2水质评价与模糊综合评价法解析
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综合指数法和模糊综合法在地下水水质评价中的对比摘要:以地下水实测资料为例,选用NH4+、KMnO4、F、NO3-、Mn、Fe、SO42-、总硬度、TDS、NO2-共10个评价指标,分别运用综合指数法和模糊综合评价法进行地下水水质评价,并比较两种方法的结果。
结果表明:研究区域地下水水质总体上较好,超Ⅲ类的占22.3%;模糊综合评价法在评价中考虑了所有评价指标对地下水水质的影响,并量化了所有评价指标的影响权重,使结果更精确。
关键词:综合指数法;模糊综合评价;地下水;水质评价中图分类号:X824 文献标志码:A地下水水质评价是以水质分析的结果,结合不同地区水文水资源情况,采用合适的方法进行分析评价[1],目前综合指数法和模糊综合评价法在地下水水质评价中应用最为广泛。
综合指数法评价结果可以定量的描述水质质量,基本上反映污染程度和性质,具有评价过程简便,运算简单等优点[2],《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)[3]采取了此种评价方法。
模糊综合评价法能综合考虑每个评价因子对综合评价结果的贡献,并把贡献权重进行分配,弥补了综合指数法未考虑权重的缺陷[2],可以直观地判断水质的优劣情况,并从总体上对地下水所属质量类别作出综合判断[4]。
为了更好的了解两种方法在地下水水质评价中的应用情况,以获取研究区域的地下水资料为例,分别进行评价比较结果,并得到该区域地下水水质状况,为该地区的地下水资源利用、地下水污染防止提供依据和技术手段。
1评价方法1.1综合指数法根据《地下水标准》(GB/T 14848—2017),首先进行各单项组分评价,划分组分所属质量类别,然后按表1分别确定各单项组分的评价分值F i 。
表1 单项组分评价取值类别 I 类 II 类 III 类 Ⅳ类 Ⅴ类F i 0 1 3 6 10按下式计算综合评价分值式中:为各单项组分评价分值的平均值;n 为项数;为单项组分评价分值中的最大值。
根据值,参照表2划分地下水质量级别。
模糊综合评价法是一种评价方法,它利用模糊数学理论来处理语言模糊、概念模糊和可能发生的误差,具有计算简易、结果易于解释和能
够直接得到综合识别结果等优点,近年来已经在水质评价中得到广泛
应用,并取得良好成效。
首先,模糊综合评价法在水质评价中能够充分发挥出评价指标的优势,把多个支持参数进行比较,以实现对水质的整体评价,从而加强治理
的针对性。
其次,模糊综合评价法能够加强水质评价的准确性,通过
设定不同的权重,计算机可以帮助人们根据实际情况做出更加合理的
评价结论,使水质评价在自然环境中更准确地反映出实际状况。
再次,模糊综合评价法具有易于操作和节约空间的优势,可以大大缩短水质
评价所需要的时间和空间,使其更适合于紧张的环境条件。
总之,模糊综合评价法在水质评价中得到广泛应用,具有良好的效果。
为了进一步提高水质评价的准确性和可靠性,应当持续完善和开发未
来的水质评价算法,不断优化和改进模糊综合评价法的成果,以更好
地反映水体环境的实际状况,用技术支持水资源保护。
1.海洋环境质量评价框架海洋环境质量评价指的是根据不同目的要求和环境质量标准,按一定的评价原则和方法,对海域环境要素(水质、底质、生物)的质量进行评价和预测。
它为海域环境规划和管理以及污染防治提供科学依据。
评价的内容很广泛,包括:陆源污染物入海后对海洋环境产生危害程度的评价;海上重大工程设施的兴建和海事活动给海洋环境带来影响的评价;海洋资源开发过程中给海洋环境带来影响的评价等。
海洋环境质量评价主要是对受人为活动影响的特定海域(包括港湾、河口)的评价,分现状评价和影响评价。
现状评价是对海域环境污染状况进行一定目的的评价。
回答目前污染的现状。
按要素分为水质评价、底质评价和生物影响评价。
评价的方法有指数法和聚类分析法。
影响评价是预测和估计某一项重大工程(如围海造地、建坝、核电站建设等)在建设过程和建成投产后可能对海洋环境造成的影响。
它是在大量占有和分析历史资料和现状资料的基础上,根据海区环境特征,选用模型试验和数值模拟的方法进行。
2.海水水质评价方法在海洋环境的监测分析和科学研究中,海水水质一直是反映海洋环境状况的重要因素。
经过科学研究和实际应用,一些较常用的水质评价方法包括:灰色关联分析法、灰色聚类分析法、模糊综合评判法、和单项污染指数法等。
1.灰色关联分析法灰色关联分析法是利用灰色系统的理论基础,将待评价水质与水质评价标准视为一个灰色系统,遵照水质评价质量标准,确定水质标准与实测水质间的关联度,最后根据最大关联度原则确定评价区水质标准。
