基于级别差法的地下水水质评价方法筛选技术研究

地下水水质评价是地下水污染防控和水环境管理的基础.不同评价方法会得到不同的评价结果,因此如何选择合适的评价方法至关重要.目前,缺乏科学、客观的地下水水质评价方法筛选技术.基于此,以洛阳市为例,采用内梅罗指数法、模糊综合评价法和基于免疫进化算法优化的普适法（简称"普适法"）3种方法开展地下水水质评价,通过建立级别差方法,定量筛选最适用评价方法.结果表明:①模糊综合评价法-内梅罗指数法、普适法-模糊综合评价法、普适法-内梅罗指数法3种统计方法计算得到的级别差小于0的比例占比分别为34.62%、19.24%和46.16%,大于0的占比分别为19.23%、23.07%和26.92%,因此模糊综合评价法评价得到的地下水水质级别 < 普适法评价得到的地下水水质级别 < 内梅罗指数法评价得到的地下水水质级别.②模糊综合评价法最适用于研究区地下水水质现状评价,采用该方法评价得到研究区地下水水质分为优良（Ⅰ类）、良好（Ⅱ类）、较好（Ⅲ类）、较差（Ⅳ类）和极差（Ⅴ类）5类（参照GB/T 14848-2018《地下水质量标准》）,以良好和较好水质为主,造成地下水水质较差的组分主要为COD_Mn、总硬度、硝酸盐和汞.研究显示,级别差法可作为定量的地下水水质评价方法筛选技术,能够为地下水水质评价研究提供新的思路.      

对建水县集中式地下水饮用水水源地不同评价方法验证研究

从2011年开始启动了"全国地下水基础环境状况调查评估"工作.对地下水水质进行评价是调查任务中很重要的内容.采用三种不同的水质评价方法,对同一地下水饮用水源地进行评价,相互验证结果,结果显示,三种不同方法能够很好地相互验证,为地下水水质评价提供了不同评价方法.     

基于联系云的地下水水质可拓评价模型

地下水水质评价受诸多不确定因素的影响,评价指标具有模糊性、随机性和离散性特征.为真实反映指标的分布特征,提高地下水水质评价的合理性与可靠性,在此将可拓学与联系云理论耦合,提出能够描述评价指标在分类等级间转换态势的联系云可拓模型,即基于指标分类标准确定联系云数字特征,生成有限区间内的联系云与构建联系云可拓矩阵,实现统一定量描述地下水水质评价指标的确定和不确定性,然后结合权重,分析待评价物元与地下水水质等级的联系,综合确定待评物元的水质等级,并给出评价结果的可信程度.实例应用及与投影寻踪和模糊物元耦合方法结果的对比表明,本文模型评价结果与投影寻踪模糊物元方法的结果基本吻合,且基于联系云可拓模型评价地下水水质等级置信因子均小于0.01,更有效可行,并克服了可拓方法不能反映评价指标模糊性特征的缺陷.     

基于改进的水质标识指数法垃圾填埋场地下水评价

非正规生活垃圾填埋场产生的渗滤液易对地下水环境造成严重污染,为了精准评价劣Ⅴ类水质和同类水质间的差异,引入水质标识指数法对典型非正规垃圾填埋场地下水水质进行评价。结果表明：由于浅层地下水与生活垃圾渗滤液直接接触,导致各监测点地下水中氨氮、高锰酸盐指数、氯化物指标单因子水质评价结果分别为66.362～255.3251、13.89～40.036、15.111～21.417;各监测点地下水综合水质评价结果为9.645～25.9521,均为劣Ⅴ类;最小值出现在2005年以前垃圾填埋区。受隔水层对污染物的有效阻隔作用,微承压水水质较潜水层水质显著好转,各监测点地下水综合水质评价结果为3.100～3.700。从空间分布特征看,不同填埋区潜水或微承压水单因子水质评价结果均存在显著差异;不同填埋区潜水水质综合评价结果存在显著差异,而微承压水综合水质评价结果差异不显著。研究成果对于今后我国垃圾填埋场地下水水质评价和环境管理具有借鉴作用。     

水源地简易水质评价法的对比研究

基于北海市2007—2009年地下水水源地、水库水源地水质监测数据,使用目前现行的几种简易评价方法进行水质评价,并比较了所用评价方法的优缺点。评价结果表明:北海市水源地水质良好,使用综合评价法对地下水水源地进行水质评价,其结果可表明水质的整体类别,真实地反映水质状况;使用水质指数评价法对水库水源地进行水质评价,可以确定水质类别,了解水质污染程度,获取首要污染因子。     

不同地下水水质评价方法的对比研究——以宜良县为例

不同的水质评价方法有不同的适应性,为准确评测昆明市宜良县地下水水质,以2015年宜良县10个主要监测井的监测数据为基础,选取硫酸盐、硝酸盐氮等6个水质评价因子,分别采用传统、改进内梅罗污染指数法、加附注评分法和主成分分析法进行水质评价。研究结果表明:传统内梅罗指数法评价效果较差;改进内梅罗指数法仅适用于掌握水体的污染程度;主成分分析法适用评价指标过多的情况,通过降维对其简化,最大限度保留原始信息;加附注评分法在评价过程中将全部指标纳入模型计算,评价结果拟合度高、适应性、稳定性好,评价更为科学客观,最适合用于研究区地下水评价。     

