一种城市水体感官质量的评价方法

随着水十条的颁布实施,大量城市水体水质得到显著提升,而目前的水质分级评价方法难以反映城市水体的感官质量提升.本研究选择苏州市区23个城市水体采样点,通过定期监测获得了774套水质与感官评价数据.在此基础上,提出了一种符合城市水体特点的感官质量评价方法.通过考察城市水体感官质量与不同水质指标的相关性,筛选出了氧化还原电位、浊度、氨氮、溶解氧作为表征城市水体感官质量的特征性指标,并确定了不同指标水体分级的浓度限值,通过插值计算以及加权平均的计算方法,建立了城市水体感官愉悦度指数（WCI）评价方法.对该评价方法进行了验证,发现依据水质指标计算得到的WCI与现场人员感官评价结果相对误差小于40%的样本占总样本量的93%.研究结果表明,该方法可用于平原河网地区城市水体感官质量的评价,并为地方水体修复治理效果评价和公众休闲娱乐提供指导.     

查干湖富营养化状况高光谱遥感评价研究

通过分析查干湖水体水质参数与其高光谱反射特征之间的响应关系,采用单波段与波段比值等算法分别建立了湖水水质的高光谱定量反演模型;同时结合修正营养状态指数(TSIM)模型,针对水质参数的实验室数据和高光谱模型模拟数据,对查干湖富营养化程度进行了监测和评价,并进行了验证.结果表明:1)利用高光谱监测模型对湖泊富营养化状况进行监测和评价,能够获取较为准确的评价结果;2)单项指数评价法由于只针对一个指标进行评价,不适合用来进行水体富营养化评价,采用修正营养状态指数TSIM(AVE)方法,可以对查干湖水体富营养化程度进行正确的评价.评价结果显示,查干湖水体处于富营养化状态,需要采取措施防止进一步恶化.     

湖泊富营养化组合评价的真值次数加权法

针对湖泊水体富营化评价方法具有的不确定性问题,提出了湖泊富营养化组合评价的真值次数加权法.该法的建立步骤分为3步:首先,根据富营养化评价标准,随机生成1000组富营养化水质指标样本,分别用灰色关联法、模糊评价法、打分统计法、经验频率法、贝叶斯方法、向量评价法6种单项方法进行富营养化评价;然后统计1000组样本中各单项方法的评价值与真值相同的次数,据此计算各单项评价方法在组合评价方法中所占的权重;最后利用权重值对6种单项评价值进行加权平均组合,从而得到真值次数加权法的组合评价结果.将真值次数加权法应用于全国30个湖泊的水体富营养化评价,结果表明,该法能有效降低单项评价方法的不确定性.     

基于模糊权重下的多层评价地下水资源模型的构建及应用

在应用模糊权重与层次分析法的基础上,构建多层综合评价地下水资源模型. 应用该模型对海河流域的地下水资源进行综合评价,分别选取太行山前地带的石家庄、中部平原地带的沧州和衡水、东部滨海地带的天津为典型评价地区;水量以评价区域为评判集,而水质采用单项指标5级分级标准. 评价结果:石家庄的优先排序为第1位,表明其不仅水量丰富,而且水质较好,适合各种用途;天津处于第2位,该地区水质一般,储量较少,适合于生活饮用供水源和农业用水,但近海地区出现不同程度的海水倒灌,水的矿化度过高,不能直接利用;沧州和衡水排在后2位,表明该地区水质较差,储量也少,适用于农业和某些工业用水,经过必要的处理后方可作为生活饮用水.      

