本發明公開了一種分段回歸突變點確定淺水湖泊水質管理目標方法，包括以下步驟：(1)搜集需要確定水質管理目標的淺水湖泊n組葉綠素a的濃度Z，總磷濃度X以及總氮濃度Y值，獲得對應的值logZ、logX及logY；(2)初步確定總磷突變點；(3)精確確定總磷的突變點；(4)用總氮濃度代替總磷濃度，重復步驟(2)和(3)精確確定總氮的突變點；(5)確定淺水湖泊候選營養鹽水質管理目標；(6)確定淺水湖泊水體用途所要求水質并與候選營養鹽水質管理目標比較，最終確定具體湖泊營養鹽水質管理目標。本發明完全利用了客觀觀測數據中自然展現的統計突變點，精確的確定水質等級區間，易于在各種受污染淺水湖泊水質管理目標的確定中推廣使用。

1.一種分段回歸突變點確定淺水湖泊水質管理目標方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)搜集需要確定水質管理目標的淺水湖泊n組葉綠素a的濃度、總磷濃度以及總氮濃
度，n為大于50的整數，Z_i、X_i和Y_i分別表示第i組葉綠素a的濃度、總磷濃度和總氮濃度的值，
統一葉綠素a的濃度、總磷濃度和總氮濃度的單位；并將葉綠素a的濃度、總磷濃度以及總氮
濃度分別取自然對數e為底的對數，獲得對應的值logZ_i、logX_i及logY_i；
(2)以葉綠素a的濃度對數值為因變量，以總磷濃度對數值為自變量做非參數回歸，并
初步確定總磷突變點；
(3)以葉綠素a的濃度對數值為因變量，以總磷濃度對數值為自變量做分段線性回歸，
用步驟(2)中確定的總磷濃度突變點作為求解初始值，精確確定總磷突變點；
(4)用總氮濃度代替總磷濃度，重復步驟(2)和(3)精確確定總氮的突變點；
(5)根據總氮突變點和總磷突變點及湖泊所在區域的社會經濟發展情況和國家水質標
準，確定淺水湖泊候選營養鹽水質管理目標；
(6)確定淺水湖泊水體用途所要求水質并與候選營養鹽水質管理目標比較，最終確定
具體湖泊營養鹽水質管理目標；
所述步驟(2)具體包括以下步驟：
a.根據湖泊總磷濃度和葉綠素a的濃度的觀測值數據數量n，用h＝n^-1/5計算最佳帶寬值
h；
b.在總磷濃度對數值的取值范圍內均勻取1000個數值作為自變量logM的值logM_p，即
logM₁、logM₂、logM₃...logM₁₀₀₀；
c.從logM₁開始計算得到所有滿足條件logX_i≤logM₁+3h及logX_i≥logM₁-3h的總磷對數
值logX_i，對每一個滿足條件的logX_i及logM₁計算相應的核函數K(logX_i-logM₁)，作為logX_i
在點logM₁上的權重，不滿足條件logX_i≤logM₁+3h及logX_i≥logM₁-3h的logX_i權重為0；其
中：
d.利用已有數值求解法，對logM₁依次求解兩組實數a(logM₁)，b(logM₁)；具體即要求a
(logM₁)，b(logM₁)使下式最小，
e.重復步驟c和d，依次將logM₂、logM₃...logM₁₀₀₀替換logM₁計算出兩組實數a(logM_p)，b
(logM_p)；
f.畫出回歸方程logZ＝a(logM_p)+b(logM_p)logM的曲線，其中logZ代表回歸方程的因變
量，logM是回歸方程的自變量；再次注意a(logM_p)，b(logM_p)是回歸方程的系數，是隨著自變
量logM的取值logM_p的不同而不同的兩組實數，觀察方程logZ＝a(logM_p)+b(logM_p)logM的
曲線中的轉折點，并記錄該變量的突變點logγ對應的值作為分段回歸求解迭代的初始值，
如有多個總磷突變點，取最小的總磷濃度突變點。
2.根據權利要求1所述分段回歸突變點確定淺水湖泊水質管理目標方法，其特征在于：
所述步驟(3)的求解方法是求解四個實數β₀，β₁，δ和使下式最小，

其中是示性函數，也即滿足下式：

β₀，β₁，δ的初始值為0，的初始值為logγ。
3.根據權利要求1所述分段回歸突變點確定淺水湖泊水質管理目標方法，其特征在于：
所述步驟(5)具體包括以下步驟：
a.根據湖泊所在區域的經濟發展指標，確定該區域經濟發展等級，我國各地區經濟發
展等級包括：
A.發達地區：區域人均國民生產總值超過全國人均國民生產總值的2倍，人民生活富
足；
B.較發達地區：區域人均國民生產總值是全國人均國民生產總值的1.3至2倍，人民生
活比較富足；
C.中等地區：區域人均國民生產總值是全國人均國民生產總值的0.8至1.3倍，人民生
活水平中等；
D.落后地區：區域人均國民生產總值低于全國人均國民生產總值0.8倍，人民生活較貧
困。
b.將總氮、總磷和葉綠素a的突變點值與國家《地表水環境質量標準(GB3838-2002)》比
較，確定突變點所在水質等級區間；
c.發達地區應制定更嚴格的淺水湖泊營養鹽管理目標，升高一個等級作為營養鹽水質
管理目標的候選；較發達地區取突變點所在水質等級區間對應的高等級作為營養鹽水質管
理目標的候選；中等地區取突變點所在水質等級區間對應的低等級作為營養鹽水質管理目
標的候選；落后地區在突變點基礎上，降低一個等級作為營養鹽水質管理目標的候選。
4.根據權利要求1所述分段回歸突變點確定淺水湖泊水質管理目標方法，其特征在于：
所述步驟(6)具體包括以下步驟：
a.確定湖泊水體用途及所要求水質：按照國家水質標準水體用途可分為自然保護區、
飲用水源地、漁業、工業和農業五大類；依次對應于《地表水環境質量標準(GB3838-2002)》
中的I、II、III、IV和V類水；
b.將候選營養鹽水質管理目標與該湖泊水體用途所要求水質進行比較，最終取兩者中
水質較為嚴格的結果作為具體湖泊營養鹽水質管理的目標。