其主要特点是考虑到水质界限的模糊性,注重评价对象的整体质量状况,评价结果明显且计算简便。
其主要步骤包括:对样本数据及评价标准进行标准化无量纲处理;计算关联系数;计算关联度,按照最大化原则确定样本标准级别。
2.灰色聚类分析法灰色聚类分析方法同样以灰色系统理论为理论基础,通过白化函数或者关联矩阵将样本数据聚集成若干个可以定义的类别之中。
灰色聚类分析法是一种加权的灰色分析方法,其充分考虑了水质分级界限的模糊性,具有较高的信息利用率和准确度。
模糊综合评价视野下的地下水质评价分析地下水是人类赖以生存的重要水资源之一,而地下水质的评价是保护水资源、保障水环境的重要手段之一。
而在进行地下水质评价分析时,要考虑到综合评价的视野,即综合考虑多个指标和因素,以全面分析地下水质的状况和问题。
本文将通过模糊综合评价方法,对地下水质的评价进行分析。
我们需要确定地下水质评价的指标体系。
地下水质评价的指标体系需要包括主要的水质指标和相关的环境因素。
常用的水质指标包括溶解氧、氨氮、总磷、总氮、pH值等。
环境因素包括水源地的地质情况、降雨情况、农业活动等。
在选择指标体系时,要考虑到指标的权重和重要性,清楚地界定主要的水质问题和需要解决的环境因素。
我们需要对收集到的数据进行处理。
在地下水质评价分析中,我们需要对采样的水样进行化学分析或物理检测。
这些数据需要进行归一化处理,以确保它们具有可比性。
归一化处理的方法可以采用标准化方法,将指标值除以最大值或范围值,转化为0到1之间的数值。
然后,我们可以利用模糊综合评价方法对地下水质进行评价分析。
模糊综合评价是一种综合考虑多个因素的评价方法,它可以根据不同的权重对各个指标进行评估和加权计算。
模糊综合评价的基本步骤包括建立评价模型、确定指标权重、构建模糊矩阵和评价等级划分。
评价模型的建立是模糊综合评价的基础。
评价模型可以通过确定评价对象、评价指标和评价等级来构建。
评价对象是地下水质,评价指标是指标体系中的各个指标,评价等级是根据指标值的大小划分的。
评价模型的建立需要根据具体的评价目标和评价要求进行确定。
指标权重的确定是模糊综合评价的关键步骤。
指标权重是根据指标的重要性确定的,不同的指标具有不同的权重。
指标权重可以通过专家打分法、层次分析法等方法进行确定。
专家打分法是让专家按照自己的意见和判断对各个指标进行评分,然后计算平均得分来确定权重。
构建模糊矩阵是模糊综合评价的重要步骤。
模糊矩阵是利用模糊数来描述指标等级之间的关系。
模糊数是由一个隶属函数和一个隶属度所组成的。
模糊综合评价法在水环境质量评价中的应用作者:陈国福来源:《城市建设理论研究》2013年第31期摘要: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。
基于模糊数学的水质评价研究水是人类生活的必要资源,水的质量直接影响着人们的生产和生活。
水的污染是当代社会面临的重大环境问题之一。
因此,对于水质的评价和监测显得尤为重要。
对水质的评价目前有很多种方法,其中基于模糊数学的水质评价方法受到了广泛的关注和研究。
本文将对基于模糊数学的水质评价进行介绍和探讨。
一、模糊数学简介模糊数学是国际上研究人员在20世纪60年代发明的,其用于描述不确定性或模糊性问题。
模糊数学通过模糊集合论、模糊关系论、模糊逻辑等理论对不确定性问题进行数学建模,以便于解决决策、分类、控制、指导等问题。
二、模糊数学在水质评价中的应用水质评价中,通常使用指标综合评价法评价水质。
传统的指标综合评价法通常使用明确的数字来表示指标的取值,然而实际情况中,由于不同指标的权重和取值的误差,导致评价结果不够准确。
而模糊数学方法可以充分考虑各项指标之间相互关联和权重影响,更准确地评价水质。
通常情况下,水质评价包含多个指标,如COD、NH3-N、TP、PH等。
其中每个指标的测定值称为指标值,一般情况下,每个指标的指标值可以根据标准对水质进行判定,如pH值低于5表示酸性,而COD值高于30 mg/L表示有机物含量较高。
然而,在实际使用中,往往存在指标值重叠、相互影响等情况,这就需要使用模糊数学的模糊集合论进行处理。
例如,当COD值高于30 mg/L时,我们无法判断水中COD含量是否过高,因为30 mg/L并不是一个确定的边界。
因此,我们可以采用模糊数学的模糊集合论,将COD的取值范围进行模糊化,如将COD的取值范围划分为不高、较高和高三个模糊集合。
这样,当COD值超过30mg/L时,PCM(Min)原理可用于算出”COD高“的概率,该值可作为评定水质的指标。
三、基于模糊数学的水质评价方法基于模糊数学的水质评价方法主要分为两种,一是模糊综合评价法,二是模糊神经网络评价法。
1. 模糊综合评价法模糊综合评价法通过建立模糊数学模型,将多个指标融合为一个评价指标,从而减小指标间的重复性和重叠性。