原因包括：①以固态形式存在的不溶性物质或吸附于悬浮颗粒上的污染物质，②有色且溶于水的腐殖质类有机化合物；致臭的原因有：①有机物厌氧分解产生易挥发的刺激性气体，②有机污染严重的厌氧状态水体中，放线菌和藻类的分解产生醇类异臭物质。而常规的地表水监测项目中均能在一定程度上反映出致黑或致臭的可能性，例如，透明度、溶解氧、氨氮、总磷、化学需氧量等。

可以看出，在不额外增加水质检测参数的情况下，通过现有地表水水质监测体系各项指标，存在识别城市黑臭水体的可能。但在《城市黑臭水体整治工作指南》为基础性指导文件的情况下，开展黑臭水体排查仍需额外投入检测成本。因此，需要一种依靠常规地表水质参数识别黑臭水体的技术方法。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于常规水质参数识别城市黑臭水体的方法，相较于将多变量重新组合为新变量的主成分分析，因子分析的思路是对原始变量(即常规水质检测项目)进行分解、归纳，形成可解释的、具有物理含义的新变量，更适用于研究黑臭水体这种主观特征明显的水体现象。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于常规水质参数的城市黑臭水体识别方法，包括以下步骤：

获取水体的常规水质检测参数；

对水体的常规水质检测参数的浓度进行标准化计算，得到标准化水质检测参数；

根据标准化水质检测参数，获取对应水质检测时段的水体黑臭等级；

建立因子分析模型，所述因子分析模型包含致黑公共因子和致臭公共因子；

通过致黑公共因子和致臭公共因子建立水体识别决策树模型，进而通过水体识别决策树模型判定水体黑臭情况，得到识别结果。

进一步地，所述获取水体的常规水质检测参数，具体为：获取水体的透明度(m)、溶解氧(mg/L)、氨氮(mg/L)、总磷(mg/L)、化学需氧量(mg/L)的浓度。

进一步地，所述对水体的常规水质检测参数的浓度进行标准化计算，具体如下：构建标准化计算公式：

其中，x为原水质参数浓度值；为标准化计算后水质参数特征值；x_ΙΙΙ为地表水环境质量标准(GB3838-2002)所述的ΙΙΙ类水标准限值，x_V为地表水环境质量标准(GB3838-2002)所述的V类水标准限值；