基于信息熵密切值法的宿鸭湖水库富营养状况评估

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb19030054

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (18): 55-59.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb19030054

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基于信息熵密切值法的宿鸭湖水库富营养状况评估

王国重¹, 李中原², 张继宇³, 左其亭⁴, 程焕玲⁵

¹黄河水文水资源科学研究院,郑州 450004
²河南省水文水资源局，郑州 450003
³河南黄河河务局，郑州 450003
⁴郑州大学水利与环境学院，郑州 450001
⁵河南省水土保持监测总站，郑州 450008

收稿日期:2019-03-14 修回日期:2019-04-27 出版日期:2020-06-25 发布日期:2020-07-10
作者简介:王国重,男,1972年出生,高工,博士,从事水文水资源、水土保持方面的工作。通信地址：450004 郑州市城北路12号黄委会水文局,Tel：15890151558,E-mail: zhonggw@tom.com。
基金资助:
河南省科技攻关计划“河南省水库型饮用水水源地水质风险评估及保障体系研究”(GG201604)

Informaion Entropy Osculating Method: The Assessment of Eutrophic Status in Suyahu Reservoir

Wang Guozhong¹, Li Zhongyuan², Zhang Jiyu³, Zuo Qiting⁴, Cheng Huanling⁵

¹Hydrology and Water Resources of Yellow River Scientific Research Institute, Zhengzhou 450004
²Hydrology and Water Resources Bureau in Henan Province, Zhengzhou 45000
³Yellow River Henan Bureau, Zhengzhou 450003
⁴College of Water Conservancy and Environment,Zhengzhou University, Zhengzhou 450001
⁵Soil and Water Conservation Supervision Central Station in Henan Province, Zhengzhou 450008

Received:2019-03-14 Revised:2019-04-27 Online:2020-06-25 Published:2020-07-10

摘要/Abstract

摘要：

为了掌握宿鸭湖水库的富营养化情况,结合湖库富营养化评估标准,采用基于信息熵的密切值法对其2009—2015年的营养状况进行评估。结果表明：2012年该水库为轻度富营养化,其他年份则为中度富营养化。各年份营养化状况排序为2012<2013<2015<2009<2010<2014<2011;而从线性插值法角度,其营养化程度排序为：2012<2015<2013<2011<2010<2009<2014。两者结果虽然一致,但各年份的排序存在着差异：由于评估原理和对指标权重的处理方式不同,线性插值法的主观性较大,基于信息熵的密切值法可以减少主观性,并能确定主要影响因素,使其评估结果更符合实际。基于信息熵的密切值法可作为湖库营养状况分析的常用方法。

关键词: 密切值法, 信息熵, 宿鸭湖水库, 富营养化, 评估

Abstract:

To grasp the nutritional situation of Suyahu reservoir, combining with the evaluation criteria of the eutrophication of lake and reservoir, the eutrophic status was analyzed based on information entropy osculating method from 2009 to 2015. The results showed that the reservoir had mild eutrophication in 2012, and moderate eutrophication in the other years. By nutritional degree, the order of each year from light to heavy was 2012<2013<2015<2009<2010<2014<2011; from the perspective of linear interpolation method, the order of its nutritional degree was 2012<2015<2013<2011<2010<2009<2014; there were differences in the sorting though the outcome from the two methods were consistent, the subjectivity of linear interpolation method was more due to the discrepancy of evaluation principle and approach of index weight, information entropy osculating method could reduce the subjectivity and identify the major influencing factors, which made the evaluation result more accord with the reality. Information entropy osculating method can be used as a common method to analyze water quality of reservoirs and lakes.

Key words: osculating value method, information entropy, eutrophication, Suyahu reservoir, assessment

中图分类号:

X824

王国重, 李中原, 张继宇, 左其亭, 程焕玲. 基于信息熵密切值法的宿鸭湖水库富营养状况评估[J]. 中国农学通报, 2020, 36(18): 55-59.

Wang Guozhong, Li Zhongyuan, Zhang Jiyu, Zuo Qiting, Cheng Huanling. Informaion Entropy Osculating Method: The Assessment of Eutrophic Status in Suyahu Reservoir[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(18): 55-59.

图/表 2

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营养分级(EI)	评估等级	评估指标（赋分En）	TP/(mg/L)	TN/(mg/L)	Chl-a/(mg/L)	SD/m	COD_M_n/(mg/L)
贫营养 (0≤EI≤20)	R1	10	0.001	0.020	0.0005	10	0.15
贫营养 (0≤EI≤20)	R2	20	0.004	0.050	0.0010	5.0	0.4
中营养 (20<EI≤50)	R3	30	0.010	0.10	0.0020	3.0	1.0
	R4	40	0.025	0.30	0.0040	1.5	2.0
	R5	50	0.050	0.50	0.0100	1.0	4.0
轻度富营养 (50<EI≤60)	R6	60	0.10	1.0	0.026	0.5	8.0
中度富营养 (60<EI≤80)	R7	70	0.20	2.0	0.064	0.4	10
中度富营养 (60<EI≤80)	R8	80	0.60	6.0	0.16	0.3	25
重度富营养 (80<EI≤100)	R9	90	0.90	9.0	0.40	0.2	40
重度富营养 (80<EI≤100)	R10	100	1.30	16.0	1.00	0.12	60

营养分级(EI)	评估等级	评估指标（赋分En）	TP/(mg/L)	TN/(mg/L)	Chl-a/(mg/L)	SD/m	COD_M_n/(mg/L)
贫营养 (0≤EI≤20)	R1	10	0.001	0.020	0.0005	10	0.15
贫营养 (0≤EI≤20)	R2	20	0.004	0.050	0.0010	5.0	0.4
中营养 (20<EI≤50)	R3	30	0.010	0.10	0.0020	3.0	1.0
	R4	40	0.025	0.30	0.0040	1.5	2.0
	R5	50	0.050	0.50	0.0100	1.0	4.0
轻度富营养 (50<EI≤60)	R6	60	0.10	1.0	0.026	0.5	8.0
中度富营养 (60<EI≤80)	R7	70	0.20	2.0	0.064	0.4	10
中度富营养 (60<EI≤80)	R8	80	0.60	6.0	0.16	0.3	25
重度富营养 (80<EI≤100)	R9	90	0.90	9.0	0.40	0.2	40
重度富营养 (80<EI≤100)	R10	100	1.30	16.0	1.00	0.12	60

方法	年份
方法	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	R6	R7	R8
信息熵密切值	1.18	1.93	3.02	0	0.92	2.37	1.15	0.04	2.48	10.29
评估结果	中富	中富	中富	轻富	中富	中富	中富	轻富	中富	中富
线性插值	64.70	64.50	63.20	57.50	61.90	66.10	60.70	60.00	70.00	80.00
评估结果	中富	中富	中富	轻富	中富	中富	中富	轻富	中富	中富

方法	年份
方法	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	R6	R7	R8
信息熵密切值	1.18	1.93	3.02	0	0.92	2.37	1.15	0.04	2.48	10.29
评估结果	中富	中富	中富	轻富	中富	中富	中富	轻富	中富	中富
线性插值	64.70	64.50	63.20	57.50	61.90	66.10	60.70	60.00	70.00	80.00
评估结果	中富	中富	中富	轻富	中富	中富	中富	轻富	中富	中富

基于信息熵密切值法的宿鸭湖水库富营养状况评估

Informaion Entropy Osculating Method: The Assessment of Eutrophic Status in Suyahu Reservoir

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