于 露

(荊州市環(huán)境保護(hù)局，湖北 荊州 434000)

李凡修，黃 瑜

(長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

理想點(diǎn)決策法在湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

于 露

(荊州市環(huán)境保護(hù)局，湖北 荊州 434000)

李凡修，黃 瑜

(長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

利用理想點(diǎn)決策法進(jìn)行了湖泊水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)價(jià)，并研究了我國(guó)15個(gè)主要湖泊的富營(yíng)養(yǎng)化狀況，取得了滿意的結(jié)果，為湖泊水質(zhì)復(fù)營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)提供了一種簡(jiǎn)單而適用的評(píng)價(jià)方法。

湖泊；富營(yíng)養(yǎng)化；水質(zhì)評(píng)價(jià)；理想點(diǎn)法

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的研究相繼在國(guó)內(nèi)外引起普遍重視，尤其對(duì)湖泊的水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)的評(píng)價(jià)方法很多，如層次分析法、灰色模型法、加權(quán)綜合指數(shù)法等[1-3]，但這些方法計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，計(jì)算量較大，應(yīng)用極不方便。為此，筆者利用理想點(diǎn)決策法來(lái)進(jìn)行湖泊水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)價(jià)。

1 評(píng)價(jià)因子分級(jí)系統(tǒng)的建立

湖泊富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的發(fā)生主要是由于水體中N、P營(yíng)養(yǎng)元素含量增多的原因所致，造成水體水生生物異常，水體透明度變化，因此在湖泊富營(yíng)養(yǎng)化的描述中常選用總磷(TP)、總氮(TN)、化學(xué)需氧量(COD)、透明度(SD)、生物量(BIO)等[2]5個(gè)參數(shù)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，其因子集構(gòu)成如下：

U={TP,TN,COD,SD,BIO}

上述5個(gè)指標(biāo)的評(píng)價(jià)按“極貧營(yíng)養(yǎng)化(Ⅰ)、貧營(yíng)養(yǎng)化(Ⅱ)、中營(yíng)養(yǎng)化(Ⅲ)、富營(yíng)養(yǎng)化(Ⅳ)、極富營(yíng)養(yǎng)化(Ⅴ)”5級(jí)進(jìn)行劃分，根據(jù)文獻(xiàn)[2]確定各評(píng)價(jià)因素的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 湖泊富營(yíng)養(yǎng)化綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)和分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 理想點(diǎn)決策模型的建立

1)數(shù)據(jù)規(guī)范化處理 規(guī)范化公式如下：

(1)

規(guī)范后的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)矩陣為：

(2)

(3)

顯然，0≤Dh≤1，而且D1=0，Dm=1。

3)確定水質(zhì)樣本點(diǎn)的坐標(biāo) 定義：

(4)

(5)

4)計(jì)算水質(zhì)樣本到原點(diǎn)的相對(duì)距離 水質(zhì)樣本到原點(diǎn)的相對(duì)距離為：

(6)

當(dāng)D≤d≤Dh+1(h=1，2，…，m)時(shí)，評(píng)價(jià)等級(jí)為：

(7)

3 實(shí)例分析

選取我國(guó)15個(gè)主要湖泊的營(yíng)養(yǎng)化作為評(píng)價(jià)應(yīng)用實(shí)例，其實(shí)測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表2。

利用式(1)對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)作規(guī)范化處理，規(guī)范后的矩陣為：

表2 我國(guó)15個(gè)湖泊營(yíng)養(yǎng)化實(shí)測(cè)指標(biāo)及評(píng)價(jià)結(jié)果

表3 理想點(diǎn)距離法劃分富營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

以青海湖、太湖、西湖為例，對(duì)其實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)樣本Ci(j=1,2,…,5)作規(guī)范化處理，規(guī)范后的各樣本點(diǎn)用矩陣的形式表示為：

d1=0.3959d2=0.4559d3=0.4374

利用式(7)對(duì)各樣本進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià)，結(jié)果等級(jí)為：青海湖等級(jí)2.78級(jí)，太湖3.60級(jí)，西湖3.27級(jí)。同理求得其余湖泊的營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)結(jié)果如表2。由表2可知，與灰色模型評(píng)價(jià)結(jié)果相比，除青海湖、呼倫湖、撫仙湖、洪澤湖、太湖略有差別外，其余10個(gè)湖泊的評(píng)價(jià)結(jié)果完全一致。對(duì)于青海湖、呼倫湖、撫仙湖、洪澤湖、太湖而言，理想點(diǎn)決策法評(píng)價(jià)級(jí)別分別2.78、3.80、2.52、3.70及3.60級(jí)，其結(jié)果本質(zhì)上與灰色模型評(píng)價(jià)結(jié)果一致，只不過(guò)理想點(diǎn)決策法評(píng)價(jià)更細(xì)致準(zhǔn)確。以太湖為例，5項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)均超過(guò)Ⅲ級(jí)，灰色模型評(píng)價(jià)結(jié)果為Ⅲ級(jí)顯然偏低，理想點(diǎn)決策法評(píng)定為3.60級(jí)應(yīng)更為合理。

[1]李凡修.理想點(diǎn)法在土壤肥力等級(jí)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010, 38 (11) : 5523-5524，5827.

[2]馮玉國(guó).湖泊富營(yíng)養(yǎng)化灰色評(píng)價(jià)模型及其應(yīng)用[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐，1996(8)：43-47.

[3]齊玉梅，黃志明.湖泊富營(yíng)養(yǎng)化物元模型及復(fù)合應(yīng)用初探[J].重慶環(huán)境科學(xué)，1999,21(5)：9-11.

[4]李凡修，梅平.加權(quán)歐氏距離模型在水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2004,30(1)：58-60.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.05.006

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1673-1409(2011)05-0016-03