一种水质基准值制定方法及系统

本发明涉及环境保护，更具体的说是涉及一种水质基准值制定方法及系统。

背景技术：

1、水质基准是指一定自然特征下，水质成分对特定保护对象不产生有害影响的最大可接受浓度水平或限度，是制定水质标准的科学依据。关于水体中污染物(或有害因素)容许含量的强制性管理限值或限度的水质标准是由国家(或地方政府)制订的，具有法律强制性。水质标准是环境规划、环境管理的法律依据，体现了国家(或地区)的环境保护政策和要求。

2、有关水质评价方法所参考的依据主要基于水质评价标准，而水质评价标准主要是在水质基准值基础上建立发展起来。目前国内以频数分布统计法制定水质基准值的方法为主，通常只考虑一个变量的分布情况来确定基准值，可能忽略其他影响因素对结果的影响，导致基准值的不全面性和不准确性。

3、因此，提出一种能够提高基准值的准确性和实用性的水质基准制定方法及系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种水质基准值制定方法及系统，能够提高基准值的准确性和实用性。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一方面，本发明公开了一种水质基准值制定方法，包括以下步骤：

4、收集海域数据，对所述海域数据进行筛选，得到筛选指标；

5、基于所述筛选指标进行聚类分析，得到海域分区结果；

6、基于海域分区结果获取对应区域内参照点及所有站点的筛选指标作为可信数据，对所述可信数据进行正态分布检验，得到符合正态分布的数据；

7、分别采用频数分布统计法和压力-响应模型法处理所述符合正态分布的数据，得到第一基准值和第二基准值；

8、对所述第一基准值和所述第二基准值取平均值，将所述平均值确定为最终基准值。

9、优选的，所述海域数据满足完整性原则和最低需求原则；所述筛选指标同时具有总氮、总磷、叶绿素a和盐度指标。

10、优选的，对所述可信数据进行正态分布检验，得到符合正态分布的数据，包括：

11、s31.甄别不符合正态分布的可信数据中的异常数据和极端数据并进行剔除，对剩余的不符合正态分布的可信数据进行转换，并对转换后的可信数据进行正态分布检验；

12、s32.重复s31，直至符合正态分布；

13、所述符合正态分布的数据包括符合正态分布的可信数据和符合正态分布的转换后的可信数据。

14、优选的，甄别不符合正态分布的可信数据中的异常数据和极端数据并进行剔除，包括：

15、对不符合正态分布的可信数据进行排序处理，同时结合正态检验过程中出现的偏度甄别异常数据和极端数据；

16、利用正态检验过程中的正态q-q图和箱图去除异常数据和极端数据。

17、优选的，对剩余的不符合正态分布的可信数据进行转换，包括：

18、对剩余的不符合正态分布的可信数据进行以自然对数为底的指数转换。

19、优选的，所述方法还包括：对海域分区结果进行分析，具体包括：

20、分析所述海域分区结果的分区指标数值；

21、对所述分区指标数值进行正态分布检验，根据正态分布检验结果进行检验，比较所述筛选指标之间的显著差异性。

22、优选的，所述频数分布统计法中，对于不同生态环境状况的海区，第一基准值的选取如下：

23、对于生态环境状况完好的海区，选择参照点筛选指标分布曲线的中值点位作为第一基准值；

24、对于生态环境部分退化但参照点数量超过预设阈值的海区，取参照点筛选指标频数分布曲线的上25％点位作为第一基准值；

25、对于生态环境部分退化，参照点可寻但数量未超过预设阈值的海区，取所有观测点筛选指标频数分布曲线的下25％点位作为第一基准值；若所有观测点数据均采集于污染指数超过预设值的年代，取所有观测点筛选指标频数分布曲线的下5％点位作为第一基准值。

26、另一方面，本发明还公开一种水质基准值制定系统，该系统包括：

27、指标筛选模块，用于收集海域数据，对所述海域数据进行筛选，得到筛选指标；

28、聚类分区模块，用于基于所述筛选指标进行聚类分析，得到海域分区结果；

29、指标数据处理模块，用于基于海域分区结果获取对应区域内参照点及所有站点的筛选指标作为可信数据，对所述可信数据进行正态分布检验，得到符合正态分布的数据；

30、基准值分析模块，用于分别采用频数分布统计法和压力-响应模型法处理所述符合正态分布的数据，得到第一基准值和第二基准值；

31、基准值确定模块，用于对所述第一基准值和所述第二基准值取平均值，将所述平均值确定为最终基准值。

32、优选的，所述系统还包括：分区结果分析模块，所述分区结果分析模块包括：

33、分区指标数值获取单元，用于分析所述海域分区结果的分区指标数值；

34、检验单元，用于对所述分区指标数值进行正态分布检验，根据正态分布检验结果进行检验，比较所述筛选指标之间的显著差异性。

35、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种水质基准值制定方法及系统，具有如下有益效果：

36、在参数选取方面，制定水体中氮磷的基准值以无机氮和活性磷酸盐参数为主，缺乏考虑溶解态有机氮和有机磷、颗粒态氮和颗粒态磷的生态响应。本发明在制定水体中氮磷的基准值选取总氮和总磷参数，可以更全面地反映水体中不同形态氮和磷的总体水质状况，避免水体中氮和磷形态随着环境条件的变化而发生转变的影响，因此，总氮和总磷包含所有形态氮和磷形态，所得的监测结果更稳定。

37、不同区域环境背景值和环境保护要求不同，采用统一的分区标准使得在不同地理位置、不同近海系统进行富营养化程度之间的比较保持一致性，也便于得到同一区域不同分区富营养化程度的差异。但对于咸淡水混合区的分区尚未有具体方法。本发明利用盐度进行聚类分析结果同时结合已有分区经验进行分区划分，可以制定适应当地环境的分区结果，更能符合水质管理的实际需求。

1.一种水质基准值制定方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种水质基准值制定方法，其特征在于，所述海域数据满足完整性原则和最低需求原则；所述筛选指标同时具有总氮、总磷、叶绿素a和盐度指标。

3.根据权利要求1所述的一种水质基准值制定方法，其特征在于，对所述可信数据进行正态分布检验，得到符合正态分布的数据，包括：

4.根据权利要求3所述的一种水质基准值制定方法，其特征在于，甄别不符合正态分布的可信数据中的异常数据和极端数据并进行剔除，包括：

5.根据权利要求4所述的一种水质基准值制定方法，其特征在于，对剩余的不符合正态分布的可信数据进行转换，包括：

6.根据权利要求1所述的一种水质基准值制定方法，其特征在于，还包括：对海域分区结果进行分析，包括：

7.根据权利要求1所述的一种水质基准值制定方法，其特征在于，所述频数分布统计法中，对于不同生态环境状况的海区，第一基准值的选取如下：

8.一种水质基准值制定系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的一种水质基准值制定系统，其特征在于，还包括：分区结果分析模块，所述分区结果分析模块包括：