适用于多指标的水质指数公式

通过适当设定水质指标的“基准”值 ,用相对于“基准”值的指标相对值替换对数形式的指数公式中的水质指标值 ,采用遗传算法优化不同指标的指数公式中的参数 ,得到对多项指标通用的水质普适指数公式 ;并用折衷型激励功效函数将单项指标的指数加权为综合指数。该公式形式简单 ,易于计算 ,使用方便 ;具有客观性、可比性和通用性     

富营养化评价的幂函数加和型普适指数公式

提出了一个用幂函数加和型表示湖泊富营养化评价的综合指数公式,并采用粒子群算法优化公式中的参数,得出优化后适用于多指标的富营养化综合评价的普适指数公式,该公式的特例也可作为单项指标的富营养化评价指数公式.将优化好的湖泊富营养化评价公式用于我国不同地域和不同类型的65个湖泊的实例评价.其评价结果与用修正卡森指数公式TSI.和我国营养状态指数公式TSI,及其它方法的评价结果基本一致,并与实况相符,从而为水体富营养化评价提供了一种新的有效途径.     

用标准基准投影法综合评价水体水质

投影法是一种多指标决策和评价的方法,可应用于水体水质间的比较与排序,但它不能定性评价水体水质,无法确定水体的污染情况.本文对谈模型作了改进,具体方法为将水质标准值设为虚拟评价对象与考察对象一同进行投影,以标准的投影值为基准,通过标准区间嵌入法确定水体水质等级值,根据各水质等级值进行评价及排序.以福州山仔水库为例,对水库的富营养化程度进行综合评价,评价结果与模糊隶属函数法基本相符,评价结果合理且方法简单明了.     

用标准基准投影法综合评价水体水质

投影法是一种多指标决策和评价的方法，可应用于水体水质间的比较与排序，但它不能定性评价水体水质，无法确定水体的污染情况。本文对该模型作了改进，具体方法为将水质标准值设为虚拟评价对象与考察对象一同进行投影，以标准的投影值为基准，通过标准区间嵌入法确定水体毋质等级值，根据各水质等级值进行评价及排序。以福州山仔水库为例，对水库的富营养化程度进行综合评价，评价结果与模糊隶属函数法基本相符，评价结果合理且方法简单明了。     

城市景观水体富营养化评价的升半Г型分布指数公式

构建湖泊富营养化评价指标体系,采用升半Г型分布曲线模拟湖泊富营养化发展过程,在对该评价指标体系数据规范变换预处理基础上,通过对升半Г型分布函数进行改进,提出用于湖泊富营养化评价的升半Г型分布指数公式.公式中的参数采用粒子群算法优化后,得到适用于多区域、多项指标的具有通用性和普适性的湖泊富营养化评价公式.为了解成都市典型景观水体氮磷污染特性,分别于2011年和2015年对成都市典型景观湖泊水体进行水体富营养化监测和评价.评价过程表明,升半Г型分布指数公式用于湖泊富营养化评价,消除了评价指标数目多少的限制和区域性评价指标各异性的限制,省去了复杂的编程计算工作,具有一定的理论意义和实用价值,为评价模型的普适化、简单化提供了一条途径.评价结果表明:2015年北湖为中~富营养等级,东湖、南湖、簇锦湖和浣花溪湖为富~重富营养等级.2011年人民公园湖泊处于中~富等级,北湖、名都公园湖泊、东湖处于富~重富等级,塔子山公园湖泊、浣花溪湖处于重富~极富等级.塔子山公园、浣花溪湖、东湖、南湖周边生活小区聚集,主要受周边生活污水影响较大.通过对成都市市区典型湖泊富营养化评价,能够得知成都市景观水体水质现状,为景观水体防治和管理提供了决策依据.     

基于指标规范变换的广义环境系统评价的普适指数公式

为了建立适用于广义环境系统评价的普适指数公式，针对传统的环境评价指数公式不具有普适、规范和通用的局限，提出适用于广义环境系统任意指标的参照值和规范变换式的设计原则和方法；该变换要求变换后的任意指标的各分级标准规范值都能被限定在各自的较小区间内，从而用规范值表示的任意指标皆"等效"于同一个规范指标；再分别用不同限定区间内生成的随机数模拟任意指标的不同分级标准的规范值，不同区间内生成的所有随机数组成不同分级标准的全部训练（学习）样本，借助免疫进化算法优化不同评价指数公式中的参数，得到适用于广义环境系统评价的9个（广义）普适指数公式，并论证了公式的可靠性.分别将9个普适指数公式用于北京市朝阳区19个监测井的9项指标的地下水水质的综合评价，以及用于郑州、西安、上海三市2000年可持续发展评价.结果表明：9个普适指数公式用于同一监测井水质的评价结果几乎完全相同，也与传统评价方法的评价结果基本一致；用于郑州、西安、上海三市可持续发展评价的结果分别是3级、3级、2级，比传统评价法更符合实际情况.9个普适指数公式使广义环境系统的评价变得简洁、规范、统一和通用；基于指标规范变换的评价指数公式的建模思想和方法对建立广义环境系统的普适智能评价模型有借鉴作用.     

