邊曉庚

(江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，江西 南昌　330012)

內(nèi)梅羅指數(shù)法與模糊數(shù)學(xué)法在水質(zhì)污染分級(jí)中的應(yīng)用比較

邊曉庚

(江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，江西 南昌330012)

【摘要】本文用內(nèi)梅羅指數(shù)法及模糊數(shù)學(xué)法分別對(duì)樂(lè)平市地下(地表)水水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)及比較，結(jié)果認(rèn)為：當(dāng)參與評(píng)價(jià)的項(xiàng)目較多時(shí)，模糊數(shù)學(xué)法比內(nèi)梅羅指數(shù)法更為優(yōu)越。

【關(guān)鍵詞】模糊數(shù)學(xué)法；內(nèi)梅羅指數(shù)法；水質(zhì)評(píng)價(jià)

目前水質(zhì)評(píng)價(jià)方法通常有：內(nèi)梅羅指數(shù)法[1]及模糊數(shù)學(xué)法[1]。內(nèi)梅羅指數(shù)法反映了多項(xiàng)污染的污染規(guī)律。兼顧了污染影響最大值因素，其水質(zhì)參數(shù)對(duì)地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)具有一定的適用價(jià)值，但由于突出最大值不考慮次大值，故指數(shù)偏高；此外，其計(jì)算方法與水質(zhì)項(xiàng)目數(shù)有密切關(guān)系，如計(jì)算水質(zhì)項(xiàng)目多，則指數(shù)一般較低，故該指數(shù)具有較大的相對(duì)性。而模糊數(shù)學(xué)法則無(wú)此弊端，能較客觀的評(píng)價(jià)水質(zhì)污染狀況。樂(lè)平市地下(地表)水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1，用內(nèi)梅羅指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1　樂(lè)平市地下(地表)水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)(2014年11月取樣分析數(shù)據(jù)，單位：mg/L)

表2　樂(lè)平市地下(地表)水污染內(nèi)梅羅指數(shù)法計(jì)算結(jié)果

現(xiàn)在著重介紹用模糊數(shù)學(xué)法的評(píng)價(jià)結(jié)果。

1評(píng)價(jià)因子的選擇

2水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

參照《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB/T14848-93)》，將水污染程度分為五級(jí)：Ⅰ、未污染；Ⅱ、微污染；Ⅲ、輕度污染；Ⅳ、重污染；Ⅴ、嚴(yán)重污染。其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

3隸屬函數(shù)及單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)

采用模糊概念，用隸屬度來(lái)刻劃該界線，而隸屬度又可用隸屬函數(shù)來(lái)表達(dá)。為計(jì)算方便，隸屬函數(shù)為線性的。由評(píng)價(jià)參數(shù)可進(jìn)行單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)，據(jù)模糊數(shù)學(xué)，取α為評(píng)價(jià)參數(shù)的集合，去β為水質(zhì)分級(jí)的集合，則有：

β=(Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí))

根據(jù)隸屬函數(shù)求出α的各個(gè)指標(biāo)對(duì)于5個(gè)級(jí)別水的隸屬度。例如Cu，由1號(hào)點(diǎn)分析所得的實(shí)測(cè)值α，可得出5個(gè)級(jí)別的隸屬度y，一組有5個(gè)數(shù)。將各項(xiàng)的5個(gè)數(shù)依次排列組成一個(gè)模糊矩陣R。

表3　水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表(單位：mg/L)

4計(jì)算權(quán)數(shù)

按下式，計(jì)算評(píng)價(jià)參數(shù)在綜合評(píng)價(jià)中的權(quán)數(shù)：

式中，Ci—為i種污染物在水中的濃度；Si—為i種污染物對(duì)于Ⅲ級(jí)水的濃度標(biāo)準(zhǔn)值。

這樣，水質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)又組成一個(gè)模糊矩陣U，仍以1號(hào)點(diǎn)為例；

U=(0.00，0.01，0，0.10，0.05，0.02，0，0.12，0.20，0.08，0.42)

U的5個(gè)分量及5個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)在綜合評(píng)價(jià)中的權(quán)數(shù)，它說(shuō)明在綜合評(píng)價(jià)中對(duì)Cu比重占0%、Pb占1%，其余類推。

5模糊矩陣的復(fù)合運(yùn)算

在進(jìn)行單項(xiàng)評(píng)價(jià)的配以權(quán)重后，得到兩個(gè)模糊矩陣R和μ。R和μ復(fù)合運(yùn)算后，得出評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4　模糊數(shù)學(xué)法污染評(píng)價(jià)結(jié)果

內(nèi)梅羅指數(shù)法計(jì)算結(jié)果：除樂(lè)安河下游河水為重污染外，其余均為未污染。用模糊數(shù)學(xué)法的計(jì)算結(jié)果是：巖溶水為未污染；孔隙水表現(xiàn)出不同程度的污染，并呈現(xiàn)出離城區(qū)越遠(yuǎn)污染程度減弱的趨勢(shì)；樂(lè)安河水江維一帶為嚴(yán)重污染，接度一帶為未污染。而樂(lè)平地下(地表)水實(shí)際情況是：城區(qū)下游樂(lè)安河水由于城區(qū)廠礦的大量排污，已受到污染；孔隙水和地表水水力聯(lián)系較為密切，城區(qū)附近的孔隙水比較容易受到污染；城區(qū)的巖溶水為埋藏型，和地表水水力聯(lián)系較差，不易受到污染[2]。因此，模糊數(shù)學(xué)法計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況比較切合；而用內(nèi)梅羅指數(shù)法計(jì)算的污染指數(shù)偏低，反映實(shí)際情況失真。故認(rèn)為模糊數(shù)學(xué)法比內(nèi)梅羅指數(shù)法更為優(yōu)越。

參考文獻(xiàn)：

[1]石振華，李傳堯.城市地下水工程與管理手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1993.

[2]楊成田.專門水文地質(zhì)學(xué)學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1981.

Comparison of N.L Nemerou Index Method and Fuzzy Mathematics Method in Evaluation of Water Quality

BIAN Xiaogeng

(Jiangxi Station of Geo-environment Monitoring，Nanchang 330012)

Abstract：This paper evaluates Leping underground (surface) water quality by the Mei Luo index method and fuzzy mathematics method respectively，and compares the calculation，and gets the result：the fuzzy mathematics method is superior than the index method when participate in evaluation of the project is large.

Keywords：fuzzy math method；N.L Nemerou index method；water quality evaluation

作者簡(jiǎn)介：邊曉庚，碩士，高級(jí)工程師，研究領(lǐng)域?yàn)樗牡刭|(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)

中圖分類號(hào)：X21

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-288X(2016)03-0129-02

引用文獻(xiàn)格式：邊曉庚.內(nèi)梅羅指數(shù)法與模糊數(shù)學(xué)法在水質(zhì)污染分級(jí)中的應(yīng)用比較[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(3)：129-130.