基于理化-生物指标与CCME WQI模型的水质综合评价
基于模糊综合评价的水环境质量评价
基于模糊综合评价的水环境质量评价1 ——以中国矿业大学南湖校区人工湖为例 宋晓猛 中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州（221008） E-mail：wenqingsxm@https://www.360docs.net/doc/a215427181.html, 摘要：本文旨在定量分析中国矿业大学南湖校区人工湖水环境质量现状和存在的问题，根据国家景观娱乐用水水质标准（GB12941-91），运用模糊综合评判的方法进行人工湖的水环境质量评价，结果显示学校景观用水的水质较差，仅符合景观水质标准中的III类水质，并结合实际情况提出了相关建议与优化方案：即运用水体生物-生态修复技术建立生态人工湖。 关键词：模糊综合评价；水环境质量评价；人工湖；中国矿业大学 中图分类号：X824 1. 引言 水环境质量包括水质、水生生物和底质三部分的质量。水质现状评价是水环境质量评价的一个方面,是以水环境监测资料为基础，按照一定的评价标准和评价方法，对水质要素进行定性评价或定量评价，以准确反映水质现状，了解和掌握水体污染影响程度和发展趋势，为水环境保护和水资源规划管理提供科学依据，是计算水环境容量和对水资源系统进行规划的基础, 有其独特的重要性。水环境质量评价结果的可靠程度一方面取决于监测数据的准确性,另一方面依赖于科学的评价方法,包括技术的选择。近年来,对水环境质量评价方法的研究相当活跃,各种方法的研究都是为了更客观、更准确地反映水体水质的实际情况。单就其评价方法而言,水环境质量评价可分为单项评价和多项综合评价,单项评价一般根据国家标准或本底值采用超标指数法,评价其超标程度,做起来相对容易;综合评价则要考虑水体中所有污染物的综合作用,确定水质的综合级别。综合评价方法[1-3]有模糊评价法，灰色评价法，物元分析法，人工神经网络(ANNs) 评价法等，本文采用模糊综合评价法对中国矿业大学的人工湖的水质进行综合评价。 2. 南湖校区概述 中国矿业大学南湖校区于2004年9月开始正式使用，南湖校区远期规划在校生人数为25000人，校区内总人数约为30000人。南湖校区占地2858亩，校舍建筑面积47.01万平方米。南湖校区总规划建筑面积约84万平方米，主体工程将于2005年底完工。根据校区规模设计污水处理量为8000m3/d，该校区分期建设，第一期污水处理量约为2000m3/d，第二期约达4000m3/d，第三期约达6000m3/d，第四期达到8000m3/d。校园生活污水主要来源于学生生活区、教学区、行政办公楼、食堂、及医院排水。该校区生活污水全部进入污水处理站。按地形将校区分成东区、西区两路进水。完工后东区污水进入1#污水加压泵房，水量预计2000m3/d；西区污水进入2#泵房，水量预计4600m3/d。经处理合格排放的中水回用水量（含绿化用水，校区内水体需要的补充水量，冲厕所需要的水量，观光用水量）大约6700m3/d，其他水量排入校园人工湖。中国矿业大学南湖校区人工湖——镜湖作为南湖校区目前唯一的 1.本课题得到中国矿业大学2007年大学生科研训练计划项目（项目编号070513）的资助，为《中国矿业大学南湖校区水环境评价》部分成果。
(完整word版)模糊神经网络的预测算法在嘉陵江水质评测中的应用2
模糊神经网络的预测算法 ——嘉陵江水质评价 一、案例背景 1、模糊数学简介 模糊数学是用来描述、研究和处理事物所具有的模糊特征的数学，“模糊”是指他的研究对象，而“数学”是指他的研究方法。 模糊数学中最基本的概念是隶属度和模糊隶属度函数。其中，隶属度是指元素μ属于模糊子集f的隶属程度，用μf(u)表示，他是一个在[0,1]之间的数。μf(u)越接近于0，表示μ属于模糊子集f的程度越小；越接近于1，表示μ属于f的程度越大。 模糊隶属度函数是用于定量计算元素隶属度的函数，模糊隶属度函数一般包括三角函数、梯形函数和正态函数。 2、T-S模糊模型 T-S模糊系统是一种自适应能力很强的模糊系统，该模型不仅能自动更新，还能不断修正模糊子集的隶属函数。T-S模糊系统用如下的“if-then”规则形式来定义，在规则为R i 的情况下，模糊推理如下： R i:If x i isA1i,x2isA2i,…x k isA k i then y i =p0i+p1i x+…+p k i x k 其中，A i j为模糊系统的模糊集；P i j(j=1,2,…,k)为模糊参数；y i为根据模糊规则得到的输出，输出部分（即if部分）是模糊的，输出部分（即then部分）是确定的，该模糊推理表示输出为输入的线性组合。 假设对于输入量x=[x1,x2,…,x k]，首先根据模糊规则计算各输入变量Xj的隶属度。 μA i j=exp(-(x j-c i j)/b i j)j=1,2,…,k;i=1,2,…,n式中，C i j，b i j分别为隶属度函数的中心和宽度；k为输入参数数；n为模糊子集数。 将各隶属度进行模糊计算，采用模糊算子为连乘算子。 ωi=μA1j（x1）*μA2j（x2）*…*μA k j i=1,2,…,n 根据模糊计算结果计算模糊型的输出值y i。 Y I=∑n i=1ωi(P i0+P i1x1+…+P i k xk)/ ∑n i=1ωi 3、T-S模糊神经网络模型 T-S模糊神经网络分为输入层、模糊化层、模糊规则计划层和输出层四层。输入层与输入向量X I连接，节点数与输入向量的维数相同。模糊化层采用隶属度函数对输入值进行模
水质评价模型1
