2水质评价与模糊综合评价法解析
综合指数法和模糊综合法在地下水水质评价中的对比

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。
改进模糊综合评价法在水质评价中的应用

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。
2.水质评价与模糊综合评价法

5)迄今没有一个被大家公认通用的、具有可比性的水 质综合评价数学模型。各地各部门在进行水质评价时, 选用模型的任意性很强,评价的结果不便于与其它地区 水质状况进行比较,因而也不能准确反映本地的相对污 染状态,国家难以全面掌握水环境污染的时空分布态势, 其结果难以被公众接受,达不到水质评价的目的。1999 年12 月在广州召开的全国综合评价技术研讨会提出, 要把水环境综合评价方法的统一和改进问题作为目前 需要重点解决的问题之一。 6)缺乏比较客观的确定环境因子权重的量化方法。除 人工神经网络评价法外,其它各种方法的评价结果无疑 都受权重影响很大,权重的研究是一个重要的课题。在 多因子的水质综合评价中, 各因子对环境污染的贡献 是不同的,而目前缺乏统一的客观的定权方法,这对评 价结果的可比性影响较大。
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吕兰军、徐祖信、李俊莉运用各种指数法进行 水环境质量评价,并提出改进意见和一种全新 的河流指数评价方法,它既可以比较分析同一 类水质指标在同一级别中的差异,又可以在不 同类别水质指标中比较分析水质的污染程度; 汪家权、沈时兴把多种评价方法相结合,构建 新的评价模型应用于水质评价中,李如忠对水 质评价模型进行了综述;宋军继分析了城市环 境与水的关系以及城市水环境面临的问题,在 此基础上提出了城市水环境发展的应对策略。 由上可见我国关于河流、湖泊水环境质量评价 和水质评价方法的研究相当活跃,使得水环境 质量评价研究进入快速发展时期。
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3.灰色评价法
水质的监测数据都是在有限的时间和空间范围内获得的,因 而信息是不完全或不确切的,故可将水环境系统视为一个灰 色系统,即部分信息已知,部分信息未知或不确知的系统, 这一原理应用于水质综合评价中的基本思路是:计算水体水 质中各因子的实测浓度与各级水质标准的关联度,然后根据 关联度大小确定水体水质的级别。对处于同类水质的不同水 体可通过其与该类标准水体的关联度大小进行优劣比较。 灰色评价法主要有灰色聚类法、灰色关联法、灰色模式识别 法、等斜率灰色聚类法、区域灰色决策法、加权灰色局势决 策法、梯形灰色聚类分析法、灰色局势决策法、灰色贴近 度法等。
模糊数学综合评判法在水质评价中的应用——以成都市府河为例

中图分类号 :O19 5 文献标识码 :A 文章编号:1 0. 15( 0 7) 20 6 .3 0 99 1 2 0 0 .0 80
目前的水质 评价方法主要育综合评价指数法 、 模糊数学 模 式 评价 法 、灰 色评 价法 、物元 分析 法 、人 工神 经 网络 ( N )评价法和地理信息系统 ( I )[。由于水质评价 A Ns GS ” 中包含一些模糊、不明确的方面 ,因此模 糊数学在水质综 合评价 中得到广泛应用。 在模糊数学 分析中模糊集合是对模
模糊数学综合评判法在水质评价中的应用
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以成都市府河为例
许顺 国,牟瑞 芳 ,张雪梅
( 西南交通大学 环 境科学与工程学院 ,四川 成都 603 ) 10 1
摘 要 :运用模糊数学综合评判法 , 据府 河水质监测数据和水质 评价 的特 点,选取 了 D 、C D 、总 P和 根 O O
={ , , ) …
式中 ( 1 ,. 为各种可能的评价 结果 ,可 以是模 户 , ., 2. ) 糊 的,也可以是非模糊 的,但对 的关系是 明确的。
1 模糊评估 . 3
从一个 U出发进行评价, 以确定评价对象对评价集元素 的隶属程度 ( =1 . 称为单因子模糊评价。对第 i , … , 2. ) 个因子 U评价 的结果 月 ,称为单因子模 糊评价集 。 ,
图” ( 1,以溶解氧 ( 0 对五个级别的隶属函数为例: 阁 图 ) D )
U() x
表 l 府河水质监测数据表
单位 :mgL /
al a 2 x
国内海水水质评价方法

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。
模糊综合评价法与综合评价法在矿区水质评价中的对比研究

