物元可拓法在地下水水质评价中的应用
改进的物元可拓模型在大坝安全综合评价中的应用
Ｎ１ Ｎ２ 熿 Ｃ Ｖ１ Ｖ１ １ １ ２ Ｒ（ Ｎｊ， Ｃ Ｖｉ Ｖ２ Ｖ２ ＝ Ｃ ｉ， ２ １ ２ ｊ） Ｃｍ Ｖｍ１ Ｖｍ２ 燀
其中
…
Ｎｎ燄
… Ｖ１ ｎ … Ｖ２ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ … … Ｖｍ ｎ燅 （ ） １
第３ ０卷 第２期 ２ ０ １ ２年２月 （ ） 文章编号 ： １ ０ ０ ０ ７ ７ ０ ９ ２ ０ １ ２ ０ ２ ０ ０ ６ ６ ０ ４ － － －
水 电 能 源 科 学 Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ０Ｎ ｏ ． ２ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ２
了一种新的关联 函 数 计 算 公 式 ， 对经典物元可拓 并通过实例分析验证了该模型 模型进行了改进 ， 的合理有效性 ， 为大坝安全综合评价提出了更准 确的方法 。
１ 经典物元可拓模型
Ｒ＝
物元可拓模型是物元理论与可拓集合论的有 机 结 合 体， 是用以解决不相容问题的规律和方
４］ 。 通过研究物 元 及 其 变 化 规 律 ， 法［ 用关联函数
ＲＰ ＝
Ｐ Ｃ１ Ｖ１燄 熿 Ｃ Ｖ２ ２
（ ） ３
燀 Ｃｍ Ｖｍ燅 ， ， …， 式中， Ｖ ｉ＝１ ２ ｉ 为待评事物关于评价指标 Ｃ ｉ（ 的量值 ， 即分析 待 评 事 物 第ｉ 项 特 征 时 所 对 应 ｍ） 的量值 。 １． ３ 关联函数及关联度的计算 关联函数表示当物元量值取为实数轴上一点 物元符合 所 要 求 的 取 值 范 围 的 程 度 。 经 典 物 时， 元可拓模型中关联度为 ： ／ Ｖｉ Ｖｉ， Ｖｉ Ｖｉ ∈ Ｖｉ －ρ（ ｊ） ｊ ｊ 烄 Ｋｊ （ Ｖｉ ） （ ， ） ＝烅 ｊ ρ Ｖｉ Ｖｉ Ｖｉ Ｖｉ ｊ Ｖｉ， Ｖｐ Ｖｉ， Ｖｉ －ρ（ ｉ） ｊ） ρ（ 烆 （ ） ４
物元可拓源码
物元可拓法于80年代由我国蔡文教授创立，目前已广泛应用于新产品构思与设计、优化决策、控制、识别与评价等各个领域，无论在理论还是在实践上都发挥了越来越重要的作用。
物元是描述事物的名称、特征及量值3个基本元素的简称，在形式上可记为M=(N，c，v)=(N，c，c(N))。
其中M、N、c、v分别是Matter、Name，Character， Value的缩写。
可拓集合是用关联度将模糊集合的[0，1]闭合区间连续取值拓广到(-∞，+∞)实数轴，以表达物元的量值为实轴上的一点时符合要求的程度。
物元分析是研究物元及其变化并用以解决矛盾问题的规律和方法，可拓学是用形式化的工具，从定性和定量两个角度去研究解决矛盾问题的规律和方法。
物元可拓法结合二者，是将辨证逻辑和形式逻辑相结合的可拓逻辑，丰富了事物的内涵，客观地反映了物质世界的真实状态。
本次选用评价因子污染贡献率方法来确定权系数。
主要计算程序：Dim sRow As Integer, sCol As Integer'起始的行与列Dim i As Integer, j As Integer'循环变量Dim Xj As Double'定义实测值Dim Aij As Double, Bij As Double'定义标准域区间Dim Apj As Double, Bpj As Double'定义节域变量Dim YZS As Integer'定义评价因子个数Dim DJS As Integer'定义评价等级数'得到起始行列值sRow = InputBox("请输入监测数据第一个数的行号！", "输入行号", 0)sCol = InputBox("请输入监测数据第一个数的列号！", "输入列号", 0)YZS = InputBox("请输入评价因子个数!", "输入因子个数", 0)DJS = InputBox("请输入评价等级个数!", "输入评价等级数", 0)'插入标记列文字With Sheets("sheet1")For i = 1To DJSCells(sRow + DJS + 2 + i, sCol - 1).Value = "关联函数k_等级" & iNext iCells(sRow + 2 * DJS + 3, sCol - 1).Value = "X/S"Cells(sRow + 2 * DJS + 4, sCol - 1).Value = "归一化权重"For i = 1To DJSCells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol - 1).Value = "关联度K_等级" & iNext iCells(sRow + 3 * DJS + 5, sCol - 1).Value = "可拓指数"'按列循环计算For j = sCol To sCol + YZS - 1'赋初值Xj = Cells(sRow, j).Value '实测值Apj = Cells(sRow + 1, j).Value '可拓域最小值Bpj = Cells(sRow + DJS + 2, j).Value '可拓域最大值For i = 1To DJS'对aij,bij赋值Aij = Cells(sRow + i, j).ValueBij = Cells(sRow + i + 1, j).Value'按条件选择公式计算关联度If