綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)方法概述

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1、綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)方法概述目前在綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)中應(yīng)用較多典型評(píng)價(jià)方法包括：?jiǎn)我蜃釉u(píng)價(jià)法、污染指數(shù)法、模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法、灰色系統(tǒng)評(píng)價(jià)法、層次分析評(píng)價(jià)法、物源分析評(píng)價(jià)法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法，以及水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)法。單因子評(píng)價(jià)法單因子評(píng)價(jià)法是分別將各個(gè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，在所有參與綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)的水質(zhì)指標(biāo)中，選擇水質(zhì)最差的單項(xiàng)指標(biāo)所屬類別來確定所屬水域綜合水質(zhì)類別；單因子指數(shù)評(píng)價(jià)計(jì)算簡(jiǎn)單，且可清晰判斷出主要污染因子及其主要污染區(qū)水域。我國(guó)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)公報(bào)中，便采用了單因子評(píng)價(jià)水體綜合水質(zhì)。單因子指數(shù)P由一位整數(shù)、小數(shù)點(diǎn)后二位或三位有效數(shù)字組成，表示為：式中：X1————第i項(xiàng)

2、水質(zhì)指標(biāo)的水質(zhì)類別；X2————監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間中所處位置根據(jù)公式按四舍五入的原則計(jì)算確定。X3————水質(zhì)類別與功能區(qū)劃設(shè)定類別的比較結(jié)果，視評(píng)價(jià)指標(biāo)的污染程度，X3為一位或兩位有效數(shù)字。根據(jù)Pi的數(shù)值可以確定水質(zhì)類別、水質(zhì)數(shù)據(jù)、水環(huán)境功能區(qū)類別，可以比較水質(zhì)的污染程度，Pi越大，水質(zhì)越差，污染越嚴(yán)重，如果Pi大于6.0，水質(zhì)劣于V類水。單因子評(píng)價(jià)法，優(yōu)點(diǎn)：是簡(jiǎn)單、易操作。缺點(diǎn)：但單因子評(píng)價(jià)中污染因子占100％權(quán)重，其余因子權(quán)重為零，而隨水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果不斷變化，濃度越大權(quán)重越大，隨意性較大，不去考慮各因子對(duì)水環(huán)境影響的差異性，會(huì)忽略很多有用的信息，具有一定的局

3、限性。污染指數(shù)法污染指數(shù)法的基本思想是：①針對(duì)單項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，將其實(shí)測(cè)值與對(duì)應(yīng)的水環(huán)境功能區(qū)類別與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相比，形成單項(xiàng)污染指數(shù)；②對(duì)所有參與綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)的單項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)，將各指標(biāo)的單項(xiàng)污染指數(shù)通過算數(shù)平均、加權(quán)平均、連乘及指數(shù)等各種數(shù)學(xué)方法得到一個(gè)綜合指數(shù)，來評(píng)價(jià)綜合水質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：指數(shù)法綜合評(píng)價(jià)對(duì)水質(zhì)描述是定量的，只要項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠，綜合評(píng)價(jià)從總體上來講是能基本反映污染的性質(zhì)和程度的。并且對(duì)于全國(guó)流域尺度而言，污染指數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)便，便于進(jìn)行不同水系之間或同一水系不同時(shí)問上的基本污染狀況和變化的比較。缺點(diǎn)：選擇不同的污染因子會(huì)使污染指數(shù)值出現(xiàn)波動(dòng)，當(dāng)水體的某些污染物評(píng)價(jià)

4、標(biāo)準(zhǔn)值很低，而這些污染物未被檢出時(shí)，依據(jù)數(shù)據(jù)的填報(bào)原則，就將其報(bào)為檢出限的一半。此時(shí)進(jìn)行污染指數(shù)計(jì)算就會(huì)夸大水污染程度。模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法模糊數(shù)學(xué)理論是美國(guó)理論控制專家L.A.Zadeh于1965年提出的。在水環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中，涉及大量的復(fù)雜現(xiàn)象和多種因素的相互作用，也存在大量的模糊現(xiàn)象和模糊概念，因此水質(zhì)評(píng)價(jià)也可以采用模糊數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行定量化處理。模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法包括模糊綜合評(píng)判法、模糊聚類法、模糊模式識(shí)別法等，其中最典型的方法是模糊綜合評(píng)判法，其基本思想是：①構(gòu)造水質(zhì)指標(biāo)對(duì)各類水質(zhì)類別的隸屬函數(shù)；②根據(jù)隸屬度函數(shù)，計(jì)算水質(zhì)指標(biāo)實(shí)測(cè)值對(duì)各類水質(zhì)類別的隸屬度，構(gòu)造模糊關(guān)系矩陣