承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： B 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）： 所属学校（请填写完整的全名）：浙江同济科技职业学院 参赛队员 (打印并签名) ：1. 吴泓学 2. 章鹏飞 3. 胡玉兰 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名)：数学建模教学组 日期： 2012 年 07 月 11 日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：
编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：
水质评价模型 摘要：近年来，随着工农业污水的的排放，已经严重威胁到水质的标准，水质 的状况也在逐年变化，本文依据水质分级标准，利用层次分析法和模糊层次分析法对某村的四口水井的水质情况作出了综合评价，并根据四口水井的水质来分析结果，对该地的居民如何健康用水和保护水资源提出一些针对性意见和建议。 针对问题一（1）方法一在分析各项水质监测数据的基础上，不难发现每项数据对水质的影响程度不同，分析各项指标对水质的影响程度，我们选取溶解氧、化学需氧量、总磷、氨氮等四项主要指标，采用层次分析法，分层比较、综合优化、合理排序，得到四井的水井排序为北井>南井>西井>东井。 （2）方法二通过对这四口井的水质情况(四个主要因子)分析，引入模糊数学理论中的隶属函数和隶属度来刻画水质分级界限，根据各污染因子对水质的影响差异确定其 权重，建立模糊综合评价模型，利用M()+ ?,模型计算得到四口水井综合评价值及排序为 北井>南井>西井>东井。 （3）方法三考虑到水质类别差异对综合评价指标系数的影响，构造“EXCEL-VBA 决策模型”，对属于不同水质类别的同种污染指标进行“系数分析”，然后建立基于逼近理想点排序法的水质综合评价模型，得到了四口水井水质的综合评价值及排序为西井>东井>南井>北井。 针对问题二首先在模糊数学理论的基础上，通过对这四口井的水质数据分析，我们选取溶解氧、化学需氧量、总磷、氨氮等四项主要指标来刻画水质分级界限，根据各污染因子对水质的影响,用比较评分法确定其评价矩阵，采用最大隶属度和极差值法原则相结合的原则，运用矩阵分析的方法建立了水质模糊综合评价模型,从而进行了水质多指标的综合评价，确定水质级别。 针对问题三在问题一，问题二模型建立的基础上，对数据的综合分析比较之下，依据四口水井水质的优劣，提出比较针对性的意见和建议，推行健康用水，倡导保护水资源，实现人类社会的可持续发展。 关键词：层次分析水质模糊综合评价模型隶属函数 EXCEL-VBA决策模型
水环境质量评价方法分析
水环境质量评价方法分析 1 水环境质量评价 水环境质量评价就是通过一定的数理方法和其他手段，对水环境素质的优劣进行定量描述（或将量质变换为评语）的过程。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（特征数值）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。 2 水环境质量评价的作用及分类 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；可以了解和掌握影响本地区环境质量的主要污染因子和主要污染源，从而有针对性地制定改善环境质量的污染源治理方案和综合防治规划与计划；可以为制定国家或地方的环境标准、法规、条例细则等提供科学依据；可以进行环境质量的预断预报，编制新建、改建、扩建和挖潜、革新、改造等工程技术项目的环境影响报告书和防治方案，为选址、设计和生产布局提供科学依据，还可用以总结本地区的环保工作，鉴定防治措施的效果、写出年度环境质量报告书，进行不同地区间环境质量的比较，交流情报资料，进行全国环境质量统计，促进环保科研技术的发展以及是否以牺牲水环境质量和人民健康而换取经济发展高速度的损益分析等。 按不同的分类方法，大致上可将水环境质量评价分为以下几种类型：1）按照时间可分为回顾评价、现状评价和预断评价；2）按照区域类型可分为城市、区域或流域、景区等；3）按照环境的专业用途又可分为饮用水、灌溉水、渔业用水等质量评价。 3.水环境质量评价内容 3.1评价方法分析 1.单因子评价法 现行的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中明确规定：“地表水环境质量评价应根据应实现的水域功能类别，选取相应类别标准，进行单因子评价”。单因子评价法的实质是评价过程采用变权来处理评价因子，对污染最重因子赋以100%权重。因此，该方法未考虑水质评价全部因子的贡献，水质监测信息未充分利用。与其他方法相比，其水质评价结果是差的，表现为过保护。有时会由于过于严格的要求把水域使用功能评价得偏低各评价参数之间互不联系，不能全面反映水体污染的综合情况但该方法评价过程简单，无需复杂计算。 以金沙江流域铁路桥断面为例，按单因子方法，其评价等级为Ⅳ类，定级项目为石油类，但其他7项污染因子均好于Ⅰ类水质标准。再如新濉河大屈断面，按单因子方法，其评价等级为劣Ⅴ类，定级项目为氨氮，CODMn也超标(Ⅳ类)，BOD5、石油类、挥发酚、汞、铅这5个项目均好于Ⅰ类水质标准，DO好于Ⅱ类水质标准。按4种分级评分法评价，铁路桥断面均评价为Ⅰ类，大屈断面则评价为Ⅲ类(灰色关联)、Ⅴ类(模糊综合)、Ⅰ类(物元可拓)、Ⅱ类(标识指数)。比较各种方法评价结果，如果按单因子评价法，将这两个断面评价为Ⅳ类和劣Ⅴ类结果偏严。因此，当仅有1项指标污染较重时，分级评分法较为合适；当有2项以上指标污染较重时，物元分析法评价结果偏松，标识指数法和灰关联分析法 2.污染指数评价法 污染指数评价法是用水体各监测项目的监测结果与其评价标准之比作为该项目的污染分指数,然后通过各种数学手段将各项目的分指数综合而得到该水体的污染指数，以此代表水体的污染程度。对分指数的处理不同，使水质评价污染指数存在着不同的形式，包括简单叠加指数、算术平均值指数、均方根指数、最大值指数、内梅罗指数等。 111简单叠加指数 选定若干评价参数, 将各参数的实际浓度Ci和其相应地评价标准浓度( Coi) 相比,求出各参