Xj > Aij And Xj < Bij Then'xj<Xij 点x位于本标准之内If Xj <= ((Aij + Bij) / 2) ThenCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = -(Aij - Xj) / (Bij - Aij) ElseCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = -(Xj - Bij) / (Bij - Aij) End IfElse'xj<>Xij 点x位于本标准之外If Xj < Aij Then'x位于标准的左边,此时有x<(ai+bi)/2If Xj <= (Apj + Bpj) / 2ThenCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = (Aij - Xj) / (Apj - Aij) ElseCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = (Aij - Xj) / (2 * Xj - Bpj - Aij) End IfElseIf Xj > Bij Then'x位于标准的右边,此时有x>(ai+bi)/2If Xj <= (Apj + Bpj) / 2ThenCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = (Xj - Bij) / (Apj + Bij - 2 * Xj) ElseCells(sRow + i + DJS + 2, j).Value = (Xj - Bij) / (Bij - Bpj) End IfEnd IfEnd IfNext iNext j'计算X/SFor j = sCol To sCol + YZS - 1Dim a As Doublea = 0For i = 1To DJS + 2a = a + Cells(sRow + i, j)Next iCells(sRow + 2 * DJS + 3, j).Value = Cells(sRow, j).Value * (DJS + 2) / a Next j'计算权重'计算x/s的总和a = 0For i = sCol To sCol + YZS - 1a = a + Cells(sRow + 2 * DJS + 3, i)Next iFor j = sCol To sCol + YZS - 1Cells(sRow + 2 * DJS + 4, j).Value = Cells(sRow + 2 * DJS + 3, j).Value / aNext j'计算关联度Cells(sRow + 2 * DJS + 4, sCol + YZS) = "综合关联度"For i = 1To DJSFor j = sCol To sCol + YZS - 1Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, j).Value = Cells(sRow + DJS + 2 + i, j).V alue * Cells(sRow + 2 * DJS + 4, j).ValueNext jDim k As Integera = 0For k = sCol To sCol + YZS - 1a = a + Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, k) '综合关联度累加Next kCells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).Value = aNext i'计算可拓指数'找最小与最大关联度Dim Kmax, Kmin As DoubleKmax = Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + 1, sCol + YZS).ValueKmin = KmaxFor i = 2To DJSIf Kmax < Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).Value ThenKmax = Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).ValueEnd IfIf Kmin > Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).Value ThenKmin = Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).ValueEnd IfNext iDim KXP() As DoubleReDim KXP(DJS) As DoubleFor i = 1To DJSKXP(i) = (Cells(sRow + 2 * DJS + 4 + i, sCol + YZS).Value - Kmin) / (Kmax - Kmin)Next iDim FZ, FM As DoubleFor i = 1To DJSFZ = FZ + i * KXP(i)FM = FM + KXP(i)Next iCells(sRow + 3 * DJS + 5, sCol).Value = FZ / FMEnd With我做地下水水质评价时用到的公式是这样的:矩跟关联度的公式是通常用到的那个,即:p(xj,xij)=|xj-0.5(aij+bij)|-0.5(bij-aij)关联函数计算公式:当xj属于xij时,ki(xj)=-p(xj,xij)/|xij|当xj不属于xij时,ki(xj)=p(xj,xij)/[p(xj,xrj)-p(xj,xij)]综合关联度计算公式:Kj(p)=a1*kj(x1)+a2*kj(x2)+...