模糊综合评价法在北高干渠水质评价中的应用

以2014年泉州市饮用水源地北高干渠2处水厂取水口断面水质监测结果为研究对象,用模糊数学模型进行综合评价,结果表明:北高干渠泉州市北水厂取水口水质较好,泉州市三水厂取水口水质变化略有起伏,2处断面主要污染因子为溶解氧、总磷与粪大肠菌群。同时,将模糊评价结果与单因子评价结果进行对比,体现了单因子评价法在确定水质级别的从严性,而模糊综合评价充分考虑了多个因子对水体的影响其结果更加准确、客观,因此可为水源地保护区的水质规划与管理工作提供科学的参考依据。     

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.     

模糊综合评价法及主成分分析法在额尔齐斯河水质评价中的应用

利用额尔齐斯河2010年监测数据进行水质评价。用模糊综合评级法对水质状况进行评价,判断水质级别;用主成分分析法判断主要污染物类型,确定各污染物的主要贡献率。并将两种方法的评价结果与单项指标评价结果相比较,结果表明：在水质评价中水质级别判断采用模糊综合评价法,水质主要污染物判断采用主成分分析法,用两种评价方法结合起来对水环境质量进行评价,结果较准确。     

巢湖西半湖主要入湖河流水质的模糊评价及结果分析

文章对巢湖西半湖主要入湖河流采用模糊综合评价法进行评价。通过建立相应的模糊系数矩阵及确定权重并综合评价模糊运算,最终将所得结果与单因子评价指数所得结果相比较。结果表明:巢湖西半湖入湖河流大多数断面属于Ⅴ和劣Ⅴ类水,两种方法的评价结果基本吻合,个别断面存在微小分歧。通过将模糊综合评价法和单因子评价法进行比较分析,客观全面地反映出了多种因子复合影响下的水质状况,为制定环保政策和水污染防治规划起到借鉴作用。     

模糊综合评价在巢湖水质评价中的应用

运用模糊综合评价和单因子评价对巢湖水质进行综合评价,通过确定湖区12个监测断面的8个主要影响因子的权重和隶属度得出评价结果：巢湖主要超标指标为TN、TP,12个断面中水质为劣Ⅴ类的所占比例较大,巢湖水质总体状况差,富营养化严重,其中西半湖污染重于东半湖。将模糊综合评价结果与单因子评价结果进行对比分析,结果表明单因子评价在判定水质级别归属时具有从严性,而模糊综合评价可以有效地解决在水质级别划定时由于中介过渡引起的亦此亦彼性,能为制定巢湖的环保政策和水污染防治规划起到借鉴作用。     

基于GA-BP模型的景观小水体富营养化评价方法

为了研究适用于景观小水体富营养化评价的方法,以上海市10个公园景观水体为实验对象,在初步了解了景观小水体水质和营养状况的基础上运用主成份分析法对各项水质指标进行评价因子筛选,并对筛选出来的因子建立富营养化评价等级.运用MATLAB软件的GA-BP算法建立评价模型对10个公园4个季度共40组数据进行评价,结果显示与营养度指数法结果总体一致.选用的Chla, TP, TN, CODMn, SD五个评价因子的数据都比较易得,模型可推广性强.     

辽河源头区的水体现状及评价研究

通过单因子指数评价法、模糊综合评价法、水质指数评价法对辽河源头区2008年-2012年的水质进行评价,发现辽河源头区所受污染较为严重,其中氨氮、BOD5和COD超标严重,对水体水质的污染影响较大。三种评价标准中,单因子评价法过于严苛,忽略了不同评价因子之间的联系;模糊综合评价法缺少对超过地表水标准的水质类别的定位,不能确定首要污染物;水质指数评价法不仅能反应水质状况,还能确定水体的污染程度及首要污染因子,是较为理想的方法。     

湖库富营养化的改进型模糊综合评价方法研究

针对水体富营养化评价系统的非线性、模糊综合评价法过程中权重赋予的主观随意性和隶属函数的不准确性等特点,对传统模糊综合评价法进行了改进,并据此对我国24个代表性湖库的富营养化程度进行了评价.其中以SPSS16.0和Yaaph软件为载体,采用层次分析法和主成分分析法相结合来确定选取因子的权重.根据确定的评价标准作自然对数变换使之线性化,并结合由基础数据统计分布情况,生成各评价因子隶属于各营养等级的对数形式的降半梯形隶属函数,进而得到各湖库的确定度,最后依据最大确定度得到湖库富营养化级别.该法所得结果与湖库实际富营养化状况以及现有多种评价方法的结果的对比表明,该改进方法的评价结果真实、准确、计算简单,具有可行性.     

