上海交通大学;上海交通大学云南(大理)研究院王欣泽获国家专利权
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龙图腾网获悉上海交通大学;上海交通大学云南(大理)研究院申请的专利湖泊水体化学需氧量内外源污染定量溯源方法和系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120336934B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510796848.8,技术领域涉及:G06F18/24;该发明授权湖泊水体化学需氧量内外源污染定量溯源方法和系统是由王欣泽;沈剑;封吉猛;赵煜权;黄中情;何力为;迟莉娜;刘华基;王田田设计研发完成,并于2025-06-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本湖泊水体化学需氧量内外源污染定量溯源方法和系统在说明书摘要公布了:本发明提供了一种湖泊水体化学需氧量内外源污染定量溯源方法和系统,涉及污染定量溯源技术领域。所述方法包括:对湖泊不同点位的水样进行三维荧光光谱分析,获取荧光激发发射矩阵光谱EEMS数据;对EEMS数据进行平行因子分析,识别并分类溶解性有机质DOM的荧光组分,确定各组分类型特征;基于荧光组分的最大荧光强度与对应COD值,采用岭回归分析建立标准化多元线性回归方程,计算各荧光组分对湖泊水体COD的贡献百分比;分析潜在变量对DOM迁移转化的影响路径,通过路径系数量化不同污染源对各荧光组分的直接贡献与间接贡献;计算入湖河流、底泥释放及浮游植物对湖泊水体COD的总贡献量。
本发明授权湖泊水体化学需氧量内外源污染定量溯源方法和系统在权利要求书中公布了:1.一种湖泊水体化学需氧量内外源污染定量溯源方法,其特征在于,包括: 步骤S1:获取目标湖泊的水质数据、底泥数据及入湖河流污染负荷数据,其中水质数据包括化学需氧量COD、水温、pH、溶解氧、总氮、总磷、可溶性总氮、正磷酸盐、藻细胞密度和叶绿素a,底泥数据包括全氮、总磷和有机质含量,入湖河流数据包括单位时间内输入湖泊的总氮、总磷和COD负荷; 步骤S2:对湖泊不同点位的水样进行三维荧光光谱分析,获取荧光激发发射矩阵光谱EEMS数据; 步骤S3:对所述EEMS数据进行平行因子分析PARAFAC,识别并分类溶解性有机质DOM的荧光组分至,并通过比对OpenFluor有机荧光光谱库确定各组分类型特征; 步骤S4:基于所述荧光组分至的最大荧光强度与对应COD值,采用岭回归分析建立标准化多元线性回归方程,计算各荧光组分对湖泊水体COD的贡献百分比; 步骤S5:利用偏最小二乘路径模型PLS-PM分析潜在变量对DOM迁移转化的影响路径,所述潜在变量包括浮游植物、营养状态、底泥、入湖河流和环境变量,通过路径系数量化不同污染源对各荧光组分的直接贡献与间接贡献; 步骤S6:结合各荧光组分对湖泊水体COD的贡献百分比与不同污染源的路径系数,计算入湖河流、底泥释放及浮游植物对湖泊水体COD的总贡献量; 所述步骤S4中岭回归分析的具体方法为: 以COD为因变量,荧光组分至为自变量,引入岭参数解决多重共线性问题;先进行数据标准化,消除量纲差异,公式为: 其中,为第i个样本的第j个荧光组分强度,、分别为第j组分的均值和标准差;为第i个样本的COD值,、为COD的均值和标准差; 以标准化后的COD值为因变量,标准化荧光组分为自变量,建立岭回归模型: 其中,为误差项; 通过最小化以下目标函数求解回归系数: 其中,为岭参数,用于控制正则化强度;m为样本数量,n为荧光组分数; 采用交叉验证法确定最优λ,将数据集划分为训练集和验证集,遍历λ候选值,计算验证集的均方误差: 其中,表示遍历验证集中的所有样本;表示验证集的样本数量; 选择使MSE最小的λ作为最优参数; 将标准化回归系数还原为原始量纲下的系数,公式为: 最终标准化岭回归方程为: 其中,截距项; 各荧光组分对COD的贡献百分比通过下式计算: 其中,是第k个荧光组分的回归系数,表示第j个组分回归系数的绝对值,反映其对COD影响的相对权重。
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