+an*kj(xn)权重用的污染因子贡献率法:ai=(xi/Si)/(x1/S1+x2/S2+...xn/Sn)可拓指数用公式:KXP=(Kj(X)-Min(Kj(X)))/(Max(Kj(X))-Min(Kj(X)))由于涉及的内容或者思路一同,可能选用的关联度计算公式,权重计算公式不同,酌情参考。
浅析水源保护区内公路工程地下水环境评价体系
Hans Journal of Civil Engineering 土木工程, 2023, 12(3), 617-625 Published Online May 2023 in Hans. https:///journal/hjce https:///10.12677/hjce.2023.125069浅析水源保护区内公路工程地下水环境评价 体系邵 林1，陈志敏1，袁乾龙21兰州交通大学土木工程学院，甘肃 兰州 2中国建筑第二工程局有限公司，北京收稿日期：2023年4月25日；录用日期：2023年5月15日；发布日期：2023年5月30日摘要由于施工过程中会对环境造成污染，针对公路工程施工过程中，涉及很多水源保护区或自然保护区的问题，结合国内外研究现状发现：目前对水源地保护大多是以水库为基础，对于高环保水保要求的自然保护区少之又少。
结合青海加西公路项目，建立了水源保护区地下水水质评价体系。
运用单因子指数法、灰色加权关联度法和熵权–可拓物元法，对现场地下水质进行评价，综合分析了熵权–可拓物元法较单因子指数法和灰色加权关联度法，突出了其整体性、精度高的优点。
关键词加西公路，绿色施工，水源保护，熵权法，可拓物元理论Analysis on Groundwater Environment Evaluation System of Highway Engineering in Water Source Protection AreaLin Shao 1, Zhimin Chen 1, Qianlong Yuan 21School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou Gansu 2China Construction Second Engineering Bureau Ltd., BeijingReceived: Apr. 25th , 2023; accepted: May 15th , 2023; published: May 30th, 2023AbstractAs the construction process will cause pollution to the environment, many water source protec-邵林等tion areas or nature reserves are involved in the construction process of the highway project.Combined with the research status at home and abroad, it is found that most of the protection of water source areas is based on reservoirs, and there are few nature reserves with high environ-mental protection and water conservation requirements. Based on the Jiaxi highway project in Qinghai Province, the groundwater quality evaluation system of water source protection area is established. The single factor index method, grey weighted correlation degree method and entro-py weight extension matter element method are used to evaluate the on-site groundwater quality.It is comprehensively analyzed that the entropy weight extension matter element method has the advantages of integrity and high accuracy compared with the single factor index method and grey weighted correlation degree method.KeywordsKasai Highway, Green Construction, Water Source Protection, Entropy Weight Method, Extension Matter Element TheoryThis work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言随着我国社会的快速发展，公路工程虽然发展势头良好，但施工过程中对环境造成很多污染。
