一、基本原理
本技术属于方法集成类技术，由多源数据融合分析技术、最佳通量估算方法筛选技术、径流分割面源污染技术组成。针对污染物通量核算偏差大的问题，系统调研国内外通量核算方法，构建基于统计学的通量核算方法体系，探究不同类型估算方法的计算原理、计算流程和适用范围；基于监测数据和模拟抽样数据，开展不同方法不同监测频率下的污染物通量核算，选取误差分析指标科学评估不同方法在污染物通量核算准确性、稳定性和综合性能等方面的综合表现，筛选确定不同污染物与监测频率下的最佳通量核算方法，提升污染通量核算结果的准确性与稳定性。针对长江丘陵山区、平原河网区和黄河大型灌区等不同区域，研究在降水和人为排放驱动条件下面源污染物的通量发展过程，设计田块-排水沟渠-河湖流域等不同尺度的水质、水量监测实验方案，开展梯级观测，采集降雨量、径流量、土地利用类型和易流失组分浓度等多源数据，研究操作简便、准确度高的点源、面源分割技术，获取断面面源污染物通量。
二、技术流程
技术流程包括多源数据采集与整合、核算断面与指标确定、断面总通量计算方法优选、面源污染通量分割与核算，具体如下。
（1）多源数据采集与整合
收集研究区涵盖水质监测数据、水文数据、气象数据、地理信息数据以及社会经济数据（人口分布、农业种植结构等）等数据。利用数据融合技术，将不同来源、格式和空间时间分辨率的数据进行统一处理和整合。通过数据插值、空间匹配和时间对齐等方法，使各类数据能够在同一时空框架下进行分析，为后续的面源污染物通量核算提供全面、准确的数据基础。
（2）核算断面与指标确定
根据环境监测和统计数据，结合流域水环境改善需求，全面了解水体水质状况、污染源及其分布情况，确定断面主要污染物，分析污染物通量在不同时期、空间位置（山区、平原、灌区等）的变化规律。采用相关性分析、主成分分析等统计方法，研究自然环境因素（如气候降雨、地形坡度等）和人类活动因素（如农业施肥、畜禽养殖等）对污染物通量的影响，确定通量核算断面和核算指标。
（3）总通量计算方法优选
通过对国内外通量核算方法的系统性调研，梳理基于统计学的通量核算方法，探究不同估算方法的计算原理、计算方法和适用性。基于监测数据和模拟抽样数据，开展不同方法不同监测频率下的污染物通量核算，选取误差分析指标科学评估不同方法在污染物通量核算准确性、稳定性和综合性能等方面的综合表现，筛选确定不同污染物的最佳通量核算方法。
（4）面源污染通量分割
结合历史数据的可获取性，采用不同径流过程分割方法来分割断面的点、面源通量，对于缺乏历史监测资料的断面考虑采用水量平衡法或简单丰平枯水期分割法，具有长时间序列数据的断面考虑采用图形分割法或者时间序列分析方法进行分割，通过分割基流、地表径流（面源）来实现面源通量核算。
图1 技术流程图
三、技术创新点及主要技术经济指标
系统整合水文、水质、气象、地理信息及社会经济数据，通过数据插值、空间匹配等方法构建统一分析框架，实现多源数据协同分析，填补缺失数据，提升数据完整性。根据不同时空尺度和形成机制的面源污染特征，改进时段通量核算方法，降低结果偏差，通量核算结果反向优化采样策略（如通过模拟不同频次数据验证精度），实现“核算-采样”双向反馈。
针对不同类型区、污染物监测的不同组分、面源及点源的不同污染源、往复流等情景，分析面源污染物通量时空变化规律和驱动力因素，研究自然环境及人类活动对面源污染物通量产生的影响和点源、面源分割技术，开发多源数据多时空尺度条件下的面源污染物通量核算技术，保证结果偏差小于20%，实现污染物通量核算示范区业务化运行。
四、技术来源及知识产权概况
优化集成技术，依托该技术形成如下成果：
专利：（1）基于直觉模糊-组合赋权-TOPSIS的农业面源污染控制技术综合优选方法，发明专利。
（2）基于IFFDCCP方法的流域农业面源污染控制方法，国际发明专利。
规范：《断面污染物通量监测技通量监测技术规范》，通过国家生态环境监测标准预研究。
