模糊數(shù)學(xué)評價法在蘆河水質(zhì)評價中的應(yīng)用

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1、模糊數(shù)學(xué)評價法在蘆河水質(zhì)評價中的應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)評價法在蘆河水質(zhì)評價中的應(yīng)用水是構(gòu)成生命體的基本單位，是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。水質(zhì)的好壞可以影響到社會、經(jīng)濟和生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)是否能夠可持續(xù)的發(fā)展。由于人口的持續(xù)增加以及工業(yè)化的大力發(fā)展，水環(huán)境的污染呈持續(xù)加重的狀態(tài)，因此水環(huán)境污染在我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展過程中產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。為保障水資源合理的開發(fā)利用，必須要對水環(huán)境進行合理規(guī)劃和管理，因此，對該水體污染狀況做出準(zhǔn)確評價是開展水環(huán)境保護與污染控制工作的前提和基礎(chǔ)。由于水質(zhì)分類級別實質(zhì)是水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)集合上的一個模糊集，因此水質(zhì)評價采用模糊數(shù)學(xué)的方法較為妥當(dāng)[1]。

2、模糊數(shù)學(xué)是目前在水質(zhì)評價中應(yīng)用較多的一種數(shù)學(xué)方法，主要是因為模糊數(shù)學(xué)方法在水質(zhì)評價中的優(yōu)點較多，能減少人為因素的影響，評價結(jié)果更為客觀、合理且具有可比性[2]。自美國控制論專家扎德（ZadehLA）教授于1965年提出模糊數(shù)學(xué)以來，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在水質(zhì)評價上也有較多的應(yīng)用實例[1]。國內(nèi)也有許多成功應(yīng)用的實例，程萬里等[1]運用該法對黃河三門峽河段水質(zhì)進行評價；徐大偉等[3]應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)法對河流水質(zhì)進行了綜合評價；另外，還有劉春鳳等[4]、楊林等[5]都將模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用到河流水質(zhì)的評價中。由此可見，目前模糊數(shù)學(xué)的方法在水質(zhì)評價上的應(yīng)用技術(shù)是基本成熟的。該文嘗

3、試將這一理論應(yīng)用到靖邊縣蘆河上、中、下游的3個斷面的水質(zhì)評價中，從而為蘆河污染控制、生態(tài)保護工作提供基本參考和依據(jù)。　　1材料與方法　　1.1研究區(qū)概況　　靖邊縣蘆河位于陜西省北部偏西，榆林市西南部，地處毛烏素沙漠南緣，北緯36°58′45″～38°03′15″，東經(jīng)108°17′15″～109°20′15″之間。屬半干旱內(nèi)陸性季風(fēng)氣候，地處鄂爾多斯地臺南緣與黃土高原北部過渡地帶。蘆河發(fā)源于白玉山北麓，有蘆東、蘆西兩大支溝，上游段匯于

4、鎮(zhèn)靖鄉(xiāng)，中游段自新農(nóng)村東折，下游經(jīng)楊橋畔鎮(zhèn)，于賈家溝納惠橋溝入橫山縣，蘆河流域面積1721.18km2，長102km。多年平均徑流量為0.236億m3。流域內(nèi)降水量小，時空分布不均且利用率低，降水分布總趨勢是南多北少。蘆河的河流的特征是含沙量大、河流流量小，隨季節(jié)的變化而暴漲暴落，河流的補給方式主要以大氣降水本文由.L.收集整理為主，夏秋汛期內(nèi)有洪水補給，水大流急；春冬枯水期主要靠地下水補給，水流清淺有的甚至斷流。隨著靖邊縣經(jīng)濟的快速發(fā)展和人口的快速增長，從原來的飲水灌溉河變成如今的排污河，引起了廣泛的關(guān)注?！　?.2監(jiān)測斷面選取　　根據(jù)實際要求，本次評價采取

5、控制斷面法，從而達(dá)到監(jiān)測污染源對水質(zhì)影響的目的。蘆河設(shè)有新城鄉(xiāng)、張家畔鎮(zhèn)、楊橋畔鎮(zhèn)和橫山縣4個監(jiān)測斷面。由于蘆河主要流經(jīng)前3個斷面，對靖邊縣的影響顯著，而且蘆河水質(zhì)污染最嚴(yán)重的部分也在這3個斷面，故本次評價選取新城鄉(xiāng)、張家畔鎮(zhèn)、楊橋畔鎮(zhèn)3個監(jiān)測斷面?！　?.2.1采樣點設(shè)置。采樣點位置的設(shè)定一般要在水質(zhì)發(fā)生明顯變化或者河流有重要用途的地點如河流匯流口、主要污水排放口和引水處。因此，本次采樣點的設(shè)置結(jié)合蘆河實際情況分別設(shè)置在3個斷面的主要污水排放口，共3個采樣點（圖1）。1.2.2采樣方法。用單層采樣器采樣：所用容器為聚乙烯桶。采樣時在架底固定好鉛墜，檢查采樣瓶

6、是否牢靠，帶繩的瓶塞是否合適；一手抓繩，一手將水瓶慢慢放入水中；到達(dá)預(yù)定水層時，提拉軟繩，使瓶塞打開，待水灌滿后迅速提出水面，倒掉上部一層水，便得到所需的水樣。　　1.3模糊數(shù)學(xué)評方法簡述　　模糊數(shù)學(xué)評價方法是根據(jù)模糊變換原理以及最大隸屬度原則，考慮與被評價事物相關(guān)的各個主要因素，對其所做的綜合評價[6-7]。具體如下：　　2結(jié)果與分析　　由表3可以看出，新城鄉(xiāng)斷面水質(zhì)隸屬于Ⅰ級水的程度為0，隸屬于Ⅱ級水的程序為0，隸屬于Ⅲ級水的程度為0.019，隸屬于Ⅳ級水的程度為0.048，隸屬于Ⅴ級水的程度為0.933。根據(jù)最大隸屬原則，評價新城鄉(xiāng)斷面水質(zhì)為Ⅴ級，水質(zhì)狀

7、況為劣，污染狀況為嚴(yán)重污染。新城鄉(xiāng)斷面污染超標(biāo)最明顯的是COD，其次是氨氮、總磷、石油類，符合監(jiān)測數(shù)據(jù)和實際情況。該斷面水質(zhì)污染主要是由于其位于蘆河上游農(nóng)業(yè)種植區(qū)，受到大量農(nóng)業(yè)施肥、生活污水、化糞池排出的廢水等共同影響下導(dǎo)致該斷面水質(zhì)受到嚴(yán)重污染。所以在該段河流治理過程中要減少農(nóng)業(yè)活動中農(nóng)藥化肥的使用，大力推廣使用有機肥以及減少灌溉退水的排入，從而切斷河流的面源污染?！　埣遗湘?zhèn)斷面水質(zhì)隸屬于Ⅰ級水的程度為0，隸屬于Ⅱ級水的程度為0，隸屬于Ⅲ級水的程度為0，隸屬于Ⅳ級水的程度為0.62，隸屬于Ⅴ級水的程度為0.38。根據(jù)最大隸屬原則，評價張家畔鎮(zhèn)斷面水質(zhì)為Ⅳ級

8、，水質(zhì)狀況為差，污染狀況為重污染。張家