物元可拓法的改进及在城市环境可持续发展综合评价中的应用
第 ２ 卷第 ５期 ９
基于可拓学的护城河水环境质量评价
基于可拓学的护城河水环境质量评价针对护城河的水环境质量问题，以CODMn、氨氮、TN、TP、NO3-N为评价指标，采用可拓学物元分析方法，研究了荆州护城河的水环境质量状况。
结果表明，与水质单指标评价比较，得出影响荆州护城河水质类别的主要因子为：TN、CODMn、氨氮、TP和NO3-N。
对溶解氧的参数做了敏感性分析，表明溶解氧参数在本例中不敏感。
标签：水环境质量；护城河；可拓学；敏感性分析Abstract：Aiming at the problem of water environment quality in Jingzhou Moat，taking CODMn，NH3-N，TN，TP and NO3-N as evaluation indexes and adopting the method of extension matter-element analysis，the water environment quality status of Jingzhou Moat was studied. The results show that the main factors affecting the water quality of Jingzhou Moat are：TN，CODMn，NH3-N，TP and NO3-N，compared with the evaluation of single index of water quality. The sensitivity analysis of the dissolved oxygen parameters shows that the dissolved oxygen parameters are insensitive in this case.Keywords：water environmental quality；moat；extenics；sensitivity analysis1 概述中国很多城市都有护城河。
基于物元可拓法的水源水质综合评价
基于物元可拓法的水源水质综合评价陆颖臣;郭轩;张旭东;马越;张世红【摘要】基于天津市的多水源供水状况,选取浊度、高锰酸盐指数、总氮、总磷、硫酸根和氯离子等6个水质指标作为评价因子,采用物元可拓法对天津市南水北调中线来水和引滦入津工程来水这2个水源的水质进行了等级评价.评价结果显示:南水北调中线来水水质等级为Ⅰ类,引滦入津来水水质等级为Ⅲ类,南水北调中线来水水质优于引滦入津来水水质.该方法水质评价结果客观真实,可为相关部门的水质管理提供依据.【期刊名称】《供水技术》【年(卷),期】2017(011)002【总页数】4页(P39-42)【关键词】水质评价;物元可拓法;水源;地表水【作者】陆颖臣;郭轩;张旭东;马越;张世红【作者单位】天津市自来水集团有限公司,天津300040;天津科技大学经济与管理学院,天津300222;天津市自来水集团有限公司,天津300040;天津市自来水集团有限公司,天津300040;天津市自来水集团有限公司,天津300040【正文语种】中文【中图分类】TU991.11水质评价是合理利用水资源的前提，对水质数据进行整理和分析评价，具有重要的现实意义。
水质分析评价的合理性与可靠性至关重要，也影响着供水企业的决策分析。
目前，国内外水质评价方法主要有指数评价法、基于矩阵运算的评价法和基于样本训练的评价法等[1-3]。
其中，基于矩阵运算的典型评价方法包括模糊数学评价法、灰色系统评价法、层次分析法；在水质评价领域，最典型的基于样本训练的评价方法是基于BP人工神经网络的水质评价。
在这几类水质评价方法中，模糊综合评价法采用最多，但其在计算隶属度时未考虑中间值的影响，采用最高和最低的两级状态，在某些情况下容易丢失信息，使评价结果与实际情况存在差异。
考虑到水质评价指标的多样性和由单指标给出的评价结果的不相容性，符合物元可拓法解决不相容问题的基本原则，笔者采用物元可拓法建立水质评价模型，并对水源水质进行评价分析。
物元模型及其在区域水环境质量评价中的应用
当评 价对象 属 于某一 类别 时 ，其隶属 度 和关联 度 为
１ ，无法体现级别 区间内部 的变化特征。物元分析
法 引人 了可拓集 合概 念 ，将关 联度取 值 范 围扩 展 到
整个 实数 域 ，使对级 别 区间 内部变化 特 征 的描 述成 为可 能 。 在确 定评 价指 标 的权 重 时 ，灰 色 聚类 法 认 为 ，
得 每一 级别 隶属 函数 和 白化 函数 仅与 相邻 的上 、下
两级别 有关 ，当污染 物浓度 过 于分散 时 ，容易损 失
１ １ 同征物 元体 ． 给定事 物 的名 称 Ｎ，关 于 特 征 Ｃ 的量 值 为 Ｖ，
信息 … 。模糊 综 合评 判 法 和 灰 色 聚类 法 采 用 隶 属
水环 境质 量评 价是 环境质 量评 价 的重要 组成 部 分 。常 用 的水环境 质 量 评 价 方法 包 括 指 数 评 价 法 、