性 , 用模 糊数 学 的方 法 去刻 画地 下 水水 质 。模 糊综 合 评 价 利 法 常 可 以 分 为 以 下 几 5个 主 要 步 骤 : ( ) 设 地 下 有 n相 指 标 要 参 j 下 水 水 质 评 价 , 们 1似 J地 我 首 先 可 以 确 定 评 价 的 因 子 集 U ={ , U 一, ; u U , U } ( ) 下 水 水 质 有 m 个 等 级 , 可 以 确 定 水 质 评 价 的 标 2地 便
R=
深 度 水 质 进 行 评 价 , 价 结 果 见 表 4 评 。
3 结 果 分 析 与 讨 论
可 以得 到 水 样 中每 个 评 价 因 子 的隶 属 度 r
由表 4可 以看 出 , 用 不 同 的评 价 方 法 , 价 结 果存 在 应 评
差异性 。
() 4 确定 每一种 评价 因子 的权 重 。考 虑到 污 染物 对水 质
Ev l a in i a e ai ft e M i i g Ar a a u t n W t r Qu l y o nn e o t h
H U e W i— w e , LI Ti , M A i ng Zhi— y uan, CA O a H i— du ng ,D o U ui— pi H ng (1 S h o fEn i n na ce c sa d En ie rn . c o l vr me tlS in e n gn eig,Ch n a ie st o o a g, n Unv ri y,Xi al7 0 4,S a n i2. , n Brn h o , l 0 5 1 h a x Xi a a c f
(长安 大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 , 西 西 安 7 0 5 陕 1 0 4) [ 摘 要 ] 如 何 对 矿 区 水 资 源 进 行 合 理 规 划 利 用 提 高 水 资 源 利 用 率 , 先 是 要 对 矿 区 水 质 进 行 准 确 的 评 价 , 首 而 评 价 方 法 的 选 择 直 接 关 系 到 结 果 的 真 实度 。利 用 模 糊 数 学 综 合 评 价 法 对 比 传 统 的 综 合 评 价 法 对 老 虎 台 矿 区 水 质 进 行评 价 , 果 表 明 : 合 评 价 法界 限 非 常严格 , 能 综合 考虑 每 个水 样 的 离子 成 分 , 值 的作 用过 于明 显 ; 糊 综合 结 综 未 极 模 评 价 法 则 能 综 合 考 虑 每 个 水 样 的 离 子 成 分 , 除 了极 值 的 定 性 作 用 , 价 结 果 舍 理 , 水 质 评 价 中 值 得 推 广 的 有 效 剔 评 是
模糊综合评价视野下的地下水质评价分析

