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模糊综合评价法

模糊综合评价法

水质模糊数学评价方法,是近年来在地下水水质综合评价当中应用很广泛的一种方法,它以对地下水污染分界的中介过渡性的模糊描述和以隶属度表示地下水对各等级水的隶属关系,而更接近实际地全面反映地下水体质量状况,从而避免了指数评价方法在分类指数上带来的人为影响[42~48]。模糊综合评价法的基本思路:由监测数据确立各因子指标对各级标准的隶属度集,形成隶属度矩阵,再把因子的权重集与隶属度矩阵相乘,得到综合评判集,表明评价水体水质对各级标准水质的隶属程度,其中值最大的元素所对应的类别即为水体评价类别[49~51]。

本次评价具体过程及结果如下:

(1)建立水质评价因子集合

选取了吉林市地下水46个评价因子构成水质综合评价因子集,即U={pH,总硬度、溶解性总固体、 、Cl-、 、 、 、CODMn、I、F、Hg、As、Cr6+、Cd、Pb、Zn、Al、TFe、Mn、挥发酚、氰化物、氯乙烯、1.1-二氯乙烯、1.2-二氯乙烯、氯仿、四氯化碳、1.2-二氯乙烷、苯、三氯乙烯、1.2-二氯丙烷、甲苯、1.2-二氯乙烷、四氯乙烯、氯苯、乙苯、p-二甲苯、m-二甲苯、o-二甲苯、1.3-二氯苯、1.4-二氯苯、1.2-二氯苯、1.2.4-三氯苯、总六六六、六氯苯、总DDT、苯并[a]芘}。

(2)建立水质分级标准集合:K={k1,k2,…,km}

其中,元素kj(j=1,2,…,m)为单个评价因子所对应的水质分级标准值(评价标准是依据GB/T14848—2007《地下水质量标准》)。

(3)建立模糊关系矩阵R:R=[rij]

在水质评价中,模糊关系矩阵是反映评价因子对各级水隶属度的一种转化关系。可采用“降半梯形”计算隶属度rij(0<rij<1),则隶属度的解析式为

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

式中:a1,a2为代表相邻两级水质的标准值;x为水样品中某评价因子的实测值。

依次计算,即可得模糊关系矩阵R

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

(4)建立权重模糊矩阵A

先利用评价因子浓度超标加权法计算各因子的权重

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

式中:ci为某因子的实测值; 为某因子平均允许浓度值。

Wi≥0;i=1,2,…,n,为了进行模糊变换,Wi值应满足归一化要求,即

变环境条件下的水资源保护与可持续利用研究

权重模糊矩阵A是由各因子对环境污染的贡献,以及多因子间的相互协同、颉颃作用对环境污染的影响,做出权数分配构成的一个n维行向量(或称行矩阵),即

A=[W1, W2,…, Wn]

(5)计算模糊综合评价矩阵B

B=A·R (9.8)

式中:B=[b1,b2,…,bm]为综合评价结果,其中 j=1,2,…,m;A为权重模糊矩阵;R为模糊关系矩阵。

计算评价结果见表9.7。

表9.7 地下水水质评价结果表(模糊综合评价法)