污 染物 的实 测浓度 有关 ，而且受 环境 质量 评价 标准 的影响 。 因此 ，文 中将 灰 色关联 聚类 法 引入评 价指 标 权重 的确 定 ，以指标 实测 值 与标 准值 的灰关 联 系 数 为基 础 ，确定各 待 评样本 的评 价指 标权 重 系数矩 阵 。与 物元 分析 相结 合 ，建立 了区域水 环境质 量综 合 评价 物元 模 型 。通 过对 甘肃 省金 吕市 地下水 质 的 评 价 ，将该 模 型与其 它评 价方 法进 行 比较 。
度和 关联度 定量 表 征评 价对 象 对 类 别 的 归属 程 度 ，
以有 序 ３元组 Ｒ＝ （ Ｎ，Ｃ，Ｖ）作 为描 述事 物 的基
本 元 ，简称 物元 ｌ 。不 同事 物 可 以具 有 相 同的 特 ５ Ｊ
征 。设 Ｒ ＝ （ ，Ｃ，Ｖ． ，Ｒ ． Ｎ． ） ２＝ （ ２ Ｎ ，Ｃ，Ｖ ） ２，
地下水水质评价方法的研究进展
地下水水质评价是地下水资源评价的一项十分重要 内容 ， 它的 主要 任务 是 根据 地 下水 的主 要物 质 成 份 和给 定 的水 质 标 准 ， 析地 分 下水水质的时空分布状况 ， 为地下水资源的开发利用规划和管理提 供 科 学依 据 。 述 地下 水 水质 的 指标 是 多方 面 的 。 国在 １９ 制 描 我 ９３年 定了《 地下水质量标准（ＢＴ ４ ４— ３》根据地下水水质现状 、 Ｇ ／１８８ ９）， 人体 健康基准值及地下水质量保护 目标。 并参照了生活饮用水 、 、 工业 农 业用水水质要求 。 将地下水质量划分为五类。 目前， 有关地下水资源 水 质 评 价 的 方法 与观 点 众 多 ， 们 各具 特色 ， 也 有各 自的适 用 范 它 但
水 利 科 技
２１￣１ （ ０ ２ 月下）Ｉ 科技创 新 与应用
地下水水质评价方法 的研究进展
王 娟
（ 宁乾成工程设 计咨询有 限公 司， 宁 沈阳 １ ００ ） 辽 辽 １０ ３
摘要 ： 由于 对地 下 水资 源 不合 理 的 开发利 用 ， 往会 导 致地 下 水 水位 下 降 、 往 水质 恶化 等 环 境 问题 ， 约 了经 济 的发 展 ， 制 因此 为保 护 和合理开发地下水资源， 需要对地 下水质量做 出科学可靠的评价。本文对地 下水评价的各种方法进行 了综合叙述。 关 键 词 ： 下水 ； 地 水质 ； 资源 水 ａ网络 结 构 建立 ． 、 规 范化 处 理 ；、 质 综合 评 价 。将 处理 、 ｂ 数据 ｃ水 后 的地 下 水 水 质标 准作 为 训 练 样 本 ， 网 络进 行 训 练 ， 满 足 一 定 对 当 的 收敛 条 件 时 就认 为 网络 训 练 成 功 ， 以进 行 水 质 评 价 ． 、 型 的 可 ｄ模 实现 把 评 价 的结 果 通 过 属 性 连接 功 能 输 入 到 Ｍａ Ｉ 为 绘制 评 Ｄ ＧＳ作 价结果 图的信息 ， 并叠加其他 的地理信息 ， 绘制出区域的地 下水水 质 评 价结 果 图 。 ３ 多元 线性 回归 模 型 ＿ ２ 地下 水 系统 是 一个 由输入 、 出及 地 质 实体 构 成 的一 个 复杂 系 输 统 ， 个 系统 的各 因素 相 互影 响 、 互联 系 ， 整 相 构成 一 个有 机 整 体 。确 围和 局 限性 。 定多个因素变量之 间的定量关系 ， 采取多元线性 回归分析法 ， 建立 １模糊综合评价法 数 学模 型 ， 地下 水 水质 进 行评 价 。 对 由于地下水水质评价涉及到许多模糊性的概念 ， 应用模糊综合 基本思路 ： 要考查 ｍ个变量 ｘｘ …Ｘ 间的关系 ， Ｉ： ，， 共选择 ｎ 个样 评 判法 能 使 评价 的理论 和 方 法建 立 在 比较 严 谨 的数 学 模 型基 础 上 ， 点 测试 ， 每次 测试 数 据 为（． １ ２ ｘ）＝ 一 。 ｙｊ ｉ 一 ， ｌ ，， ｘｘ ｉ ２ ｎ 如果 Ｙ ｘ， ， 与 １ ２… ｘ 通过模糊级别判断及ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合评价值 的计算 ， 可以直观地判断水质的优 ｘ ｍ 之 间存 在 线性 关 系 ， 以上 ｎ 数 据应 满 足 ： 则 组 劣， 并从总体上对地下水所属质量类别做出判 断。模糊综合评判法 ， ，１＋ １ ＋ ２ ｌ…＋ ｙ ３ １ｘ １Ｘ ＋ ｐ ＝ ｏ３ ． ３ ｇ 的原理 可 以用一 数 学模 式来 表 示 ： Ｉ ２１＋ ｌ￣１ｘ＋ １Ｘ ＝ ｏ１ｘ＋ ２ …＋］ ｙ ３ ３ ｌ ３ ｍ
基于物元可拓法的水库富营养化评价
第７卷第１期 ２０１３年２月 供水技术
ＷＡＴＥＲ ＴＥＣＨＮ０ＬＯＧＹ Ｖ０１．７ Ｎｏ．１
Ｆｅｂ．２０１３
基于物元可拓法的水库富营养化评价 李恩宏 ， 刘 洋 ， 潘俊 （１．辽宁省物测勘查院，辽宁沈阳１１０１２１；２．沈阳建筑大学，辽宁沈阳１１０１６８）
摘要： 以沈阳市中型水库富营养化评价为例，探讨了物元可拓法评价水体富营养化的可行 性。通过建立水库富营养化评价标准以及选取评价因子，并利用关联度来确定水体富营养化等级。 对沈阳市中型水库评价结果表明，丰水期４０％的水库为中度富营养化，６０％为重度富营养化；枯水 期６０％为中度富营养化，４０％为重度富营养化。采用物元可拓法可以较精确地评价水体富营养化 程度，还可以反映水体富营养化的趋势，该方法较其他方法更适用于水体富营养化评价。 关键词： 富营养化评价； 物元可拓法； 关联度； 水库 中图分类号：Ｘ８２４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３～９３５３（２０１３）Ｏ１—００１０—０４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３～９３５３．２０１３．Ｏ１．００３