主成分分析法和模糊综合分析法在水质评价中的实例比较

在涉及众多因子的水质综合评价中,每种评价方法有其自身的优缺点。将模糊综合分析法与主成分分析法在实例中进行比较,通过比较得出主成分分析法能够客观地确定各个指标的权重,避免了随意性,也避免了计算过程中由于因子众多,数据复杂而造成的人工计算误差,使结果更加可靠。主成分分析将原来的众多的子转化为少数主成分,少数主成分综合的反映水质情况,且各主成分内不同因子之间的相关性关系也十分明确。     

改进的模糊综合评价法及在河道水质评价中的应用研究

基于传统模糊综合评价法权重和最大隶属度原则的不足,建立改进的模糊综合评价法,采用超标倍数法和熵权法组合确定权重,并以加权平均得分BT作为同级别水质优劣比较和水质类别判定的依据,最后用改进的方法对苏州古城区2013年河道水质进行综合评价.结果表明:苏州古城区水质整体较好,水质以Ⅲ、Ⅳ类为主.但水质空间变异明显,呈现出城北水质比城南好,主河道水质比小河道好的特点.与传统的模糊综合评价相比,改进的模糊综合评价法弥补了传统方法的缺陷.     

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.     

Projection pursuit cluster model and its application in water quality assessment

One of the difficulties frequently encountered in water quality assessment is that there are many factors and they cannot be assessed according to one factor, all the effect factors associated with water quality must be used. In order to overcome this issues the projection pursuit principle is introduced into water quality assessment, and projection pursuit cluster(PPC) model is developed in this study. The PPC model makes the transition from high dimension to one-dimension. In other words, based on the PPC model, multifactor problem can be converted to one factor problem. The application of PPC model can be divided into four parts: (1) to estimate projection index function Q(a) ; (2) to find the right projection direction a ; (3) to calculate projection characteristic value of the i th sample zi, and (4) to draw comprehensive analysis on the basis of zi. On the other hand, the empirical formula of cutoff radius R is developed, which is benefit for the model to be used in practice. Finally, a case study of water quality assessment is proposed in this paper. The results showed that the PPC model is reasonable, and it is more objective and less subjective in water quality assessment. It is a new method for multivariate problem comprehensive analysis.     

湖泊水质富营养化评价的模糊决策方法

针对湖泊水质富营养化评价中各等级之间的模糊性,在充分考虑水质各污染因素权重大小的基础上,运用模糊综合评判方法建立了湖泊水质富营养化评价模型.并研究了我国5个主要湖泊的富营养化状况,和其它方法比较,取得了满意的结果.为湖泊水质富营养化评价提供了一种准确的、有效的决策方法.     

模糊数学在晋江流域水环境质量综合评价的应用

以模糊数学为基础构建模糊综合评价模型,并将该模糊综合评价模型应用于晋江流域的水环境质量综合评价中。分析结果表明,晋江流域水质优于Ⅲ类水质,并由模型中各评价因子的权重判断,总磷为晋江流域的主要污染物。     

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.     

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.     

基于地理加权回归模型评估土地利用对地表水质的影响

针对传统线性回归模型大多忽视空间数据局部变化特征这一缺陷,引入地理加权回归模型(GWR)用于评估土地利用对地表水质的影响,分析了不同子流域内两者关系出现空间变化的规律并阐释了原因.同时,对比了GWR模型与普通最小二乘模型(OLS)的校正R2、Akaike信息准则(AICc)及残差的空间自相关指数(Moran's I),验证了GWR模型在预测精度和处理空间自相关过程中是否优于OLS模型.结果表明,同一土地利用类型对水质的影响随空间位置的改变而发生方向或大小的变化.以温瑞塘河流域总氮(TN)与农用地的关系为例,从GWR模型局部回归系数的方向分析,两者关系表现为农村正、城区负的现象,从大小分析,旧城区TN与农用地回归系数的绝对值高于其它区域;在溶解氧(DO)与人口密度所构建的GWR模型中,两者关系在整个研究区域内均表现为负值,与OLS结果吻合,从回归系数的大小分析,人口密度对DO的作用在郊区及农村更为显著.针对此类关系出现空间变化的原因分析表明,相邻子流域土地利用百分比的改变及水体主要污染源的不同,是导致土地利用对水质作用发生变化的根本因素.最后,对比所构建的80个GWR与OLS模型校正R2、AICc指标,验证了GWR作为一种局部统计模型,其预测精度优于OLS等传统全局模型且更能反映实际空间特征.     

模糊标识指数与对应分析法在水质评价中的联合应用

水质评价对判断水体的污染状况,了解其污染程度和成因有重要的意义,并可为水资源管理及水污染控制提供科学依据,而适当的评价方法是保证评价结果科学合理的关键.因此,本文以青山湖流域为例,在单因子指数法、综合指数法、灰色关联法、改进的模糊层次分析法、水质指数评价法、综合水质标识指数法6种常用水质评价法的结果对比分析的基础上,提出了一种新的模糊标识指数法.该方法结合了改进的模糊层次分析法和综合水质标识法的优点,不仅给出水质级别和水功能区达标程度,而且克服了以往模糊层次分析法存在的低估污染的严重性及不能评价劣Ⅴ类水质的缺点,更加适用于水质状况的评价.同时,在模糊标准化处理基础上,采用对应分析法,将采样点与变量有机地结合起来进行分析.结果表明,青山湖流域的总体水质状况以劣Ⅴ类为主,总体水功能区达标率仅10.34%,流域根据受污染情况被分为3个区,Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区的主要污染因子分别是TN、NH4+-N与COD、TP.模糊标识指数法与对应分析法的联合应用可以全面分析流域水质状况,给出科学合理的评价结果.