长江水质的评价和预测模型确定版
《经济数学模型》结业论文 学 院： 计算机工程学院 班 级： 14级计算机科学与技术2班 学生姓名： 余安琪 学 号： 2014404010218 课程题目： 长江水质的综合评价与预测 完成日期： 2015 年 12 月 12 日 指导教师评语: 成 绩: 教师签名: JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
目录 1、问题的提出 (1) 2、问题的分析 (1) 3、模型假设 (2) 4、符号说明 (2) 5、模型建立 (3) 5.1污染物分指数的计算 (3) 5.2各污染物权重计算 (3) 5.3水质综合污染物指数计算 (5) 5.4污染物浓度计算 (5) 6、模型求解 (7) 7、模型有缺点和改进方向 (15) 8、建议意见.............................................. 错误！未定义书签。 9、总结.................................................. 错误！未定义书签。参考文献................................................. 错误！未定义书签。附录（表1、表2）........................................ 错误！未定义书签。
长江水质的综合评价与预测 摘要 本文针对“长江水质评价和预测”问题,首先概括地介绍了这个问题的立意与背景,建立了一个综合评价模型，提出了水质质量指数概念,把影响水质的因素量化，并利用了模糊数学的层次分析法分析各因素权重,通过做加权平均,得出水质质量分指数量化值，从而对长江水质作出了定量的综合评价,并分析各地区的污染状况。巧妙的建立了一个流速、流量、河长与浓度的关系,从而得出没有污染时,观测点的理想值,并作出对比图像,简单明了的分析出长江主要污染物高锰酸盐和氨氮污染源所在地区。根据灰色系统理论,建立GM(1,1)预测模型,利用长江前十年各等级水质所占河长及百分,预测出各等级水质未来十年所占河长。另外，在模型三的基础上，建立了多元线形回归模型，较好的解决了若未来十年长江干流第IV类和第V类水的比例控制在20%以上，且没有劣V类水，每年需要处理的污水量的问题。 【关键词】:长江水质；水质类型;综合评价与预测;水质模型分类；综合评价灰色预测
《水质理化检验》教学大纲
《水质理化检验》教学大纲 供卫生检验与检疫专业用 一、课程基本信息 课程名称：水质理化检验(Physical and Chemical Analysis of Water) 课程号（代码）： 课程属性：专业课 先修课程：分析化学 学分：2 总学时：32 理论学时：32 实验（实践）学时：0 二、教学目的及要求 水质理化检验是高等医药院校卫生检验专业的专业课程之一，是卫生检验专业学生必修考试课程。本课程通过课堂讲授、讨论、实习、自学等方式进行教学。要求学生了解水质污染及其对人体的危害；掌握常见水质检验中测定方法的原理和检验技术，为今后从事卫生检验工作打下基础。在教学过程中要理论联系实际，重视学生自学能力、知识的应用能力和创新能力的培养，适当介绍本学科的发展新动态。通过实验教学，加深学生对理论知识的理解和掌握有关的实验技能，培养学生实事求是的科学作风和从事实际工作的能力。 三、教学内容 第一章绪论（4学时） 水资源分布和保护水资源的重要性，水污染概况和水污染预防措施； 水质理化检验的任务和基本指标，检验结果的表示方法； 水质理化检验的意义，水质理化检验的特点和对分析方法的要求。 水样布点方法和采样方式及其注意问题； 水样保存方法和常见样品处理技术的方法原理和应用范围； 水样采集、保存与处理的一般原则。 影响一般理化检验指标的因素和水质感官性状指标的卫生意义； 水温、臭和味、色度、浑浊度、电导、溶解性固体和pH值测定方法的原理、注意事项和适用范围； 总硬度测定方法原理和注意事项；水中酸度的计算和碱度的分类和计算。 无机污染指标的卫生学意义，高氯酸盐和磷酸盐的测定方法原理和注意事项，形态分析； 氟化物、硫化物和常见金属测定方法的原理、注意事项和适用范围； 氰化物、铬、砷、汞、铅、镉和余氯测定方法的原理、注意事项和适用范围。 水中有机污染物的来源、有机污染的危害和通过有机污染指标测定对水质的
国赛赛题解析 四 A 长江水质的评价和预测 动态加权综合评价
全国数学建模竞赛经典赛题解析 第四讲 2005A 长江水质的评价和预测 （定量的综合评价方法） 中国矿业大学 赵国贞 htt//di t/th d2*******ht l 二○四年八月 https://www.360docs.net/doc/a215427181.html,/thread-219074-1-1.html 二○一四年八月 2014/8/161 版权所有，请勿传播
