本文選題：光譜學 + 水質監(jiān)測��； 參考：《光學學報》2017年07期

【摘要】：利用三維熒光技術進行水質監(jiān)測對干旱區(qū)綠洲河流水質的有效管理具有重要的意義。以三維熒光技術為手段,以艾比湖流域地表水為研究對象,結合平行因子(PARAFAC)法和自組織特征映射神經網絡(SOM)方法,探討了艾比湖流域地表水溶解性有機質的三維熒光特征及其與地表水水質指標之間的關系。通過PARAFAC法,有效提取了艾比湖流域地表水樣中的4種熒光組分,C1熒光峰對應物質為紫外區(qū)類富里酸,C2熒光峰對應物質為類富里酸,C3包括2個峰C3(T1)和C3(T2),其中C3(T1)熒光峰對應物質為類蛋白,C3(T2)熒光峰對應物質為類腐殖酸,C4熒光峰對應物質為類腐殖質。經SOM訓練,在不同聚類層中探討水質參數(shù)分布情況,水質狀況由差到好的順序依次為博河上游、精河綠洲、烏蘇周邊農田、艾比湖周邊。在艾比湖流域豐水期,酸堿度(pH)、電導率(EC)、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)和五日生化需氧量(BOD5)與水樣的三維熒光峰具有較為顯著的相關性,而總磷(TP)、總氮(TN)及氨氮(NH+3-N)與各熒光峰相關性較弱。分別建立pH、EC、DO、COD及BOD5與各熒光組分間的多元線性回歸方程,求得相關系數(shù)R分別為0.579、0.632、0.502、0.762和0.785,可以在一定程度上利用各熒光組分模擬水質參數(shù)的變化情況。在利用PARAFAC探討地表水熒光特征的基礎上,SOM網絡作為一種有效的水體熒光光譜分析工具,可為干旱區(qū)水質監(jiān)測和河流水質污染治理提供科學依據(jù)。
[Abstract]:The application of three dimensional fluorescence technique in water quality monitoring is of great significance to the effective management of the water quality of oasis rivers in arid areas. Taking the surface water of the Ebinur Lake Basin as the research object, using the three-dimensional fluorescence technique, the parallel factor PARAFAC method and the self-organizing feature mapping neural network (SOM) method were used. The three dimensional fluorescence characteristics of dissolved organic matter in the surface water of Ebinur Lake Basin and its relationship with the surface water quality index were discussed. Through the PARAFAC method, Four kinds of fluorescence components (C _ 1) and C _ (1) were effectively extracted from the surface water samples of Ebinur Lake Basin. The corresponding substances of C _ (1) fluorescence peak of C _ (1) C _ (1) and C _ (3) C _ (3) C _ (2) C _ (3) C _ (3) C _ (2) and C _ (3) C _ (3) T _ (1) were two peaks. The corresponding substance of the fluorescence peak of C _ (3) C _ (3) T _ (2) is the humus like substance of C _ (4) fluorescence peak of humic acid. After SOM training, the distribution of water quality parameters was discussed in different cluster layers. The order of water quality condition from bad to good was the upper reaches of Bo River, the oasis of Jinhe River, the farmland around Wusu and the periphery of Ebinur Lake. In the high water season of Ebinur Lake, the pH ~ (+) of pH, the conductivity of EC ~ (2 +), the do of dissolved oxygen, the chemical oxygen demand (COD) and the five days' biochemical oxygen demand (Bod _ 5) are significantly correlated with the three dimensional fluorescence peak of the water sample. However, TPN, TNN and NH _ 3-N) had a weak correlation with the fluorescence peaks. The multivariate linear regression equations between BOD5 and the fluorescent components were established, and the correlation coefficient R was 0.579U 0.632U 0.502N 0.762 and 0.785respectively. The variation of water quality parameters could be simulated by the fluorescence components to a certain extent. On the basis of discussing the fluorescence characteristics of surface water by using PARAFAC network, as an effective tool of water fluorescence spectrum analysis, it can provide scientific basis for water quality monitoring and river water pollution control in arid areas.
【作者單位】： 新疆大學資源與環(huán)境科學學院;新疆大學綠洲生態(tài)教育部重點實驗室;新疆智慧城市與環(huán)境建模普通高校重點實驗室;北京師范大學地理學與遙感科學學院;澳大利亞聯(lián)邦科工組織水土研究所;
【基金】：國家自然科學基金(41361045);國家自然科學基金(新疆聯(lián)合基金本地優(yōu)秀青年人才培養(yǎng)專項)(U1503302) 2016年新疆大學大學生創(chuàng)新訓練計劃重點項目(XJGRI2016014)
【分類號】：O657.3;X832

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本文編號：1779578