基于变权欧式距离模型的阜新农村地下水质综合评价

为克服综合评价模型中因子权重定量的不确定性与主观性,体现出同一地下水质因子在不同地下水水源地评价单元中存在的差异性,采用地下水质因子污染贡献率确定各地下水质因子的权重,改进了欧式距离模型,建立了农村地下水源地水质评价的变权欧式距离模型,并以阜新市典型乡镇后新秋镇、苇子沟乡、哈尔套镇3个农村地下水水源地为评价对象,将2013年阜新市农村地下水水源地水质实测数据、标准数据规范化,运用数轴模型距离尺度进行地下水水质分割。评价结果与F值法结果基本吻合,变权欧式距离模型的距离尺度能够提高地下水水质评价结果的定量灵敏度,变权欧式距离模型具备一定的环境参数评价充分性、一致性及有效性。     

基于熵权的综合指数法在海水水质评价中的应用

将海水水质监测值和标准值相结合,建立水质评价矩阵,通过熵权法确定各评价指标权重,应用综合指数法对泉州湾水质进行评价。结果表明,2000年之前,泉州湾水质虽有所波动,但均明显优于三类水质标准。2001年泉州湾水质出现恶化,但仍优于四类水质标准。该研究改进了传统的海水水质评价方法,计算更为简便,评价结果更合理。     

基于回归支持向量机的指标规范值的水质评价模型

传统的回归支持向量机的水质评价模型不具有普适性和通用性,当指标较多时,模型的学习效率和求解精度均会受到影响.若适当设定3类水体(地表水、地下水和富营养化水体)各项指标的参照值及指标值的规范变换式,使不同指标的同级标准的规范值差异不大,从而可以认为用规范值表示的不同指标皆“等效”于某个规范指标.因此,可建立用规范值表示的任意m项指标组合皆适用的水质评价的回归支持向量机模型.通过实例对模型的实用性进行了效果检验,结果表明:用基于回归支持向量机的指标规范值的水质评价模型对河桥地表水、黑龙洞泉域地下水和山仔水库富营养化水体的水质评价结果与用BP神经网络评价法、模糊综合评价法和属性识别评价法的评价结果基本一致.     

基于分形维数权重的南水北调东线源头水质评价研究

水质评价问题的实质是对水质现状和各评价因素间的函数关系的逼近,是一种复杂的非线性问题.针对水质评价指标之间的非线性关系,提出了基于分形维数权重的水质评价方法.为有效地评估南水北调东线源头的水质现状,首先选取影响水质评价的7个主要因素,根据标准等级水体分类标准,采用在等级标准中随机内插的方法,得到50个标准等级样本,并根据样本综合评估值与经验等级之间的关系建立分形插值评价模型;最后,以长江江都市芒稻河断面2001—2008年的年平均水质监测数据为例对模型进行验证.结果表明,该方法可以通过分段函数得到每个样本的具体得分值,因而具有较高的分类精度,为水质评价提供了一种较好的新方法.     

基于VC++的地表水环境预测评价系统开发——河流模块的设计与应用

以我国地表水中的河流水质预测评价为例,采用VC++设计开发了适用范围较广具有可操作性的决策系统。结合水环境预测方法和导则标准,对本系统可操作的污染因子进行了选取,设计了持久性污染物、非持久性污染物、酸碱污染物的预测模块;采用综合水质评价方法中的水质质量系数法模型,设计了水质质量系数评价模块;根据最新的农村饮用水安全卫生评价标准,设计了系统的特色模块,感官性状及一般化学指标评价模块和毒理学指标评价模块。利用湖南常德澧县环境监测站所提供的数据,用模块计算值与实测值进行了对比检验,结果表明,本系统功能基本可实现,预测及评价数据可信,为完善环境决策管理软件做了新的研究尝试。     

Water quality evaluation based on improved fuzzy matter-element method

For natural water, method of water quality evaluation based on improved fuzzy matter-element evaluation method is presented. Two important parts are improved, the weights determining and fuzzy membership functions. The coefficient of variation of each indicator is used to determine the weight instead of traditional calculating superscales method. On the other hand, fuzzy matter-elements are constructed, and normal membership degrees are used instead of traditional trapezoidal ones. The composite fuzzy matter-elements with associated coefficient are constructed through associated transformation. The levels of natural water quality are determined according to the principle of maximum correlation. The improved fuzzy matter-element evaluation method is applied to evaluate water quality of the Luokou mainstream estuary at the first ten weeks in 2011 with the coefficient of variation method determining the weights. Water quality of Luokou mainstream estuary is dropping from level I to level II. The results of the improved evaluation method are basically the same as the official water quality. The variation coefficient method can reduce the workload, and overcome the adverse effects from abnormal values, compared with the traditional calculating superscales method. The results of improved fuzzy matter-element evaluation method are more credible than the ones of the traditional evaluation method. The improved evaluation method can use information of monitoring data more scientifically and comprehensively, and broaden a new evaluation method for water quality assessment.     