Ｅｕｔｒ０ｐｈｉｃａｔｉ０ｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍａｔｔｅｒ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ Ｌｉ Ｅｎｈｏｎｇ ，Ｌｉｕ Ｙａｎｇ ，Ｐａｎ Ｊｕｎ （１．Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｇｅｏｐｈｙｓｉｃａｌ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １０１２１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｊｉａｎｚｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １ １０１６８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｍａｔｔｅｒ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｓ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ—ｓｉｚｅｄ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ Ｓｈｅｎｙａｎｇ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ．Ｔｈｅ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｅｄ ｌｅｖｅｌｓ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄｓ ｏｆ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ，ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ ｉｎ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ—ｓｉｚｅｄ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｉｎ Ｓｈｅｎｙａｎｇ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ４０％ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ｗｅｒｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅｕｔｒｏｐｈｉｅａｔｅｄ ｉｎ ｆｌｏｏｄ ｓｅａｓｏｎ ａｎｄ ６０％ｏｆ ｔｈｅｍ ｗｅｒｅ ｈｅａｖｙ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｅｄ．６０％ｏｆ ｔｈｅｍ ｗｅｒｅ ｍｏｄｅｒａｔｅ ｅｕｔｒｏｐｉｃａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｏｔｈｅｒｓ ｗｅｒｅ ｈｅａｖｙ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｅｄ ｉｎ ｄｒｙ ｓｅａｓｏｎ．Ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｗａｔｅｒｓ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃｏｕｌｄ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｅｄ ｌｅｖｅｌ ｅｘａｃｔｌｙ．ｂｕｔ ａｌｓｏ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒｓ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｍｏｒｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｔｈａｎ ｏｔｈｅｒ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｅｕｔｒｏｐｈｉｃａｔｉｏｎ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ； Ｍａｔｔｅｒ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ； ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｄｅｇｒｅｅ；
地下水水质模糊综合评价模型
地下水水质模糊综合评价模型
樊保东
【期刊名称】《中国农村水利水电》
【年(卷),期】1998()9
