模糊综合评价法在水环境质量评价中应用

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1、模糊综合评价法在水环境质量评价中应用　　摘要：水环境质量评价就是对水环境品质的忧劣给以定量或定性的描述，它是人们认识水环境质量，找出水环境质量存在的主要问题所必不可少的手段和工具。水环境污染程度与水质分级相互联系存在模糊性，水质变化是连续的，而模糊评价法较好地体现了水环境中客观存在的模糊性和不确定性。关键词：水环境质量评价；评价方法；模糊综合评价中图分类号：X-651文献标识码：A引言水环境质量评价是进行环境管理的重要手段之一。通过水环境质量评价可以了解环境质量的过去、现在和将来发展趋势及其变化规律，制定综合防治措施与方案；水环境质量评价的方法有很多种，其中模糊综合评价法

2、是通过建立隶属函数、计算模糊关系矩阵、计算权重系数以及计算模糊综合指数等一系列过程，并最终根据模糊综合指数来判断水质级别的一种数学方法。1水环境质量评价及模糊综合评价法的原理6水环境质量评价是按照评价目标选择相应的水质参数、水质标准和计算方法，对水的利用价值及水的处理要求做出评定。水环境质量评价必须以监测资料为基础，经过数理统计得出统计量及环境的各种代表值，然后依据水环境质量评价方法及水环境质量分级分类标准进行环境质量评价。模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评标方法。该综合评价法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象

3、做出一个总体的评价。2水环境质量的环境指数2.1权重公式环境质量指数标准式为：Ii=Ci/Si；其中Ci—第i种因子在环境中的检测值；Si—第i种因子的评价标准。2.2归一化权重公式用超标污染贡献率来计算权重,超标越多,权重越大。Wi=（Ci/Si）/∑(Ci/Si)；其中Ci—第i种因子的实测值(mgPL)。Si—第i种因子的标准，其数值为该因子各等级标准的平均值(mgPL)。n—评价因子的个数。Wi—第i种因子的权重。则得到权重集为:A={W1,W2,…,Wj}2.3隶属度隶属度可以通过对隶属函数的计算来确定,隶属函数一般采用降半梯形分布来描述。根据《地表水环境质量标

4、准》(GB3838-2002),各水质类别的隶属度rij按下式计算:6sj，j—评价因子Xi的第j类水质标准值；x—评价的因子Xi的监测值。2.4建立单因子评价矩阵设参与水质评价的评价因子有m个,水质评价标准由n个级别组成。由于水质污染程度和水质分级标准都是模糊的,故用隶属度来刻画分级界限比较合理。设rij表示第i种污染物的环境质量数值可以被评价为第j类环境质量的可能性(即i对j的隶属度,它们的关系即为隶属函数),这样就构成了水质评价因子与水质类别的模糊关系矩阵[R]。m—代表评价因子数i=1,2,…,m;n—代表水质类别即j=1,2,3,4,5。3评价因子的选取及水质评

5、价标准基于上述个公式关系，并以某一河流周围3个不同位置采样检测，并设置6个评价指标：硝酸盐（NO3-）；氨氮（NH3_N）；总磷（P）；氯化物（Cl-）；硫酸盐（SO42-）；溶解氧（CODcr）。表1、各布点的各项评价指标测定值单位：mg/L表2、地表水环境质量标准基本项目标准限值单位：mg/L标准类别6在获得各评价指标对各级标准的隶属函数基础上，同时由上述各公式可以得出如下表格：4确定评价因素的模糊权向量及环境因素n个因子构成评价集b=｛b1,b2,…，bn｝。地面水环境质量标准的m个判断等级构成评判集y=｛y1,y2,…，ym｝。行向量（ri1,ri2,…，rim）

6、是考虑环境因子在y上的隶属度。环境因子的模糊集a=(a1,a2,…，an）表示对于因子在环境因子问题中的加权数，且a的总和等于1。m=a⊙R为对于某环境因素各因子的总合评判。用原始模型mⅠ=∨(ai∧rij)进行复合运算。对于1号点位而言：mⅠ1=∨(ai∧rij)=（0.001，0.363，0.410，0.139，0.008，0.089）==（0.008，0，0，0，0.363）经归一化处理后，得6WI1=(0.022，0，0，0，0.978)应用上述的方法，确定的3个点位复合运算的结果如下：mⅠ1=[0.008，0，0，0，0.363]mⅠ2=[0.006，0，0，0

7、，0.512]mⅠ3=[0.007，0，0，0，0.531]3个点位一级评价归一化处理后的数据：W1=[0.022，0，0，0，0.978]，Ⅴ级水质。W2=[0.012，0，0，0，0.988]，Ⅴ级水质。W3=[0.013，0，0，0，0.987]，Ⅴ级水质。从向量mⅠ1可以看出，对于ⅴ类水的隶属度最大，根据模糊综合评价的最大隶属度原则，可知该湖为V类水。通过单因子评价集隶属度组成的单因子评价矩阵可以看出：N、P的指标高，可见主要污染物为含氮磷的有机物，属于富营养型湖泊,水生生物多，化学需氧量偏高。应采取措施控制周围生活污