黃 明

（安徽建筑工業(yè)學(xué)院 環(huán)境與能源工程學(xué)院，安徽 合肥230022）

巢湖屬淺水、人工控制型湖泊，在正常蓄水位8.0m時(shí)，其水域面積約755.0km2，入湖河流共33條，分別屬杭埠-豐樂河、派河、南淝河-店埠河、柘皋河、白石山河、裕溪河7條水系［1-3］。近年來，巢湖水質(zhì)富營養(yǎng)化問題仍然很突出，因此，對(duì)巢湖水質(zhì)富營養(yǎng)化進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)是一項(xiàng)重要的工作。本文依據(jù)2010年巢湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)建立評(píng)價(jià)模型，并利用Matlab軟件嘗試對(duì)巢湖水質(zhì)富營養(yǎng)化進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

巢湖12個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置見圖1。選取南淝河入湖區(qū)、西半湖湖心、忠廟、東半湖湖心和巢湖船廠5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)巢湖水質(zhì)富營養(yǎng)化進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，見表1。

圖1 巢湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置示意圖

巢湖水質(zhì)富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

2 評(píng)價(jià)模型的建立

（1）建立無量綱化實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)矩陣和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)矩陣［4-5］

根據(jù)表1和表2，可得到實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)矩陣X＝（χij）5×4和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)矩陣Y＝（ykt）4×5，

表1 2010年巢湖水質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

表2 巢湖水質(zhì)富營養(yǎng)化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［1］

再建立無量綱化實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)矩陣：A＝（aij）（i＝1，2，3，4，5；j＝1，2，3，4）和無量綱化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)矩陣B＝（bkt）（k＝1，2，3，4；t＝1，2，3，4，5），其中

利用Matlab可以得到

（2）計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

首先計(jì)算矩陣B的各向量的均值與標(biāo)準(zhǔn)差：

再計(jì)算變異系數(shù)：

得到各指標(biāo)權(quán)重向量為

根據(jù)權(quán)重大小，總磷所起的作用最大，耗氧量次之，透明度與總氮權(quán)重大小接近，作用相對(duì)較小。

（3）建立水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型

利用向量之間的距離來衡量2個(gè)向量之間的接近程度，可以調(diào)用Matlab軟件中的歐氏距離函數(shù)dist（w，p）和絕對(duì)值距離函數(shù) mandist（w，p）來計(jì)算向量間的距離［4-5］。

計(jì)算A中各行向量到B中各列向量的歐氏距離：

計(jì)算A中各行向量到B中各列向量的絕對(duì)值距離：

3 Matlab編程

計(jì)算結(jié)果如表3和表4。

從表3和和表4可以看出，盡管歐氏距離與絕對(duì)值距離意義不同，但對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的富營養(yǎng)化的評(píng)價(jià)等級(jí)是一樣的。

表3 歐氏距離判別表

表4 絕對(duì)值距離判別表

3 結(jié)論

對(duì)湖泊富營養(yǎng)化程度評(píng)價(jià)的方法較多，有的是將各指標(biāo)分別與營養(yǎng)狀態(tài)對(duì)照進(jìn)行判定，但各指標(biāo)間往往缺乏有機(jī)聯(lián)系，尤其是當(dāng)各指標(biāo)反映的營養(yǎng)狀態(tài)不一致時(shí)，綜合評(píng)價(jià)就存在不少困難。

通過運(yùn)用Matlab軟件中的歐氏距離函數(shù)dist（w，p）和絕對(duì)值距離函數(shù) mandist（w，p）來計(jì)算向量間的距離，并建立水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，其評(píng)價(jià)結(jié)果一致，表明該評(píng)價(jià)方法具有穩(wěn)定性。

［1］屠清瑛，顧丁錫，徐卓然，等.全國湖泊富營養(yǎng)化研究之二——巢湖富營養(yǎng)化研究［M］.合肥：中國科技大學(xué)出版社，1991.

［2］安徽水利廳，安徽省環(huán)境保護(hù)局.安徽省水功能區(qū)劃［M］.北京：中國水利水電出版社，2004.

［3］張之源，王培華，張崇岱.巢湖營養(yǎng)化狀況評(píng)價(jià)及水質(zhì)恢復(fù)探討［J］.環(huán)境科學(xué)研究，1999，12（5）：45-48.

［4］胡守信，李柏年.基于 MATLAB的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)［M］.北京：科學(xué)出版社，2004.

［5］蘇金明，阮沈勇.MATLAB6.1實(shí)用指南（上冊(cè)）［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2002.