基于鱼群算法优化的空号质量评价普适模型

在设定各项空气污染物的明显危害浓度"参照值"基础上,提出一个适用于多项污染物的幂函数加和型空气质量评价综合指数公式,该公式的特例也可作为单项指标的空气质量评价.采用鱼群算法优化公式中的参数,得出优化后适用于多项污染物的空气质量综合评价普适指数公式.公式被应用于多个实例分析计算,并与其他若干评价方法评价结果相比较,结果表明:该公式不受污染物种类和数目多少的限制,形式简便,计算快速,使用方便,具有通用性、可比性和实用性.     

社会与环境

X222侧工泊1429城市可持续发展的指数普适公式及评价模型/李柞泳(成都信息工程学院大气电子技术研究所)…//环境科学/中科院生态环境研究中心一2加l,22(6)一108一111环图X一5 为了建立城市可持续发展的评价模型,分析了社会、经济和环境指标体系所具有的特征,提出了基于GA优化的分类单项指标的发展指数普适公式,并采用广义对比运算和层次分析法对不同层次指标赋权,建立了社会、经济和环境可协调持续发展评价模型。该模型应用于大理市的可协调持续发展评价结果表明:基于以优化参数后的分类单项指标的发展指数公式和评价模型不仅简单、实用、…     

适用于指标的水质指数公式

通过适当设定水质指标的“基准”值，用相对于“基准”值的指标相对值替换对数形式的指公式的水质指标值，采用遗传算法优化不同指标的指数公式中的参数，得到对多项指标通用的水质普适指数公式，并用折衷型激励功效函数将单项指标的指和权为综合指数，该公式形式简单，易于计算，使用方便，具有客观性，可比性和通用性。     

快速模拟退火组合优化法在区域水环境质量评价中的应用

以地表水环境质量准标为基础,设定水体污染物的基准值,构建用于水体的一种环境质量评价的模型,利用快速模拟退火组合优化法对相关参数进行优化,而得到一个对多种水污染物都适用的综合水体环境质量评价指数公式。该公式形式简单,计算容易,评价结果具有可比性。     

城市可持续发展的指数普适公式及评价模型

为了建立城市可持续发展的评价模型,分析了社会、经济和环境指标体系所具有的特征,提出了基于GA优化的分类单项指标的发展指数普适公式,并采用广义对比运算和层次分析法对不同层次指标赋权,建立了社会、经济和环境可协调持续发展评价模型.该模型应用于大理市的可协调持续发展评价结果表明:基于GA优化参数后的分类单项指标的发展指数公式和评价模型不仅简单、实用,而且具有可比性、易操作性和普适性.     

基于贝叶斯优化的三维水动力-水质模型参数估值方法

随着水质目标管理要求的提升,基于复杂的三维水动力-水质模型的决策成为流域精准治理的必需.水质模型通常具有复杂的结构,包含大量的方程和参数,而参数取值的准确性会影响模型对水体系统表征的可靠性,进而影响根据模型结果进行水环境管理的效果,因此,有必要探究适用于复杂水质模型的高效参数估值方法.传统的自动参数估值方法应用于复杂的水质模型时会面临计算瓶颈,而贝叶斯优化适用于高运算成本模型的优化问题.本研究提出基于贝叶斯优化的复杂水质模型参数估值方法,主要包括:①重要影响参数识别;②重要参数敏感性排序与筛选;③采用贝叶斯优化对筛选出的参数进行估值;④方法的适用性评估.同时,将该方法应用于云南异龙湖的三维水动力-水质模型的参数估值中,发现进行参数估值后模型lg(NSE)均大于0.65,表明模型达到了满意的级别.研究表明,当贝叶斯优化算法的采集函数为EI时,仅需要141次迭代lg(NSE)即可达到0.766,该方法对复杂水质模型的参数估值具有一定的借鉴意义.     