基于多因子指数集成的流域面源污染风险研究

为掌握流域面源污染风险的整体趋势,基于风险评价时,单个因子对系统某种风险的贡献率可能大于1且因子对系统风险贡献呈一定结构性的问题,定义了风险标准值的概念和算法,建立了系统风险多因子集成评价方法,并在地理信息系统支持下对泸沽湖流域进行了案例研究.结果表明,泸沽湖流域面源污染流失风险处于较高的水平;系统风险多因子集成评价法在对多个同类系统间进行比较时,具有较大的优势;该方法可以与其他多种方法相结合对系统属性进行全面综合评价.     

松花江哈尔滨段城市水环境质量评价

为了科学地对松花江哈尔滨段水环境质量进行评价,基于水环境功能区划,采用灰色关联度法将其分为4个区域,运用主、客观相结合的方法分区域建立相应的评价指标体系,使用模糊综合评价法进行水质评价,同时,验证指标体系构建的合理性.结果表明:构建的指标体系能够反映研究对象水环境质量;除阿什河口内水质评价结果为V类,达不到水环境功能区划要求外,其他区域水质均能达标.研究结果将有利于促进水资源的科学管理和有效利用,研究方法可为水环境质量评价提供新的思路.     

用成组生物效应标记方法定量评价饮用水健康风险

饮用水安全性密切关系着民众的健康,因此相关的水质评价方法也日益受到关注.国家标准中规定的水质分析主要采用化学分析的方法,但该方法不能提供未知污染物的浓度及其所引起的健康影响,而生物效应标记测试则能弥补这一方面的不足.本研究应用一组生物效应标记方法评价自来水水质,包括利用SOS/umu测试评价遗传毒性,利用重组基因酵母测试评价类雌激素效应,利用鼠肝癌细胞(H4IIE)EROD诱导测试评价芳烃(Ah)受体效应或类二噁英物质总体水平,同时对这些生物毒性引起的健康风险进行了定量评价.用上述方法评价了北方某市9个水厂不同季节原水和出水水质.分析结果表明,该市主要自来水厂原水和出水中的直接和间接遗传毒性物质、类雌激素效应物质和芳烃受体效应物质浓度水平总体较低,风险在可接受水平;从处理效率来看,水厂现有工艺对类雌激素物质有很好的去除效果,而对于Ah受体效应类物质由于其总体浓度偏低而去除效果不很明显,少数水厂处理后由于消毒副产物的产生等原因,遗传毒性略有升高.曲此可见,应用生物效应标记方法能够对水厂的水源污染和水厂处理效果做出综合评价,该方法可以作为饮用水安全性评价的重要补充手段.     

基于聚类和多重评价法的河流质量评价研究

采用多重评价方法与聚类分析法对研究很少的大型江河——沅江下游的水质情况开展了调查、分析和质量评价。主成分分析法评价该江段的水质均属于Ⅰ类~Ⅱ类;加权的Topsis法、综合指数评价法、模糊识别评价法和判别分析法计算也均属于Ⅰ类~Ⅱ类,且方法间重复性较高,相互补充。UPGMA聚类分析发现,沅江桃源江段的水质可分为三个亚区;从修正TSI来看,所调查样点多为中营养水体;Ross法评判发现江段下游水质有变差趋势,除下游靠近县城水体外,多数仅为轻度污染水。总之,采用多重评价法综合对比才能弥补单一方法存在的漏洞,采用主成分分析法+加权的Topsis法+判别分析的水质评估以及TSIm河流富营养化评估和Ross法评估的多重评价和聚类分析等的评价体系能综合水质指标的不同侧重点,能更真实开展水质评价工作。     

基于Petri理论的水质安全预警模型构建与应用

水质安全预警对于预防水污染事故发生、保障水资源安全具有重要意义。传统的水质安全预警模型只能对渐变式水环境污染事故或已经发生且有明显征兆显现出的水环境污染事故进行预警,无法对没有明显征兆的突发式水环境污染事故进行有效预警。针对这一问题,将Petri网的跃阶思想有效地纳入传统评价指标体系中,实现对模型逻辑拓扑网络的结构性调整,并结合模糊综合评价法和BP神经网络,构建了可以对突发式水环境污染事故做出及时反应的预警模型,将该模型应用到太湖水质安全预警的研究中。结果表明:在将TN、TP、透明度等指标纳入跃阶因子的基础上,模型可对太湖多次发生的水华事件实现准确预警。该结论为研究突发水环境污染事故预警提供了新的思路和理论依据。     

地下水环境质量评价的研究进展

随着地下水的开发利用规模日益增大,造成地下水位不断下降和水质变差,研究地下水环境问题就成为了刻不容缓的事情,地下水环境质量评价就是一项重要手段。本文首先总结了地下水评价的概念及评价标准原则等,介绍了地下水环境质量评价的标准和方法,也对国内外地下水质量的现状评价综合指数（或模式）进行了详细介绍,并对地下水评价的指标体系进行了系统的阐述,最后提出了最新的研究方向,从而为地下水评价的研究提供依据和方法。