基于函数型数据分析的河流有机碳通量评估模型及其应用

作者：赵梓屹; 刘凌; 闫峰^*; 钱宝

来源：水电能源科学, 2023, 41(06): 31-34.

DOI：10.20040/j.cnki.1000-7709.2023.20222205

• 总有机碳
• 通量评估
• 函数型数据分析
• 长江

由于总有机碳(TOC)不是常规水文监测数据，监测频率远低于流量资料，且常常具有缺失值，这对评估TOC通量和揭示碳在河流的输移过程带来了较大难度。针对不同监测频率下的河流TOC通量评价问题，基于函数型数据分析(FDA),提出了一种改进的计算模型。首先，对离散数据集进行函数化处理，将所有指标均转化为同一评价时域上的光滑连续的函数曲线；而后通过黎曼积分，计算评价断面在研究时段的TOC通量。对长江朱沱站的评价结果表明，朱沱站2018～2020年TOC年通量的均值为70.2×104t;朱沱站TOC通量年内分配极不均匀，高度集中在汛期，特别是夏季。汛期(6～9月)的TOC通量年均值为43.82×104t,相当于总量的62.43%;夏季TOC通量年均值为34.90×104t,相当于总量的49.72%。而枯水期(10～5月)的TOC通量年均值仅为26.37×104t,占全年总量的37.57%;冬季的TOC通量年均值近7.13×104t,占全年总量的10.15%;与传统方法相比，改进后的TOC通量模型能更有效地处理缺失值和多指标监测序列不一致问题，并更准确地评估不同季节和丰枯水期的TOC通量变化过程。

• 单位
  鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室; 河海大学; 南昌大学