基于高分影像的城市水体遥感综合分级方法

城市水体是城市生态系统中的重要组成部分,为此,针对城市水体提出了一种基于国产高分影像的水环境遥感综合评价方法.在2017~2019年间的南京、无锡、常州和扬州市等城市多次水体采样工作的基础上,分析了城市水体光谱特征与水质参数的相应关系.基于国际标准的色度转换模型和FUI（forel-ule index）水色指数,构建了基于高分二号（GF-2）影像的适用于城市水体的U-FUI（urban forel-ule index）水色指数,实现了城市水体的遥感分级,独立的验证数据表明分级模型的识别正确率可达72%.结果表明,根据U-FUI水色指数可以将城市水体有效地分为U-FUI Ⅰ~U-FUI Ⅵ共6级水体,依次分别代表水色呈蓝色、浅绿色、深绿色、黄色、黄棕色以及灰黑色的水体.其中,U-FUI的Ⅰ级水体水质较好而在城市水体中少有分布,U-FUI的Ⅱ和Ⅲ级水体具有较高的叶绿素a浓度,U-FUI的Ⅳ和Ⅴ级水体的总悬浮物浓度和无机悬浮物浓度相对较高,U-FUI的Ⅵ级水体水质较差且水质参数与各级水体均有较大差异.同时,将该方法成功地应用于2018年4月9日南京市GF-2影像,结果显示南京市水体以U-FUI Ⅱ~U-FUI Ⅳ级水体为主,U-FUI的Ⅰ级、Ⅴ级和Ⅵ级水体在城市中的分布相对较少,空间分布特征与同期原位采样结果一致.     

基于云模型的水体富营养化程度评价方法

水体富营养化程度评价对生态环境保护具有重要意义.针对水体富营养化程度评价不可避免的模糊性和随机性的特点,本文引入云模型的方法,对我国14个代表性湖库的富营养化程度进行评价.根据确定的评价标准,生成各评价因子隶属于各级别的综合云模型,并针对湖库实测资料,得到各评价物的确定度,由最大确定度决定湖库营养化级别.将该法所得结果与湖库实际水质状况、国内外应用较为广泛且简便的营养状态指数、评分公式法及模糊综合评价法所得结果进行对比,发现评价结果真实可靠,计算过程简洁明了,验证了该方法的可行性和有效性.     

内梅罗污染指数公式与漓江水质评价

在桂林漓江水质评价中,我们采用了内梅罗(N.L.Nemerow)的污染指数公式。在主要方法上我们是按该公式计算的,但我们认为该公式在某些方面(如求溶解氧、pH值的单项污染值)是存在问题的。在提出问题后,我们提出了修正式。 为了便于了解漓江五年来(1975—1979年)污染变化情况,我们按10项参数计算了污染指数并绘了示意图,对漓江水质污染状况提出了评价意见。     

一种基于电化学检测的新型水质综合评价方法

文章建立了一种准确、有效、适用于远程监控的新型水质综合指数(WQCI)评价方法。该方法是基于可采用电化学传感器测量的水质五参数指标:温度(T)、溶解氧(DO)、氧化还原电位(ORP)、电导率(K)、酸碱度(p H),结合数学统计K-star模型以《地表水环境质量标准》(GB-3838-2002)为参照标准,通过K-star模型的分类和运算得出未知水体水质类别。同时还对此水质综合指数(WQCI)评价方法进行了一系列的优化实验,并将检测结果与环保局发布数据做了比较分析,发现结果基本一致。与其它的水质综合评价方法相比,该方法能够实现检测参数所用仪器的一体化,便于现场和远程自动监控分析。若与网络技术结合起来,则可实现水质实时、在线监测。