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基于三维荧光技术的艾比湖流域地表水盐分快速诊断研究
王小平
1,2,*
张飞
1,2,3
杨胜天
4
阿依努尔·玉山江
1,2
陈芸
5
作者单位
摘要
1
新疆大学资源与环境科学学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
2
新疆大学绿洲生态教育部重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
3
新疆智慧城市与环境建模普通高校重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
4
北京师范大学地理学与遥感科学学院, 北京 100875
5
CSIRO, Land and Water, Canberra 2601, Australia
如何快速获取干旱区地表水盐分含量是干旱区绿洲地表水有效管理的关键问题。 研究以艾比湖流域为研究区, 三维荧光光谱技术为诊断手段, 利用荧光激发发射矩阵(EEM)结合平行因子分析(PARAFAC)法, 提取艾比湖流域地表水水体荧光组分, 构建干旱区地表水三维荧光光谱指数。 通过线性回归方法, 建立基于三维荧光光谱技术的地表水盐分含量的诊断模型。 结果表明: (1)艾比湖流域地表水溶解性有机质含有四种荧光组分即: 微生物腐殖质(C1), 腐殖酸等有机物质(C2, C4), 蛋白质类有机物质(C3)。 (2)通过三维荧光指数分析发现, 流域地表水有机污染类型为“陆源型”, 受人类干扰比较严重, 水体有机污染差异较大, 且三维荧光指数、 荧光组分分别与地表水水体含盐量呈显著相关性, W2, W4, W7, F355, HIX和BIX与水体盐分含量的关系显著, 0516
艾比湖流域
三维荧光
平行因子分析法
水体含盐量
Ebinur Lake Watershed
PARAFAC factor analysis
Water salt content
water salt content
PDF全文
Full Text
光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1468
光谱学
平行因子法结合自组织映射神经网络的三维荧光特征及其与水质的关系
王娟
1,2
张飞
1,2,3
王小平
1,2
杨胜天
1,4
陈芸
5
作者单位
摘要
1
新疆大学资源与环境科学学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
2
新疆大学绿洲生态教育部重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
3
新疆智慧城市与环境建模普通高校重点实验室, 新疆 乌鲁木齐 830046
4
北京师范大学地理学与遥感科学学院, 北京 100875
5
澳大利亚联邦科工组织水土研究所, 澳大利亚 堪培拉 2601
利用三维荧光技术进行水质监测对干旱区绿洲河流水质的有效管理具有重要的意义。以三维荧光技术为手段,以艾比湖流域地表水为研究对象,结合平行因子(PARAFAC)法和自组织特征映射神经网络(SOM)方法,探讨了艾比湖流域地表水溶解性有机质的三维荧光特征及其与地表水水质指标之间的关系。通过PARAFAC法,有效提取了艾比湖流域地表水样中的4种荧光组分,C1荧光峰对应物质为紫外区类富里酸,C2荧光峰对应物质为类富里酸,C3包括2个峰C3(T1)和C3(T2),其中C3(T1) 荧光峰对应物质为类蛋白,C3(T2)荧光峰对应物质为类腐殖酸,C4荧光峰对应物质为类腐殖质。经SOM训练,在不同聚类层中探讨水质参数分布情况,水质状况由差到好的顺序依次为博河上游、精河绿洲、乌苏周边农田、艾比湖周边。在艾比湖流域丰水期,酸碱度(pH)、电导率(EC)、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)和五日生化需氧量(BOD5)与水样的三维荧光峰具有较为显著的相关性,而总磷(TP)、总氮(TN)及氨氮(NH+3-N)与各荧光峰相关性较弱。分别建立pH、EC、DO、COD及BOD5与各荧光组分间的多元线性回归方程,求得相关系数R分别为0.579、0.632、0.502、0.762和0.785,可以在一定程度上利用各荧光组分模拟水质参数的变化情况。在利用PARAFAC探讨地表水荧光特征的基础上,SOM网络作为一种有效的水体荧光光谱分析工具,可为干旱区水质监测和河流水质污染治理提供科学依据。
光谱学
水质监测
三维荧光
平行因子分析法
自组织映射神经网络
艾比湖流域
PDF全文
Full Text
光学学报
2017, 37(7): 0730003
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