【摘要】应用模糊综合评价法并结合实例，分析地下水中常微量组分缺乏与定量组分过剩问题；探讨了木地区地下水水质变化规律，及其在地下水资源保护方面需注意的问题；建立梯形模糊分布函数，配以合理的权重和算子的评价模型，经多种方法验证，所得结果符合实际。
【总页数】4页(P29-32)
【关键词】地下水;水质;微量组分;宏量组分;模糊分布函数
【作者】樊保东
【作者单位】河北省滦平县水务局
【正文语种】中文
【中图分类】P641.12
【相关文献】
1.基于模糊数学模型和物元可拓模型的地下水水质综合评价 [J], 王志忠;梁秀娟;刘晓梅;李树森;李树
2.模糊综合评判模型在宝坻水源地地下水水质评价中的应用 [J], 李晓华;丁雍;斯蔼
3.基于均方差-模糊综合评判复合模型的地下水水质评价 [J], 斯蔼;杜关记;王爽;李晓华;刘方
4.基于模糊综合优化模型的地下水质量评价 [J], 方运海; 郑西来; 彭辉; 王欢; 辛佳; 张博
5.模糊综合评价-聚类复合模型在地下水质评价与分区中的应用 [J], 罗定贵;王学军;后立胜
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ｗ Ｗ
Ｗ Ｗ Ｗ
Ｗ Ｗ
ａ＋ ｂ｝
ｂ
－ 。根据可 ａ
乙
１ 物元可拓法及其改进 立川， 它将物元分析与可拓集合相结合， 广泛应用于新
产品构思与设计 、 优化决策 、 制、 控 识别 与评价 等领
拓集合的定义及地下水水质评价经典物元矩阵与节域 物元矩阵， 直接给 出各指标不 同级别 的关联 函数如
下［］ ６： ， ７
９Ｘ ！ ； ．
以表达物元的量值为实轴上的一点时符合要求 的程 度。运用可拓集合的关联度解决物元特征评价等级问 题的方法称为物元可拓法。
式中：（ ＩＯ— 经 元的 Ｐｘ Ｘ ； 户 典物 距；
０ ； ；— １ｘ Ｘ） 节域物元的 （， 距； Ｉｏ— 区间长度。 ＸＩ ；
本文在处理标准的最低 、 最高两等级情况时对物 元可拓法进行了改进。表现在 ， 计算极低浓度对于一
域［］ ［ ， ２ 在理论和实践方面发挥了重要的作用。但是， ， ３
该方法在地下水环境质量综合评价方面却较少应用。
Ｋ（； ｊｘ
任 Ｘｉ ｏ
（） １
１ 物元可拓法定义 ． １ 物元是描述事物的名称 、 特征及量值 ３ 个基本元
素的简称［。可拓集合是用关联度将模糊集合的 ［ ４ ｌ
［，」 ０１闭合区间连续取值拓展到（ ０ ０） 一０， ＋０ 实数轴，
Ｋ ，矿 在标准中未列出， ＋ 十 Ｃ 其基准值结合当地实际情
况给出， 见表 ｔ ｏ
薄逐渐增厚， 一般 １０ ３０ ， ０ 一 ０ｍ 往南递增到 ６０ ７０ ， ０ 一 ０ｍ 超覆于馆陶组地层之上。该层地下水上咸下淡 ， 部分 区域全部为淡水 ， 有咸淡水界面。第四系地层广泛分 布， 厚度较大， 基本与上第三系连续沉积 ， 超覆于第三 系之上。第四系含水层大多为咸水， 同位素分析表明，
分数。任一水样阴阳离子的相对含量分别在两个三角 形中以各 自符号标出， 菱形 中的点综合表示此水样阴 阳离子相对含量。落在菱形不同区域的水究区地处新华夏构造体系 ｍ １ 耐。 ３ ６
第二沉降带， 地质构造十分发育。以前震旦系为基底 ， 先后沉积了侏罗一 白奎系、 第三系和第四系地层。在第 三系中， 下第三系为主要含油层 ， 上第三系为主要含水 层。含水层 自下而上分为馆陶组和明化镇组 ， 均属碎 屑岩类裂隙一 孔隙水。馆陶组超覆于下第三系地层之 上， 为一套粗碎屑河流相沉积物， 岩性为灰 白色、 浅灰 绿色含漂砾砂砾岩、 细砾岩、 含砾砂岩和砂岩夹泥岩。 成分为石英岩、 变质岩、 火成岩等。岩相 自北东向南西
１２ 关联度函数与距的改进 ． 由事物的特征及其标准量值范围组成的物元矩阵
称为经典物元矩阵［， Ｍ ， ［ 记为 ＂由可以转化为经典物 ５ ］
收稿 日期 ： ０４１－ ；修订 日期 ： ０４１ １ ２０－ ２ ０７ ２０－ － ２４ 基金项目： 北京东大桥商业大厦深基坑支护生产项 目资助 作者简介： 汤洁（９７ ）女 ， １ － ， 教授 ， ５ 博士生导师， 生态环境系统
将加权后计算的 级 度 Ｋ Ｘ进行比 数值 各 关联 ； （） 较，
越大的表示越接近标准等级。利用等级评定的方法， 计 算出实测指标的最终评价等级指数 ， 即可拓指数：
零散的工农业 自备井。明化镇组开采量４ ． ３ ， ８５９ ／ ３ ｍａ
馆陶组开采量达５ ．ｍ／， ６３９ ａ在一些重点开采地段已 ８ ３ 经形成了明显的地下水开采漏斗， 并以较快的速度加 深变大。地下水环境的变化、 水量及水压的减小对地 下水的水质产生了较大的影响。
３３ 水质评价 ． 将１４ １ ９ ９ 年和 ９ 年馆陶组和明化镇组水样监测 ８ ９
数据运用公式（） １求得关联函数后 ， 分别代人式（）式 ２、 （） ３和式（）通过运算可以得到地下水评价等级与可 ４，
拓指数（ ２３ ０ 表 ，）
２０ 年第 ５ ０５ 期
水文地质工程地质
３
计算结果表明， 研究区馆陶组地下水的水质总体
工程 方 向 。
级标准的关联度， ｘＥ ＝ ０ｂ时， ｐ ｘ，ｏ 即 ０ ｏ （， 取 （ｏＸ） Ｘ ） 二！。 ｂ； ｘ一 １ 计算高浓度对于最高级别关联度， ｘＥ 即 ｏ Ｘ ＝ ａｂ 时， ＰｘＩ０＝Ｉ。 ａ。例如， ｏ （ ，．） 取 （ｏＸ） ｘ一 １ 在经
典物元可拓方法中， 零浓度对于一级标准、 最高浓度对 于最大级别标准的距都为 ０ 即关联度为 ０ ， 。而采用本 方法， 距均为一级标准区段长， 求得关联度为 １这更 ， 符合关联度代表样点符合某段标准要求程度的内涵。 １３ 综合关联度与可拓指数 ．