5、；③計(jì)算各類水質(zhì)指標(biāo)的權(quán)重，構(gòu)造權(quán)重向量；④將權(quán)重向量和模糊關(guān)系矩陣相乘，得到綜合水質(zhì)對(duì)各類水質(zhì)類別的隸屬度，最終判斷出評(píng)價(jià)樣本的綜合水質(zhì)級(jí)別。優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)在水環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中，涉及到大量的復(fù)雜現(xiàn)象和多種因素的相互作用時(shí)，用模糊關(guān)系合成原理，可將一些邊界不清、不易定量化的因素定量化。缺點(diǎn)：當(dāng)水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)較多時(shí)，常用的取大取小算法可能導(dǎo)致信息丟失過多，出現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果趨于均化、模糊失效的現(xiàn)象。灰色系統(tǒng)評(píng)價(jià)法灰色系統(tǒng)理論是我國(guó)學(xué)者鄧聚龍于1982年提出的一門新理論?；疑到y(tǒng)理論用已知的白化參數(shù)通過分析、建模、控制和優(yōu)化等程序，將灰色問題淡化和白化。應(yīng)用于綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)的灰色系統(tǒng)理論方

6、法中，最為常用的為灰色聚類法，其基本思想是：①將評(píng)價(jià)樣本標(biāo)準(zhǔn)化；②將水環(huán)境質(zhì)量類別對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度值標(biāo)準(zhǔn)化，形成對(duì)應(yīng)的水環(huán)境質(zhì)量灰類；并基于水質(zhì)灰類，構(gòu)造白化函數(shù)；③根據(jù)白化函數(shù)計(jì)算出各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)于各灰色的白化系數(shù)；根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，求得綜合水質(zhì)對(duì)于各灰色的聚類系數(shù)，最終判斷出評(píng)價(jià)樣本的綜合水質(zhì)類別。除灰色聚類法外，還有其他的灰色系統(tǒng)理論評(píng)價(jià)方法，包括灰色關(guān)聯(lián)分析法、灰色統(tǒng)計(jì)法、灰色局勢(shì)決策法等?；疑u(píng)價(jià)法，優(yōu)點(diǎn)：是對(duì)白化數(shù)據(jù)的灰化處理，能夠客觀注意到水質(zhì)分級(jí)界線的模糊性，又提高了信息利用率，對(duì)單一污染指標(biāo)，能準(zhǔn)確判斷出所屬類別。缺點(diǎn)：灰色聚類法最后評(píng)價(jià)結(jié)果是按照最大隸

7、屬原則，取最大聚類系數(shù)所在類別，所以對(duì)整體來說，會(huì)忽略掉一些特殊的數(shù)據(jù)，以至結(jié)果趨于均化、分辨率不高；且污染因子(項(xiàng)目)選取數(shù)量的多少直接影響最終的質(zhì)量系數(shù)，即水質(zhì)評(píng)價(jià)的級(jí)別。物源分析評(píng)價(jià)法我國(guó)學(xué)者蔡文教授所創(chuàng)立的物源分析理論剔除了“可拓”的思想和概念，開創(chuàng)了用以解決不相容問題的物元理論，用關(guān)聯(lián)度將模糊集合的[0,1]閉區(qū)間連續(xù)取值，拓展到（—∞，+∞）實(shí)數(shù)軸，將物源的量值表達(dá)為實(shí)軸上的一點(diǎn)，既豐富了事物的內(nèi)涵，又能客觀的反映物質(zhì)世界的真實(shí)狀態(tài)?；谖镌捶治隼碚摰木C合水質(zhì)評(píng)價(jià)的基本思想是：①建立物源模型，包括各水質(zhì)類別的經(jīng)典域