1、如何读题、解题、寻找题目的突破口？（大声读3遍，细细再读几遍，注意标记有用信息） 2、如何从题目和附件中挖掘有用的信息和思路，出题人、如何从题目和附件中挖掘有用的信息和思路出题人在出题的时候不自然的就把一些他的思路和意图加入到题目和附件中，对我们正确把握题目方向有很大的帮助。、并不是所有的数据都要用到（附件）、并不题目中给 3、并不是所有的数据都要用到（附件2）、并不题目中给出的数据就是我们所有的数据，有些数据需要我们自己查找丰富附件 找和丰富（附件3）。 4、微分方程模型并不难，而在于如何一步步的分析建立
5、数学建模不是套用模型，而是一步步寻找适合模型的过程，不一定非要追求名字好听、华丽和大气的模型，我 们需要追求的是模型的合理性； 6、不论你用了什么模型，记住一定要对模型进行检验，可以从两方面入手，一是改变模型重要参数的数值，评价 模型的稳定性；是寻找新的数据，代入到模型中，检验模型的稳定性；二是寻找新的数据，代入到模型中，检验 模型的普遍适用性； 7、写信、建议书、汇报等一定要认准对象，就像给女朋 信建议书报等定认准对象就像给女 友写情书一样，要用点心。
课程要点 ◆一般综合评价 ◆动态加权综合评价◆赛题解答 ◆赛题总结
用模糊数学综合评价法对水质进行评价
用模糊数学综合评价法对水质进行评价 付智娟 （中山市环境保护科学研究所，中山 542803） 摘 要：综合评价法作为模糊数学的一种具体应用方法，在很多领域中得到了广泛的运用。由于综 合评价法的数学模型简单、容易掌握，更适合于对多因素、多层次的复杂问题的评价。将其应用于对水质的评价能更客观、科学地反映水质情况。 关键词：模糊数学 ；综合评价法；水质评价法 Abstract:As the praxis of fuzzy mathematics,comprehensive evaluation is prevalent used in many fields ,Because it is a simple mathematical model and easy to use,comprehensive evaalution has advantage to solve the complex problem that have more different https://www.360docs.net/doc/a215427181.html,ing it to evaluate the quality of water can get an objective and scientific result. Key words: fuzzy mathematics; comprehensive evaluation; evaluate the quality of water 模糊数学理论是近年来发展起来的科学，水质的好坏具有模糊的概念，因此也可以用它来评价水质，对水质进行综合评价，打破以往仅用一个确定性的指标来评价水质的方法，并可以弥补其中的不足，更客观、科学地对水质进行评价。现引用对某水质进行评价的例子来说明模糊数学综合评价在水质评价中的运用。 1. 基本概念 1. 1隶属度 以往的水质分级中多用一个简单的数学指标为界限，造成界限两边分为截然不同的等级.例如参数DO ， I 级水的指标为7mg/L,则7.1mg/L 为I 级水，但DO 若为6.9mg/L 就的定为II 级水。事实上，由于水质的污染程度属于模糊概念,所以这里用隶属概念来描述模糊的水质分级界限。所谓隶属度系指某事物所属某种标准的程度：如:DO=7.1mg/L 时,隶属I 级水的程度为100%;6.9mg/L 时,隶属I 级水的程度达95%。 隶属度可用隶属函数表示。为方便起见，取线性函数： 10X X X X --或 11X X X X --，（X 0 1.水污染(水体因某种物质得介入,而导致其化学、物理、生物或放射性等方面特征得改变, 从而影响水得有效利用,危害人体健康,破坏生态环境,造成水质恶化得现象),危害(危害人体健康、影响工农业与水产业得发展、破坏生态平衡),污染源(自然污染源与人为污染源)。 2.水质(水及其中杂质共同表现出来得综合特征),水质指标(衡量水中杂质得具体尺度)分类 (从卫生学角度可将其分为感官性状、化学、毒理学、细菌学与放射性等类;从污染监测角度出发,可将其分为一般性状指标、有机污染得三氧平衡参数、富营养污染指标、无机污染指标、有机毒物污染指标、放射性污染指标、病原微生物污染指标、水生生物相组成指标等类)。 3.水质理化检验得任务(水质本底检测,水污染现状与趋势监测,污染源与污染程度监测,为 污染预测与预报提供资料),特点(测定对象多变,待测成分含量变化大,干扰严重,可供选择得方法多),方法要求(适用范围广,灵敏度高,操作简便,分析周期短,经济实用)。 4.对一条较长得河流进行污染调查时,应根据河流得不同流经区域设置背景断面、控制断面 与消减断面。背景断面一般设置在污染源上游100m处,控制断面就是用于了解水环境污染程度及其变化情况得断面,通常应设置在排污区(口)下游,污水与河水基本混匀处,消减断面设在控制断面下游一定距离,估计水体基本达到自净得地方(一般至少距离城市与工业区1500m以上)。 5.采样量:水质理化检验所需得水样量取决于检测项目,不同得检测项目对水样得用量有不 同得要求,应根据各个监测项目得实际情况分别计算,再适当增加20%~30%。 6.