(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210823553.1 (22)申请日 2022.07.14 (71)申请人 南京大学 地址 210023 江苏省南京市栖霞区仙林大 道163号 (72)发明人 钱新　范一凡　张琦吉　邓力刚　 (74)专利代理 机构 北京中创博腾知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11636 专利代理师 李梅 (51)Int.Cl. G16C 20/70(2019.01) G16C 20/20(2019.01) G16C 20/90(2019.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/26(2012.01)G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种复杂河网区微塑料通 量计算方法 (57)摘要 本发明适用于微 塑料通量算法技术领域， 提 供了一种复杂河网区微塑料通量计算方法， 具体 方法步骤如下： 步骤一、 在复杂河网区分布采样 断面； 步骤二、 采样与获取微塑料数据； 步骤三、 同步获取水质水文气象数据； 步骤四、 构建河道 断面微塑料通量机器学习模型， 计算复杂河网区 微塑料通量。 本发明中的一种复杂河网区微塑料 通量计算方法， 可以实现快速计算复杂河网 区内 的微塑料通量， 并且揭示微塑料污染与环境因子 之间的潜在联系。 在模拟模型建立后， 后续可依 托水文水质监测站常规监测数据即可预测河道 断面微塑料通量， 有利于节约环境监测成本， 提 高环境监测质量。 权利要求书1页 说明书8页 附图1页 CN 115188436 A 2022.10.14 CN 115188436 A 1.一种复杂河网区微塑料通 量计算方法， 其特 征在于， 方法步骤如下： 步骤一、 在复杂河网区布设采样断面； 步骤二、 采样与获取微塑料 数据； 步骤三、 同步获取 水质水文气象数据； 步骤四、 构建河道断面 微塑料通 量机器学习模型， 计算复杂河网区微塑料通 量。 2.根据权利要求1所述的复杂河网区微塑料通量计算方法， 其特征在于， 在步骤一中， 采样断面可设定为复杂河网区内干流、 一级支 流、 二级支 流的上中下游以及商业居住区、 工 业园区、 污水处 理厂排口和农业耕作区附近河道。 3.根据权利要求1所述的复杂河网区微塑料通量计算方法， 其特征在于， 在步骤二中， 采集并提取采样断面水体中的微 塑料， 统计微 塑料丰度， 测定断面流量， 计算出断面微 塑料 瞬时通量。 4.根据权利要求1所述的复杂河网区微塑料通量计算方法， 其特征在于， 在步骤三中， 水质水文气象数据是指水质因子和水文气象因子、 水质备选因子和水文气象备选因子， 水 质因子包括水温、 pH、 浊度、 溶解氧和总有机碳； 水质备选因子为： 叶绿素a、 氧化还原电位、 电导 率、 化学需氧量、 总磷、 总氮和氨 氮； 水文气象因子包括 流速和日降水量； 水文气象备选因子包括水深、 空气相对湿度和河流 流向。 5.根据权利要求1所述的复杂河网区微塑料通量计算方法， 其特征在于， 在步骤四中， 河道断面 微塑料通 量机器模型的构建方法具体步骤如下： 步骤(1)将微塑料和水质水文气象数据整理为表格形式， 文件名设为data； 步骤(2)安装和 加载R语言相关包， 导入数据集data； 步骤(3)定义回归 任务， 模拟目标为 微塑料通 量； 步骤(4)定义 kNN和随机森林两种机器学习模型 学习器。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115188436 A 2一种复杂河 网区微塑料通量计算方 法 技术领域 [0001]本发明属于微塑料通量算法技术领域， 尤其涉及 一种复杂 河网区微塑料通量计算 方法。 背景技术 [0002]微塑料几乎在各种环境介质中都有检出， 微塑料环境污染问题受到人们的关注， 我国也将微 塑料列为四类新污染物之一。 河流系统作为微 塑料由源(陆地)向汇(海洋)迁移 的主要通路， 准确计算微 塑料在该系统内的通量有助于识别生态环境中微塑料污染负载和 特征， 帮助决策者及时做出应对措施。 [0003]其中， 复杂河网区的微塑料污染问题比较复杂， 因为复杂河网区受到人类生产生 活活动的影响强烈， 造成微 塑料来源不明； 复杂河网区内往往有 各种水利工程， 水文情势复 杂， 造成微 塑料迁移 规律不明； 复杂河网区内的微塑料分布还会受到季节气候的影响， 造成 微塑料时空分布不均匀； 通过直接在河道断面采集微 塑料来计算其通量， 需要的工作量大， 时间经济成本高， 不利于 长时间监测 和大范围实施。 [0004]因此， 针对以上现状， 迫切需要开发一种复杂 河网区微塑料通量计算方法， 以克服 当前实际应用中的不足。 发明内容 [0005]针对现有技术存在的不足， 本发明实施例的目的在于提供一种复杂河网区微塑料 通量计算方法， 以解决上述背景技 术中的问题。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供如下技 术方案： [0007]一种复杂河网区微塑料通 量计算方法， 方法步骤如下： [0008]步骤一、 在复杂河网区布设采样断面； [0009]步骤二、 采样与获取微塑料 数据； [0010]步骤三、 同步获取 水质水文气象数据； [0011]步骤四、 构建河道断面 微塑料通 量机器学习模型， 计算复杂河网区微塑料通 量。 [0012]作为本发明进一步的技术方案， 在步骤一中， 采样断面可设定为复杂河网区内干 流、 一级支流、 二级支流的上中下游以及商业居住区、 工业园区、 污水处理厂排口和农业耕 作区等河网区内代 表性区域附近河道。 [0013]作为本发明进一步的技术方案， 在步骤二中， 采集并提取采样断面水体中的微塑 料， 计算微塑料丰度， 单位为个/L或个/m3， 测定断面流量， 计算出断面微塑料瞬时通量 flux， 单位 为个/(m3·s)。 [0014]作为本发明进一步的技术方案， 在步骤三中， 水质水文气象数据是指水质因子和 水文气象因子、 水质备选因子和水文气象备选因子， 水质 因子包括水温(记为temp， 单位 ℃)、 pH、 浊度(记为turb， 单位NTU)、 溶解氧(记为DO， 单位mg/L)和总有机碳(记为TOC， 单位 mg/L)；说　明　书 1/8 页 3 CN 115188436 A 3