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基于CDOM吸收系数的长江口DOC浓度反演模型的优化
摘要：
长江口是世界上最大的河口之一，其水质变化受到固体悬浮物和有机质等因素的影响。溶解有机碳（DOC）是衡量长江口水质的重要指标，因此开展DOC反演研究对于长江口水环境管理具有重要的意义。本文基于长江口CDOM吸收系数的反演模型，优化反演DOC浓度的方法，提高了DOC反演精度，并与实测数据进行了对比验证，结果表明该方法可以较为精确地反演DOC浓度。
关键词：长江口；溶解有机碳；CDOM吸收系数；反演模型
Abstract:
TheYangtzeRiverEstuaryisoneofthelargestestuariesintheworld,anditswaterqualityisaffectedbyfactorssuchassuspendedsolidsandorganicmatter.Dissolvedorganiccarbon(DOC)isanimportantindicatorformeasuringthewaterqualityoftheYangtzeRiverEstuary.Therefore,conductingDOCinversionresearchisofgreatsignificanceforwaterenvironmentalmanagementintheYangtzeRiverEstuary.BasedontheCDOMabsorptioncoefficientinversionmodelintheYangtzeRiverEstuary,themethodofinvertingtheDOCconcentrationisoptimizedinthispapertoimprovetheaccuracyofDOCinversion.TheresultsshowthatthismethodcanaccuratelyinverttheDOCconcentration.
Keywords:YangtzeRiverEstuary;Dissolvedorganiccarbon;CDOMabsorptioncoefficient;Inversionmodel
一、研究背景
长江口是世界上最大的河口之一，其水质变化受到固体悬浮物和有机质等因素的影响。溶解有机碳（DOC）是衡量长江口水质的重要指标。DOC来源于生物降解、降雨和污水排放等，其浓度对水质的影响很大。因此，研究DOC在长江口的分布规律和影响因素对于长江口水环境管理和保护具有重要的意义。
传统的DOC浓度测定方法需要较长时间的样品预处理和分析操作，具有时间和人力成本高、需要大量样品、复杂等缺点。因此，开展DOC间接反演研究具有重要的现实意义，可节约大量的时间和人力成本，并且具有实时性，可以更好地掌握水质的动态变化。
二、研究方法
DOC浓度反演方法基于CDOM吸收系数反演模型。CDOM是指水体中的色素和有机质等物质的吸收系数之和，其吸收系数与DOC浓度密切相关。通过CDOM吸收系数反演模型，可以间接反演DOC浓度。本文在原有的CDOM吸收系数反演模型的基础上，对反演DOC浓度的方法进行了优化，主要包括以下几个方面：
1.优化数据采集，增加监测点位密度和时空覆盖范围。通过增加监测点位密度和时空覆盖范围，可以更准确地反映长江口DOC浓度变化趋势，提高DOC反演精度。
2.优化模型参数。在CDOM吸收系数反演模型中，光学指数是一个重要的参数，其值越小表示颜色越暖色，而值越大表示颜色越冷色。本文通过分析实测数据，优化了光学指数的取值范围，提高了CDOM吸收系数反演模型的精度。
3.建立DOC浓度反演模型。通过建立CDOM吸收系数和DOC浓度的数学关系模型，可以根据实测CDOM吸收系数反演DOC浓度。本文采用多元线性回归模型对CDOM吸收系数和DOC浓度进行反演，提高反演精度。
三、研究结果
本文基于长江口实测数据，对优化后的DOC浓度反演方法进行了测试，结果表明该方法可以较为精确地反演DOC浓度，并与实测数据进行了对比验证。图1为研究区DOC浓度分布图，图2为实测DOC浓度与反演DOC浓度的对比图。
图1研究区DOC浓度分布图
图2实测DOC浓度与反演DOC浓度的对比图
四、结论
本文基于长江口CDOM吸收系数的反演模型，优化反演DOC浓度的方法，提高了DOC反演精度，并与实测数据进行了对比验证，结果表明该方法可以较为精确地反演DOC浓度。该方法具有反演精度高、操作简便、实时性好等优点，可以较好地反映长江口水环境的变化趋势，为长江口水质管理和保护提供了科学依据。未来，需要继续完善该方法，并加强长江口水质监测和管理工作，保障长江口水质的稳定和健康。