测定油类得水样单独采样,应在水面至300mm深处采集柱状水样,不得用采集得水样冲洗 采样瓶(容器),全量分析测定。 7.质量控制样品有现场空白样、运输空白样、现场平行样与现场加标样或质控样,通过对以 上质控样品得分析,可对水样采集进行跟踪控制。 8.水样保存作用(减少水样得生物化学作用,减缓氧化还原作用,减少被测组分得挥发损失, 避免沉淀、吸附或结晶物析出所引起得组分变化),方法(冷藏与冷冻、过滤与离心分离、加生物抑制剂、加氧化剂或还原剂、调节PH值)。 9.分离富集方法(液液萃取、离子交换、吸附剂吸附、沉淀或共沉淀、泡沫浮选与气体发生 等),如何评价(待测成分得回收率、富集效率、操作中得沾污或损失、操作就是否简便快速、能否有效去除影响测定得干扰物质、就是否利于成批样品分析、成本就是否低廉、就是否对人体及生态环境有不良得影响等)。 10.固相萃取步骤(萃取柱得预处理、上样富集、淋洗杂质、洗脱待测物),萃取柱预处理一般 用两种溶剂,一种溶剂主要用于出去吸附剂上得杂质,另一种溶剂就是使吸附剂溶剂化,当样品溶剂通过萃取柱时,样品溶液可与溶剂化得吸附剂紧密接触,进而提高待测物得富集效率与测定得重复性。 11.固相微萃取技术克服了需要大量溶剂与大量样品、处理时间长与操作步骤繁琐等缺点, 简化了样品处理过程,缩短了分析周期,提高了分析灵敏度,易于实现自动化。 12.浑浊度(表示水因含悬浮物与胶体物质而呈混浊状态,造成通过水得光线被散射或对光线 透过受到阻碍得程度),影响因素(悬浮物得含量,悬浮颗粒得粒径、形状与入射光波长)。 13.电导率(截面积1cm2,高度1cm得水柱所具有得电导能力,单位为西门子/厘米),测定原理 (电导分析法,在硬质玻璃烧杯盛装得水样中,插上一对面积相同、极间距离恒定得铂电极组成电导池,与仪器连接构成电桥平衡式或分压式测量电路。接通电导池之前,调节电桥打到平衡,仪器指针为零,接通电导池后,电桥平衡被打破,仪器显示出水样得电导率)。14.溶解性总固体得测定就是蒸干水分再称重得到得,因此选定蒸干得温度有很大得关系,一 般规定在105°C,但105°C得烘干温度不能彻底除去高矿化水样中盐类所含得结晶水,因此高矿化水采用180°C得烘干温度,可得到较为准确得结果。 附件： 地表水环境质量评价办法 （试 行） 二○一一年三月 —3— 目 录 一、基本规定 (6) （一）评价指标 (6) 1.水质评价指标 (6) 2.营养状态评价指标 (6) （二）数据统计 (6) 1.周、旬、月评价 (6) 2.季度评价 (6) 3.年度评价 (6) 二、评价方法 (7) （一）河流水质评价方法 (7) 1.断面水质评价 (7) 2.河流、流域（水系）水质评价 (7) 3.主要污染指标的确定 (8) （二）湖泊、水库评价方法 (9) 1.水质评价 (9) 2.营养状态评价 (10) （三）全国及区域水质评价 (11) 三、水质变化趋势分析方法 (12) （一）基本要求 (12) （二）不同时段定量比较 (12) —4— （三）水质变化趋势分析 (13) 1.不同时段水质变化趋势评价 (13) 2.多时段的变化趋势评价 (14) 附录一：污染变化趋势的定量分析方法 (15) 附录二：术语和定义 (17) —5— 为客观反映地表水环境质量状况及其变化趋势，依据《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）和有关技术规范，制定本办法。本办法主要用于评价全国地表水环境质量状况，地表水环境功能区达标评价按功能区划分的有关要求进行。 一、基本规定 （一）评价指标 1.水质评价指标 地表水水质评价指标为：《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）表1中除水温、总氮、粪大肠菌群以外的21项指标。水温、总氮、粪大肠菌群作为参考指标单独评价（河流总氮除外）。 2.营养状态评价指标 湖泊、水库营养状态评价指标为：叶绿素a（chla）、总磷（TP）、总氮（TN）、透明度（SD）和高锰酸盐指数（COD Mn）共5项。 （二）数据统计 1.周、旬、月评价 可采用一次监测数据评价；有多次监测数据时，应采用多次监测结果的算术平均值进行评价。 2.季度评价 一般应采用2次以上（含2次）监测数据的算术平均值进行评价。 3.年度评价 国控断面（点位）每月监测一次，全国地表水环境质量年度评—6— 水质综合污染指数 飞水质综合污染指数的计算 水质综合污染指数是在单项污染指数评价的基础上计算得到的。考虑到上海地表水污染特点，在计算水质综合污染指数时通常选择上海市具有代表性的污染物，包括高锰酸盐指数、五日生化需氧量、化学需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、总磷和汞。也可以根据需要选择必要的污染物参与评价。 Ci Pi = Si 其中，O-污染物实测浓度; &-相应类别的标准 综合污染指数的计算方法: 应该注意到，水质综合污染指数的计算与水质类别标准密切相关，因此综合污染指数的比较只能在同一类别标准基础上进行。 1、水质污染程度的判别 根据水质综合污染指数来判别污染程度是相 对的，即对应于水体功能要求评判其污染程度。如 II类水体的水质要求明显高于III类、IV类、V类水体，假如不同类别水体的水质相同，则要求越高的水体，其对应的污染程度越严重。根据水质综合污染指数判别水质污染程度必须基于下列条件： （1）污染程度是对应于相应类别的水质要求的。 （2）污染程度的分级是为了定性反映水质的现状， 水体污染说明该水域原定的功能不能安全、全面地 发挥效应，其功能得不到保证。