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申请/专利权人：中国水利水电科学研究院

摘要：本发明公开了一种基于指数分解的区域水质影响因素贡献量化分析方法，所述方法包括以下步骤：步骤1、基础数据获取；步骤2、区域水质评价指标选取；步骤3、单站水质综合指数计算；步骤4、区域水质综合指数计算；步骤5、区域水质影响因素分解模型构建；步骤6、区域水质影响因素逐时段变化量计算；步骤7、区域水质影响因素贡献分析。本发明所述方法不受限于数据样本量和数据分布，并可以处理数据序列中存在的零值，对区域水质影响因素识别具有极强的灵活性，有助于解析区域尺度上长期水质变化规律及驱动机制，可作为区域水资源保护与污染防治措施成效评估及政策制定的依据，并可为区域水质变化趋势预测提供基础支撑，适用范围广，可扩展性强。

主权项：1.一种基于指数分解的区域水质影响因素贡献量化分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、基础数据获取：获取研究区基础数据，包括行政区域河流水质数据、水资源数据以及社会经济数据；所述行政区域河流水质数据即行政区域范围内河流水质测站历史长系列水质监测指标逐月水质监测数据，水质监测指标为《地表水环境质量标准》中规定的24个地表水环境质量标准基本项目，包括水温、pH值、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、总氮、铜、锌、氟化物、硒、砷、汞、镉、铬、铅、氰化物、挥发酚、石油类、阴离子表面活性剂、硫化物、粪大肠杆菌；所述水资源数据包括行政区域逐年降水量、水资源量、用水量统计数据；所述社会经济数据包括行政区域逐年万元工业增加值、国内生产总值、人口总数统计数据；步骤2、区域水质评价指标选取：根据《地表水环境质量标准》规定的地表水环境质量标准基本项目标准限值，对行政区域范围内各河流水质测站单项水质监测指标逐月水质监测数据进行评价，统计除水温、pH值两项水质监测指标外的各项水质监测指标超标频率，即水质监测指标浓度值超过该项指标对应的水质类别等级Ⅲ类标准限值的次数占历史监测总次数的比例，选取超标频率超过设定阈值的水质监测指标作为区域水质评价指标；水温、pH值两项水质监测指标直接纳入区域水质评价指标；步骤3、单站水质综合指数计算：基于所选取的区域水质评价指标，计算行政区域范围内各河流水质测站的单站水质综合指数，计算公式为： 式中：WQIj为第j个水质测站单站水质综合指数；n为区域水质评价指标总项数；Ci为赋值给第i项区域水质评价指标的归一化值；Pi为第i项区域水质评价指标的权重系数；其中，第i项区域水质评价指标的归一化值Ci采用下式计算： 式中：Ti为第i项区域水质评价指标的实测浓度值；Si,1、Si,2、Si,3、Si,4、Si,s分别为第i项区域水质评价指标对应的《地表水环境质量标准》中规定的水质类别等级为I类、II类、III类、IV类、V类的标准限值；步骤4、区域水质综合指数计算：根据行政区域范围内所有河流水质测站的单站水质综合指数，结合该水质测站代表河长进行加权平均得到区域水质综合指数WQI，计算公式为： 式中：WQI为区域水质综合指数；Lj为行政区域内第j个水质测站代表河长；p为行政区域内水质测站总个数；步骤5、区域水质影响因素分解模型构建：选取降水量、水资源量、用水量、万元工业增加值、国内生产总值、人口总数因素作为区域水质影响因素，建立以区域水质综合指数为目标变量的区域水质影响因素分解模型，公式为： 式中：WQI为区域水质综合指数；R为区域降水量；W为区域地表水资源量；U为区域用水量；V为区域万元工业增加值；GDP为区域国内生产总值；POP为区域人口总数；WQR表示单位降水量对水质的作用影响；RW表示降雨-径流关系；WU表示供用水结构；UV表示万元工业增加值用水量；VG表示工业结构；GP表示人均GDP；P表示人口规模；步骤6、区域水质影响因素逐时段变化量计算：采用对数平均迪氏指数分解法LMDI测算各区域水质影响因素对目标变量的贡献值，选取LMDI加法分解模式，则t-1至t时刻区域水质综合指数的变化量分解为l个区域水质影响因素的变化量Δxk，k＝1,…l之和，即： 式中：ΔWQI为t-1至t时刻区域水质综合指数的变化量；WQIt-1和WQIt分别为t-1和t时刻的区域水质综合指数；Δxk为第k个区域水质影响因素的变化量；根据对数均值权数函数推导出Δxk计算公式为： 其中： 代入逐时段区域水质综合指数、降水量、水资源量、用水量、万元工业增加值、国内生产总值、人口总数各项数据，计算得到各区域水质影响因素逐时段变化量；步骤7、区域水质影响因素贡献分析：基于各区域水质影响因素逐时段变化量的计算结果，分析各区域水质影响因素贡献值，以正值为正向驱动效应，负值为负向驱动效应。

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