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

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。
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近年来,国内许多学者从多方面、多角度、 多方法对我国不同区域河流和湖泊环境质量进 行探讨和研究,取得了大量的科研成果。例如, 张卫星、阎伍玖、李俊莉等分别对长荡湖、淮 河安徽段、南四湖区进行水环境污染状况分析 与评价,并提出污染防治对策;薛巧英、黄兴 国等学者对各种河流水质综合评价方法进行了 较为详细的分析和比较,指出当前水环境质量 评价方法存在的问题和今后发展方向;吴梅、 张蕾等学者运用灰色关联分析法进行水环境质 量评价并采用线性内差的方法对之进行改进, 提高了分辨率,取得了较为可靠的评价结果; 白有杜、潘峰、王陆军、徐秋华等学者将模糊 综合评价法具体应用到水环境质量综合评价研 究中,并对评价权重、 最大隶属度原则进行了 改进,取得较好的结果;
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吕兰军、徐祖信、李俊莉运用各种指数法进行 水环境质量评价,并提出改进意见和一种全新 的河流指数评价方法,它既可以比较分析同一 类水质指标在同一级别中的差异,又可以在不 同类别水质指标中比较分析水质的污染程度; 汪家权、沈时兴把多种评价方法相结合,构建 新的评价模型应用于水质评价中,李如忠对水 质评价模型进行了综述;宋军继分析了城市环 境与水的关系以及城市水环境面临的问题,在 此基础上提出了城市水环境发展的应对策略。 由上可见我国关于河流、湖泊水环境质量评价 和水质评价方法的研究相当活跃,使得水环境 质量评价研究进入快速发展时期。
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? 水质评价是研究人类水环境质量的变化规律, 评价人类水环境质量的水平,并对水环境要素 或区域水环境性质的优劣进行定量描述的科学 , 也是研究改善和提高人类水环境质量的方法和 途径的科学。
? 水质评价按评价的时间划分,有 回顾评价、现 状评价和影响评价 。其中,水质现状评价是根 据近几年水环境监测资料对一个地区的水环境 质量现状进行评价。通过水质现状评价可以了 解过去人类活动对一个地区水环境质量各要素 的影响后果,从而可以进一步追索造成污染的 原因,便于制定和采取综合措施,在治理污染 的同时,积极的进行污染预防,是水环境影响 评价的基础。
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二.水环境评价存在问题与发展趋势
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1. 存在问题
目前,水资源利用的评价存在较大的缺陷。其缺陷大致反映在 以下几个方面: ? 1)不能客观地反映某一地区水资源丰缺的实际情况。如当前 水资源的评价多从水资源水质污染方面作评价,而忽略了量 的有机结合。水资源质方面的评价,仅反映了水污染方面的 状况,不能从整体上对水资源作评价。水资源的质和量是相 互影响、相互促进的,水资源量的减少能够进一步加剧水资 源的恶化;而量的增加能够减弱或稀释水资源的污染。因此, 水环境的评价应将水环境的质、量有机的结合起来,以正确 反映水资源污染的现状。 ? 2)水环境评价的方法有待突破。20世纪70年代以来,国内外 学者相继提出了许多水环境质量的评价方法,如指数评价法、 模糊数学评价法和灰色理论评价法等,但至今仍无一种统一 的确定的评价模型。从现有的评价方法来看,各具一定的优 点;但大都存在着需要确定各级评价指标的权值及怎样客观 和合理确定权值的问题,甚至在某种程度上来说,计算比较 繁琐、丢失一些信息等不足,因此迫切需要进行评价11方法的
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1. 国外水环境质量评价研究概况
20世纪初,世界上一些河流水质日趋恶化,用水安全得不 到保证,水质问题越来越受到人们的重视,水质评价工作 也随着发展起来。最早是德国科学家柯克维兹和莫松等提 出了生物学的水质评价分类方法,随后英国科学家根据河 流水质情况,提出以化学指标对河流进行污染分类。1965 年,美国俄该俄州河流卫生委员会的赫尔顿R.K.Horton) 提出了一种水质评价的指数体系,并提出了制定指数的步 骤,即豪顿水质指数(QI),标志着水质现状评价工作的 开始。随后 R.M.Brown 等于 1970 年在35种水质参数中选 取11 种重要水质参数,然后再根据专家的意见进行加权计 算,即建立了水质指数(WQI),意大利斐拉拉大学卫生 研究所提出的普拉特水质指数,
第二讲 水质评价与模糊综合评价法
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? 国内外水环境质量评价研究概况 ? 水环境评价存在问题与发展趋势 ? 评价方法介绍 ? 模糊综合评价法概述 ? 模糊综合评判模型 ? 模糊综合评价步骤 ? 六安市淠河水质模糊综合评价 ? 淠河评价结论 ? 方法创新之处
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一.国内外水环境质量评价研究概况
长期以来,环境质量评价一直是环保部门及 学者关心的课题,在国外于 20世纪60 年 代中期开始出现, 70年代蓬勃发展。美国 是世界上第一个把环境评价以法律形式肯 定的国家。纵观环境评价的发展, 有由单 目标向多目标,由单环境要素向多环境要 素,由单纯的自然环境系统向自然环境与 社会环境的综合系统,由静态分析向动态 分析发展的趋势。
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2. 国内水环境质量评价研究概况
中国始于20世纪50年代,在全国主要河流、 湖泊(水库)上进行水质评价工作。 1960 年提 出了中国河流水化学特征报告及有关图表。 1972年,包含了水质评价内容的《北京西郊环 境质量评价研究》树立了我国水质评价研究上 的第一个里程碑。随后,开展了官厅水库、松 花江、图们江、白洋淀、湘江、杭州西湖、武 昌东湖、昆明滇池、太湖、东海海域及南海海 域等水环境的专题质量评价工作。
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N.L.Nemerow 在其《河流污染的科学分析》一书中提 出内梅罗指数法。S.L.Ross 根据 BOD、NH3-N、SS 及DO 四项指标,对英国克鲁德河流域主、支流水质 进行了评价。进入90年代后,水质评价的方法得到了 进一步的扩展,各种数学方法和模型都得到了应用, 如Puckett等应用主成分分析法对美国弗吉尼亚州某些 河流的主要离子化学因素进行了研究,Sokolov等运 用模型模拟了澳大利亚东南部Yarra 河流水质参数随时 间的随机变化情况,Caissie 等对加拿大一条小河流 河水主要离子浓度随流量的变动和水文分割进行了研 究,前东欧和苏联的多数学者在评价时既考虑物理和 化学指标,还考虑生物指标,使水质评价更加全面、 科学.