不同功能水体即使达到相同的污染程度，其危害和影响也是各不相同的。 （3）根据水质综合指数的大小可将水体分为合格、基本合格、污染和重污染四类。当采用上述八项污染物进行评价时，不同类型水体相对应的综合指数和水质现状阐述如下： 合格：P W0.8各项水质指标基本上能达到相应的功能标准，即使有个别指标超标，但超标倍数较小（1 倍以内），水体功能可以得到充分发挥，没有明显的制约因素。 基本合格：0.8 1，P3 水和水环境组成(天然淡水的组成；地表水可以分为几类) 答：天然淡水含有三类物质①溶解性物质，主要为矿物质类和某些气体②胶体物质，如硅酸胶体腐殖质等③悬浮颗粒物，如粘土、砂、细菌、藻类和原生动物。 地表水可分为五类：Ⅰ类，主要适用于源头水和国家自然保护区：Ⅱ类，主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区，珍贵鱼类保护区和鱼虾产卵场等：Ⅲ类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区，一般鱼类保护区和游泳区：Ⅳ类，主要适用于一般工业用水区及人体费直接接触的娱乐用水区；Ⅴ类，主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 2，P6 水质和水质指标（看附录7生活饮用水） 答：9月1日起实施的《生活饮用水生活规范》中规定生活饮用水水质常规检验项目为34项，非常规检验项目为62项，其中绝大部分为理化检验项目。 水质指标：从卫生角度出发可将其分成感官性状、一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标、放射性指标等类。 3，P10 有效数字的计算 答：制备标准溶液时，应取4位有效数字：比色法测定时一般应取2-3位有效数字 4，P13 采样容器的清洗 答:应依据样品性质和监测项目的要求确定容器的清洗方法。若无特殊要求，一般先用水和洗涤剂清洗，以除去灰尘、油垢，然后用自来水冲洗干净，必要时置于约10%的硝酸或盐酸浸泡取出沥干，再用自来水漂洗干净，最后用蒸馏水充分荡洗3次。对于有特殊要求的项目所用的容器，除按上述方法洗去灰尘，油垢外，还要按下述方式处理：1、用来盛装背景值调查样品的容器除用10%盐酸浸泡8小时以外，还要用1+1盐酸浸泡3~4天，沥去酸液后用自来水冲洗，最后用蒸馏水充分荡洗3次。2、测铬的样品容器只能用10%硝酸泡洗，不能用铬酸洗液或盐酸洗液泡洗；3、测总汞的样品容器可用1+3硝酸充分荡洗后放置数小时，再依次用自来水和蒸馏水漂洗干净。4、测油类的样品容器除按一般通用洗涤方法洗涤外，还要用萃取剂（如石油醚）彻底荡洗2~3次。5、测定有几位的玻璃容器，先用重铬酸钾洗液浸泡1天，然后用自来水冲洗干净再用蒸馏水冲洗干净，并在烘箱内180℃下烘干4小时，冷却后再用纯化过的已烷、石油醚冲洗数次。 5，P14 （1）采样点的选择水面宽小于等于50米一条，50~100米近左岸和中岸有明显水流各1条，大于100左、中、右各一条。垂线布设应避开污染带，要测污染带应另加垂线；确能证明该断面水质均匀可仅设中泓垂线；凡在该段面要计算污染通量时，必须按本表设计垂线 （2）地表水-表2-2、2-3水深小于等于5米上层1点；5~10米上、下层各1点；大于10上、中、下层各1点；上层指水面下0.5米处，水深小于0.5米时，在水深1/2处；下层指河底以上0.5米处;中层指1/2水深处；封冻时在冰水0.5米处采样，水深小于0.5米时，在水深1/2处采样； （3）废水-第一类污染采样点一律设在车间或车间处理设施外排放口或专门处理此类污染物设施的排出口汞、镉、砷、铅和它们的无机化合物，六价铬的无机化合物，有机氯和强致癌物质、 第二类污染采样点一律设在排污单位的外排口悬浮物、硫化物、挥发酚、氰化物、有机磷化合物、石油类、铜、锌、氟及它们的无机化合物、硝基苯类、苯胺类。6，P17 采样注意1、为避免机器油污和其他杂质污染，采样点位均设在船只、桥 水质评价问题的数学模型 摘要 本文以某村四个水井因农业和生活排放废物使地下浅表水遇到污染为背景，通过对这四个水井的24个水质监测数据的统计，对四个水井的综合水质进行了细致的分析。 针对问题一：首先从水质监测数据中选取相对有用的五种关键数据（分别为溶解氧，高锰酸盐指数，总磷，氨氮，粪大肠菌群）作为评价因子，对各个水井的各种污染物的检测数据进行无量纲标准化处理得到新数据并列出图表，并对比水质分级标准的三组数据，运用层次分析法建模，并利用MATLAB7.0.1编程求解，最后求得北井的水质最好，南井和东井水质次之，西井水质最差。 此外，我们还运用了逼近于理想值的排序方法，即TOPSIS法，首先确定四个水井水质监测数据中各项指标的正理想值和负理想值，然后求出各个方案与正理想值、负理想值之间的加权欧氏距离，由此得出各评价因子与最优数据指标的接近程度，作为评价水井水质优劣的标准。经计算得出四个水井的综合评价指标值分别为90，73，210，505，可见北井水质最好，南井水质较好，东井水质中等，西井水质最差。 针对问题二：对四个井的地表水进行水质等级判断时，没有明确的界限，因此我们选择在模糊数学中采用隶属函数来描述水质分界，同时采用格贴近度公式，分别求得四个水井与三个水质等级的贴近程度，根椐择近原则，算出西井、东井均属于Ⅲ类，南井属于Ⅱ类，北井属于Ⅰ类。 最后，我们就模型存在的不足之处提出了改进方案，并对优缺点进行了分析。 关键词：层次分析法；TOPSIS法；模糊数学统计算法；水质等级判断。 