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        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

        2011-11-21 12:01:46
        關(guān)鍵詞:富營(yíng)養(yǎng)化湖泊理想

        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

        X823

        A

        1673-1409(2011)05-0016-03

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