２０ 年第 ５ ０５ 期
水文地质工程地质
物元可拓法在地下水水质评价中的应用
汤 洁， 李艳梅， 卞建民， 薛晓丹
（ 吉林大学环境与资源学院， 长春 １ ０６ ３ ２） ０
摘要 ： 可以从定性、 定量两个角度解决问题的物元可拓法已被广泛应用于各个领域 ， 本文对物元可拓法进行 了改进 ， 并
应用于地下水水质评价， 同时采用模糊综合评判方法进行了验证。Ｐ ｅ三线图显示， ｉｒ ｐ一 研究区地下水主要为Ｈ Ｏ－Ｎ 和 Ｃ， ａ Ｈ 几－Ｃ－ Ｃ ａＮ 型水， ａ 水质本底条件较好。水质评价结果表明， 上第三系馆陶组地下水水质显著优于明化镇组， ８ 一 ９９ １４ １ ９ ９
Ｋ（ ） ｉ ，Ｘ ；Ｘ 一ｍｎ ） Ｋ（ Ｋ（ ）＝ ａＫ（ ） ｉ ｊＸ ；Ｘ ｍｘ 一ｍｎ （ ） ，Ｘ Ｋ
（） ３
习ｊ （） ｘ ＫＸ ；
ｊ 二Ｉ
一 Ｉ
３ 地下水水质评价
（） ４
又 ＫＸ ；） （
式中：；Ｘ — 关联度指数； Ｋ（ ）
了 评价级别； — ｊ — 可拓指数。 ’
３１ 水化学类型分析 ． 笔者采用 ｉ ｒ Ｐ ｅ三线图解法对研究区水化学类型 ｐ一
随着经济的快速增长和人民生活水平 的提高， 地 下水资源的需求量不断增大， 由于对地下水资源不合 理的开发利用， 导致地下水水位下降、 水质恶化等环境 问题 ， 制约了经济的发展。因此分析评价地下水水质， 合理开采地下水资源 ， 保护水环境具有十分重要的意
义。
元的事物的特征及其相应拓展了的量值范围组成的物
进行分析。三线图解法 由两个三角形及一个菱形组 成， 左下角三角形 三条边分别代表 阳离子 中 Ｎ 十十 ａ
２ 研究区地下水环境概况
研究区位于某平原南部， 地势平坦开阔， 海拔 ２５ ．
Ｋ ， ２及 Ｍ ‘ ＇ ‘ 才 的毫克当量百分数。右下角三角形 Ｃ ａ 表示阴离子 Ｈ ０ Ｃ 、１及 Ｓ Ｃ３十 优一Ｃ一 代一的毫克当量百
Ｅｍ ｉ ｔ ｇｅ ｕ ｕ ． － ａ ： ｊ ＠ ． ｃ ｌａ ｉ ｊ ｅ ｎ ｎ ｌ ｄ
本文以关联函数方法确定指标权重［， 。 表 ［用 、 ， １
水文地质工程地质
２０ 年第 ５ ０５ 期
示。 综合关联度表示 Ｍ 属于Ｍ 的程度。综合关联 ； 。
度最大的级别就是评价最终所属级别。综合关联度 Ｋ 由下式计算 ：
颗粒由粗变细， 地层埋深北部 ６０ ９０ ， ０ 一 ０ｍ 中部 ８０ ０－ Ｉ Ｍ 南部大于１ ｍ 该层富存淡水， ００ ， ０ ００ 。 ０ 为研究区主
要供水水源。明化镇组地层 由河湖相灰 白色、 灰绿色 砂岩、 泥岩、 砂砾岩构成 ， 地层岩性从北东向南西由粗 变细， 埋深东北部 ２０ ３０ ， ３０ ４０ ， ０ 一 ０ｍ 中部 ０ 一 ０ｍ 西南部 大于 ４０ ， ０ｍ 地层厚度分别从两侧向中间、 从北向南由
Ｃａ ｅ／ ％ｍ ｑＬ
阳离子
阴离子
｝ 口 ２ 匡 〕３巨 〕４ 工 三
图 １ 研究区典型井地下水水化学类型图
Ｍｉ ｈａｈｎ ｏｐ ｎ ｕｚｅ Ｇ ｕ ｇ ｒ
项目 评价 级别 可拓
指数
时间（ 年） Ｍ １
１８ ９４
Ｍ２ Ｍ３ Ｍ４ Ｍ５ Ｍ６
１ ９ 年水质数据进行评价对比。因所有井 ｐ ９ 年２ ９ Ｈ均 在７０ ８４ ．－ ． 范围内， 不具有差别性， 因此剔除 ｐ Ｈ值 项。选取Ｎ＇ ＋ ２＇ｌ＇《一 Ｆ ＋ 、 ｎ ａ ＋ ＇ａ － 、ｅ 、 Ｋ Ｃ ＋ Ｓ Ｃ ２ ＋Ｍ２ 总 ３ ＋
硬度和总矿化度 ８ 项指标作为水质评价的评价因子。 评价基准的制定主要依据中华人民共和国国家标 准中的地下水质量标准（ ＢＴ４４－ ９）因为 Ｎ ＋ Ｇ ／１８８１ ３ ， ９ ａ＋
元矩阵称为节域物元矩阵， 记为 Ｍ ． 内包含的物 ｃ Ｍ 。
元被称为经典物元 ， ｃ内的物元被称为节域物元。 Ｍ 为定量描述物元特征 ， 把实变函数中距离的概念
拓展为距的概念， 规定实轴上点 ｘ 与区间 Ｘ ＝ ， 。 ｏ ａ （
ｂ之距为：（ｏＸ） ｘ － ） Ｐｘ，ｏ＝｝０ 一乏
物元可拓法于 ２ 世纪 ８ 年代 由我国蔡文教授创 ０ ０
Ｋ Ｘ 二艺ｗ ； ； ；） （ ； ） ＫＸ （
式中： Ｘ— 样品 凡（ ） 对第ｊ 等级关联度； Ｋ（， 第 ｉ ； ） Ｘ— 指标对第ｊ 等级关联度；
。— 权重。 、
（） ２
咸水为陆相沉积环境下湖水蒸发浓缩成因。 区内地下水的补给、 通流、 排泄条件主要受含水层 的埋藏条件控制。第四系含水层主要接受大气降水渗 入及侧向逸流补给 ， 以蒸发及人工开采方式排泄， 上第 三系含水层因埋藏较深， 大气降水渗人对其影响不大， 补给来源主要来 自侧向补给， 以人工开采方式排泄。 随着工农业及生活用水量不断增加， 地下水开采 量不断增加 ， 现有一定规模的水源地 ２ ０座， 还有一些
较好， ％开采井水质的可拓指数位于 １ ９ ２６ 范 ８ ０ ． 一． ６ ５
围内， 只有个别井超过了２６。水质在 １ ４ １ ９ ． ５ ９ 一９ 年 ８ ９
的 １ 年间有变坏趋势， ５ 但变幅不大， Ｇ ， ２ Ｇ９ 仅 １Ｇ ， １， Ｇ０ ２ 等井水质恶化趋势 比较明显， １， 从 Ｕ级变为Ｎ 级； 明化镇组地下水水质较差， 可拓指数多位于 ２６ ． ５ 一 ． 之间， Ｍ 井 １ ４ ３６ ６ 仅 １ ９ 年水质评价的可拓指数低 ８ 于 ２６。明化镇组水质在 １ 年间恶化趋势比较明显 ， ． ５ ５ 由于该含水层上咸下淡 ， 而且与第 四系有一定的水力