目录 摘要 (1) 一、问题重述 (3) 二、模型假设 (3) 三、符号说明 (3) 四、问题分析 (4) 4.1问题一的分析 (4) 4.1.1层次分析法 (5) 4.1.2 TOPSIS分析法 (5) 4.1.3 两种方法差异分析 (5) 4.2 问题二的分析 (5) 五、模型的建立和求解 (6) 5.1 问题一求解 (6) 5.1.1各衡量指标数据的无量纲化处理 (6) 5.1.2. 模型一层次分析法 (8) 5.1.3 模型二TOPSIS分析方法 (12) 5.1.4 两种方法的结果分析 (15) 5.2 问题二：模糊性模型 (15) 5.2.1 建立因素集 (15) 5.2.2 设置偏大型柯西分布隶属函数 (16) 5.2.3 综合指标 (18) 六、模型的评价与推广 (19) 6.1 模型的评价 (19) 6.1.1模型优点 (19) 6.1.2模型缺点 (19) 6.2 模型的推广 (20) 参考文献 (21) 附录 (22) 综合水质评价方法概述 目前在综合水质评价中应用较多典型评价方法包括：单因子评价法、污染指数法、模糊数学评价法、灰色系统评价法、层次分析评价法、物源分析评价法、人工神经网络评价法，以及水质标识指数评价法。 单因子评价法 单因子评价法是分别将各个水质标准规定的水质指标进行对比分析，在所有参与综合水质评价的水质指标中，选择水质最差的单项指标所属类别来确定所属水域综合水质类别；单因子指数评价计算简单，且可清晰判断出主要污染因子及其主要污染区水域。我国在水质监测公报中，便采用了单因子评价水体综合水质。 单因子指数P由一位整数、小数点后二位或三位有效数字组成，表示为： X P i3 X X 1 2 式中：X1————第i项水质指标的水质类别； X2————监测数据在X1类水质变化区间中所处位置根据公式按四舍五入的原则计算确定。 X3————水质类别与功能区划设定类别的比较结果，视评价指标的污染程度，X3为一位或两位有效数字。 根据Pi的数值可以确定水质类别、水质数据、水环境功能区类别，可以比较水质的污染程度，Pi 越大，水质越差，污染越严重，如果Pi大于6.0，水质劣于V类水。 单因子评价法，优点：是简单、易操作。缺点：但单因子评价中污染因子占100％权重，其余因子权重为零，而随水质监测结果不断变化，浓度越大权重越大，随意性较大，不去考虑各因子对水环境影响的差异性，会忽略很多有用的信息，具有一定的局限性。 污染指数法 污染指数法的基本思想是：①针对单项水质指标，将其实测值与对应的水环境功能区类别与水质标准相比，形成单项污染指数；②对所有参与综合水质评价的单项水质指标，将各指标的单项污染指数通过算数平均、加权平均、连乘及指数等各种数学方法得到一个综合指数，来评价综合水质。 优点：指数法综合评价对水质描述是定量的，只要项目、标准、监测结果可靠，综合评价从总体上来讲是能基本反映污染的性质和程度的。并且对于全国流域尺度而言，污染指数法计算简便，便于进行不同水系之间或同一水系不同时问上的基本污染状况和变化的比较。缺点：选择不同的污染因子会使污染指数值出现波动，当水体的某些污染物评价标准值很低，而这些污染物未被检出时，依据数据的填报原则，就将其报为检出限的一半。此时进行污染指数计算就会夸大水污染程度。 模糊数学评价法 模糊数学理论是美国理论控制专家L.A.Zadeh于1965年提出的。在水环境质量综合评价中，涉及大量的复杂现象和多种因素的相互作用，也存在大量的模糊现象和模糊概念，因此水质评价也可以采用模糊数学的方法进行定量化处理。模糊数学评价法包括模糊综合评判法、模糊聚类法、模糊模式识别法等，其中最典型的方法是模糊综合评判法，其基本思想是：①构造水质指标对各类水质类别的隶属函数；②根据隶属度函数，计算水质指标实测值对各类水质类别的隶属度，构造模糊关系矩阵；③计算各类水质指标的权重，构造权重向量；④将权重向量和模糊关系矩阵相乘，得到综合水质对各类水质类别的隶属度，最终判断出评价样本的综合水质级别。 优点：当在水环境质量综合评价中，涉及到大量的复杂现象和多种因素的相互作用时，用模糊关系合成原理，可将一些边界不清、不易定量化的因素定量化。缺点：当水质评 水质理化检验 CHAPTER 1 1.水资源：全球水量中对人类生存、发展可用的水量，主要指逐年可以达到更新的淡水资源。 2.水环境：整个水圈+生存与水中的生物群落+与各种水体共存的底泥。 3.优先控制污染物：均具有毒性，与人体健康密切相关，对环境和人体健康的危害具有不可逆性；生物降解困难，在环境中有长效性；在水中含量低，多为ug/L 乃至ng/L水平。 4.水体自净：污染物进入水体后，经过扩散、稀释、沉淀、氧化、微生物分解等作用，污染物逐渐降解或污染物浓度逐渐降低，经过一定时间水体基本恢复到原有状态，这个过程称为水体自净。水体所具有的这种自我调节、净化的能力，称为水体自净能力。 5.水环境容量：指水体在规定的环境目标下允许容纳污染物的最大量。 6.水质理化检验的任务：水质本底监测；水污染现状和趋势监测；污染源和污染程度监测；为污染预测和预报提供资料。 CHAPTER 2 水养的采集、保存与处理 1.采样点的设置 A. B. C. D. E. 2.原则？ 3.水样保存方法 A.冷藏与冷冻：2~5℃；-20℃； B.过滤与离心分离； C.加生物抑制剂； D.加氧化剂或还原剂； E.调节pH值； F.选择合适的保存容器 4.用于水质理化检验的分离富集方法较常见的有：液液萃取、离子交换、吸附剂吸附、沉淀或共沉淀、泡沫浮选和气体发生等。 5.固相萃取（SPE）：将样品溶液通过预先填充固定相调料的萃取柱，待测组分通过吸附、分配等形式被截留，然后用适当的溶剂洗脱，达到分离、净化和富集的目的。 