層次分析法在水質(zhì)評價中的應(yīng)用

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1、中國地質(zhì)大學(xué)研究生課程報告科學(xué)、偽科學(xué)的認識課程名稱自然辯證法教師姓名王永研究生姓名白宏偉研究生學(xué)號1201410560研究生專業(yè)水利工程所在院系環(huán)境學(xué)院日期:2015年1月6日中國地質(zhì)大學(xué)研究生課程報告用層次分析法評價地下水質(zhì)量課程名稱決策理論與方法教師姓名諸克軍研究生姓名白宏偉研究生學(xué)號1201410560研究生專業(yè)水利工程所在院系環(huán)境學(xué)院日期:2015年1月10日評語對課程論文的評語:平時成績：課程論文成績：總成績：評閱人簽名：注：1、無評閱人簽名成績無效；2、必須用鋼筆或圓珠筆批閱，用鉛筆閱卷無效

2、；3、如有平時成績，必須在上面評分表中標出，并計算入總成績。用層次分析法評價地下水質(zhì)量研究目的：開展區(qū)域地下水質(zhì)量評價，突出主導(dǎo)因子對地下水質(zhì)量的影響，提出將層次分析法引入地下水評價中，以單因子評價結(jié)果為基礎(chǔ)對地下水質(zhì)量進行二次評價。構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型并組建專家組進行討論，最終以專家打分的方式確定評價中各個因子的權(quán)重。分別對，兩組地下水質(zhì)數(shù)據(jù)進行單因子評價、內(nèi)梅羅指數(shù)綜合評價以及層次分析評價。對比評價結(jié)果發(fā)現(xiàn)，層次分析法能夠在突出主導(dǎo)因子對水質(zhì)評價的貢獻的基礎(chǔ)上，更為真實地反映區(qū)域地下水質(zhì)量狀況研究步驟：（

3、1）根據(jù)評價的目標層，因地制宜地選取評價因子建立評價模型。（2）確定各個評價因子的標度值，構(gòu)建判斷矩陣。（3）對所構(gòu)建的判斷矩陣進行一致性檢驗，修正未通過一致性檢驗的矩陣，直至通過。（4）根據(jù)因子間的層次關(guān)系，計算參與評價的各個因子的權(quán)重。一、地下水質(zhì)量評價模型的建立在將層次分析法應(yīng)用于地下水質(zhì)量評價之前，首先應(yīng)完成地下水質(zhì)量的單因子評價;應(yīng)其次，由專家組對參與評價的各個因子進行歸類和層次梳理，初步構(gòu)建層次分析法的層次結(jié)構(gòu)。層次結(jié)構(gòu)圖如圖1所示:C4C3C2C1B3B4B2B1A2A4A3A111圖1地下

4、水質(zhì)量評價層次結(jié)構(gòu)圖1．1地下水質(zhì)量評價模型的建立在將層次分析法應(yīng)用于地下水質(zhì)量評價之前，首先應(yīng)完成地下水質(zhì)量的單因子評價;應(yīng)其次，聘請專家組對參與評價的各個因子進行歸類和層次梳理，初步構(gòu)建層次分析法的層次結(jié)構(gòu)。層次結(jié)構(gòu)圖說明，在這個層次結(jié)構(gòu)圖中:第一層:目標層，為地下水質(zhì)量評價的評價結(jié)果;第二層:一級因子層，分別代表參與評價目標層的三組因子;第三層:二級因子層，等分別代表參與修正因子的四個子因子;等分別代表參與修正因子的四個子因子;等分別代表參與評價因子的四個子因子。1．2判斷矩陣及標度值的確定在構(gòu)造判

5、斷矩陣之前，先對各個參與評價因子的標度進行明確。因子的標度確認順序是從“層次結(jié)構(gòu)圖”的底層由下及上。根據(jù)參與評價因子的單因子評價結(jié)果和該項因子超標時對環(huán)境以及人類的危害程度，將參與評價的因子兩兩進行比較，將全部的比較結(jié)果構(gòu)造成為判斷矩陣。為和對其目標層影響的重要程度之比，值得確定參照表表1判斷矩陣標度及其含義表標度值含義1因素與同樣重要3因素與稍微重要5因素與明顯重要7因素與強烈重要9因素與極端重要2、4、6、8表示1-3、3-5、5-7、7-9的中值。由因素與的重要性比較得到判斷矩陣，則因素與的重要性相

6、比得到的判斷為=1/1．3判斷矩陣的一致性檢驗判斷矩陣的一致性檢驗，能夠反映判斷矩陣構(gòu)造的合理性。在判斷矩陣一致性檢驗的我過程中，我們應(yīng)該首先求得判斷矩陣的特征值及特征向量。成功通過一致性檢驗的判斷矩陣的特征值即為對應(yīng)評價因子的權(quán)重，可直接應(yīng)用于地下水質(zhì)量的評價中。一致性的檢驗公式為:=(－n)/(n－1);=/。其中:和為一致性檢驗指標;為最大特征根;n為矩陣階數(shù);為平均隨機一致性指標，取值見表2。一般認為在＜0．1、＜0．1時，判斷矩陣的一致性可以接受，否則應(yīng)該對判斷矩陣進行修正，直到其通過一致性檢驗

7、為止。表2平均隨機一致性檢驗指標值矩陣階數(shù)3456………平均隨機一致性檢驗指標值0.580.891.121.26……...二、應(yīng)用實例2．1構(gòu)造判斷矩陣隨機挑選2組地下水點，，對其分析項中的12項典型檢測項，在專家打分的基礎(chǔ)上構(gòu)造出相應(yīng)的判斷矩陣。判斷矩陣分別見表3、表4、表5、表6。表3地下水質(zhì)量的判斷矩陣標度值常規(guī)指標無機毒理指標重金屬指標常規(guī)指標（A）123無機毒理指(B)1/212重金屬指標（C）1/31/21表4常規(guī)指標評價因子A的判斷矩陣標度值PH值總硬度鈉硫酸鹽PH值1355總硬度1/312

8、3鈉1/51/211硫酸鹽1/51/211在此需要指出的是，當(dāng)參與評價的底層因子增多時需要對層次結(jié)構(gòu)模型進行修正，參與評價的因子越多，構(gòu)造的結(jié)構(gòu)模型越復(fù)雜。表5無機毒理指標評價因子B的判斷矩陣標度值氟化物亞硝酸鹽硝酸鹽硒氟化物1334亞硝酸鹽1/3112硝酸鹽1/3112硒1/41/21/21表6重金屬指標評價因子C的判斷矩陣標度值鎘(C1)汞(C2)鉛(C3)砷(C4)鎘(C1)11/21/31汞(C2)211/22鉛(C3