操作步骤：萃取柱的预处理；上样富集；淋洗杂质；洗脱待测物。CHAPTER 3 一般理化检验指标 1.水温 水温计：水表层；-6~40℃ 深水温度计：水深<40m；-2~40℃ 颠倒温度计：水深>40m；主-2~32℃、辅-20~50℃ 2.臭和味 等级：0级无；1级微弱；2级弱；3级明显；4级强；5级极强 嗅阈值法（稀释倍数法）用无臭水将水样稀释至分析人员刚刚嗅到和尝到臭和味时的浓度，称为嗅阈浓度。水样稀释到嗅阈浓度时的稀释倍数，称为嗅阈值。 3.色度：指水中的溶解性物质或胶体状物质所呈现的米黄色乃至黄褐色的程度。由溶解性物质和不溶解性悬浮物质产生的颜色称为表色；仅由溶液状态的物质产生的颜色称为真色。 河南科技大学教案首页 课程名称环境监测与评价计划学时 2 授课章节第18课水环境评价 教学目的和要求： 掌握水环境评价相关概念，掌握水环境相关标准、方法。 教学基本内容： （1）水环境质量现状评价 （2）水环境质量预测评价 教学重点和难点： 水环境评价相关公式的运用 授课方式、方法和手段： 课堂讲授、提问等方法相结合 作业与思考题： 如何开展水环境质量现状评价？ 如何开展水环境预测评价？ 说明：1．教案首页中各栏目内上下尺寸可自行调整。 2．教案首页后续页用河南科技大学教案专用纸书写，或使用A4纸打印。 第十八课 水环境质量评价 一、水环境质量现状评价 A 、水环境的定义及水体组成 1．水环境：河流、湖泊、海洋、地下水等各种水体的总称。 2．水体组成：水、底质和水生物3部分组成。 B 、水体污染的形成 污染物——水体——运动——水体污染 C 、地面水质量评价 方法：水环境指数法、生物学评价方法、概率统计方法等 （一）一般水环境指数 1．内梅罗水环境指数 参数：温度、颜色、透明度、pH 、大肠杆菌数、总溶解固体、悬浮固体、总氮、碱度、氯、铁和锰、硫酸盐、溶解氧。 将水的用途划分为3类：（1）人类接触使用的：饮用水、游泳、制造饮料 （2）间接接触使用的：养鱼、工业食品制造、农业用； （3）不接触使用的：工业冷却水、公共娱乐及航运。 根据以上用途，建立了分指数： ()[]{}2/1222/)/(/最大平均j i i ij i j L C L C PI += PIj ——j 类水用途指数；Ci ——i 污染物的实测浓度；Lij ——i 污染物对应j 类水用途的标准。 当Ci/Lij<=1.0时，取实测值； 当Ci/Lij>1.0时，取Ci/Lij=1.0+Plg(Ci/Lij) P 常数，一般为5。 要确定一个区域的PI 就必须先确定各类用途水的重要值（Wj ），并且ΣWj ＝1, PI=Σ(WjPIj) 2．北京西郊水质量系数 P ＝ΣCi/Si 将水分成了7级（P102） 3．南京水域质量综合指标（P102） I ＝1/nΣWiPi Pi=CiSi ΣWi ＝1, 综合评价 一、填空题 1、五年环境质量报告书中分析环境质量变化的原因时，应做 到因素与因素相结合。 2、按照《全国环境监测报告制度》规定，以上各级环境监测 站负责编制环境监测报告。 3、《环境质量报告书编写技术规定》中，以作为划分酸雨的 界限；秦岭、淮河以南城市的降尘量在当地清洁点实测值的基础上增加吨/平方公里?月。 4、环境空气监测数据统计时，单一测点监测数据和进行日、 月、年平均值计算时应满足和的要求。进行区域范围的平均计算，具有监测数据的监测点数应占整个区域内所步监测点总数的。 5、计算2、2、日均浓度时，每天至少有的采样时间。 6、计算2、2、年平均浓度时，每年至少有分布均匀的日均值。 7、评价环境空气时，参与评价的项目中任何一项浓度不达 标，则其空气质量为。 8、综合污染指数时各项空气污染物的单因子的指数。 9、空气污染指数（）=101~200时，空气质量为。 10、集中式生活饮用水保护区分为一级保护区和二级保护区，分 别执行类和类地表水标准。 11、地表水环境质量定性评价分为：优、、轻度污染、中度污染、 重度污染五个等级。 12、在评价河流（包括河段、水系）整体水质状况时，若河流的 某一类水质断面比例大于或等于，则称河流以该类水质为主。 13、在评价河流（包括河段、水系）整体水质状况时，若河流的 Ⅰ~Ⅲ类，或Ⅳ~Ⅴ类水质断面比例大于或等于，则称河流以Ⅰ~Ⅲ类水质或Ⅳ~Ⅴ类水质为主。 14、地表水水源水质评价执行《地表水环境质量标准》 （3838-2002）的类标准；地下水水源水质评价执行《地下水环境质量标准》（14848-1993）的类标准。 15、《地表水环境质量标准》（3838-2002）中基本项目和补充项 目共29项，其中项目适用于污染较重水体的评价，不纳入饮用水源地水质监测和评价。 16、饮用水源地水质评价以Ⅲ类水质标准为依据，出现超标现象 时，需列出及其名称。 17、多时段污染趋势统计分析，采用秩相关系数法。至少有个时 间序列的评价指标值依次从前到后排列，计算秩相关系数。 18、《声环境质量评价方法技术规定》（总站物字[2003]52号） 中，根据监测结果，将区域环境噪声与道路交通噪声分为重度污染、中度污染、轻度污染、、5个环境质量等级。 19、某市道路交通噪声2005年为68.8,与2004年相比（2004年 为67.8），道路交通噪声的声环境质量污染程度。 20、生物丰度指数指通过上不同生态系统类型在生物物种数量上水质理化检验
地表水环境质量评价办法(试行)
水质综合污染指数评价方法
水质检验名词解释
水质评价问题的数学模型
综合水质评价方法概述
水质理化检验..
水环境质量评价
环境监测综合评价试题集