陳絳云

(泉州市環(huán)境保護科學(xué)技術(shù)研究所，福建 泉州 362000)

引言

模糊綜合評價法在北高干渠水質(zhì)評價中的應(yīng)用

陳絳云

(泉州市環(huán)境保護科學(xué)技術(shù)研究所，福建 泉州 362000)

以2014年泉州市飲用水源地北高干渠2處水廠取水口斷面水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果為研究對象，用模糊數(shù)學(xué)模型進行綜合評價，結(jié)果表明：北高干渠泉州市北水廠取水口水質(zhì)較好，泉州市三水廠取水口水質(zhì)變化略有起伏，2處斷面主要污染因子為溶解氧、總磷與糞大腸菌群。同時，將模糊評價結(jié)果與單因子評價結(jié)果進行對比，體現(xiàn)了單因子評價法在確定水質(zhì)級別的從嚴性，而模糊綜合評價充分考慮了多個因子對水體的影響其結(jié)果更加準確、客觀，因此可為水源地保護區(qū)的水質(zhì)規(guī)劃與管理工作提供科學(xué)的參考依據(jù)。

飲用水源；水質(zhì)；模糊綜合評價

引言

北高干渠作為泉州市集中式飲用水源之一，擔負著泉州市三水廠及北水廠的供水重任，其水環(huán)境質(zhì)量的好壞直接影響到供水區(qū)域人群的身體健康。泉州市三水廠、北水廠斷面作為北高干渠水質(zhì)監(jiān)測的重要監(jiān)控斷面，水質(zhì)的好壞直接反映北高干渠受污染程度。因此，建立符合實際的數(shù)學(xué)模型來評價北高干渠2處監(jiān)測斷面水質(zhì)，真實的反映水質(zhì)現(xiàn)狀顯得極為重要。為此，運用模糊數(shù)學(xué)方法對其進行綜合評價[1]，為客觀真實的評價北高干渠水質(zhì)提供理論基礎(chǔ)。

1 模糊數(shù)學(xué)模型的建立

運用模糊數(shù)學(xué)方法進行綜合評價[2-9]，一般需要以下步驟：

(1)建立評價對象因子集及評價集

定義監(jiān)測斷面的水質(zhì)監(jiān)測指標為評價因子，建立評價對象因素集合U={u1，u2，…，un}，其中u1，u2，…，un為參與評價的n個評價因子。

V={v1，v2，…，vn}為U中評價因子相應(yīng)的評價標準集合。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002)將地表水水質(zhì)分成了5類，則確定評價集為V={Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ}。

(2)建立權(quán)重集A

對每個評價因子ui賦予1個相應(yīng)的權(quán)重ai(i=1，2，…，n)構(gòu)成權(quán)重向量A。

(3)計算評價因子隸屬度，建立模糊關(guān)系矩陣R

根據(jù)地表水標準分類，建立隸屬函數(shù)通式；由因素集合U的各項因子對評價集合V的各級水質(zhì)標準的隸屬度，可得模糊關(guān)系矩陣R。

(4)模糊綜合評價

模糊綜合評價是將權(quán)重集A和模糊評價矩陣R兩者復(fù)合，而得到的綜合評價矩陣B，最后對模糊綜合評價結(jié)果矩陣B進行分析。

2 實例應(yīng)用

2.1 建立評價對象因子集及評價集

根據(jù)北高干渠泉州市第三水廠及北水廠2014年的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并結(jié)合泉州市地表水環(huán)境單因子貢獻的評價結(jié)果，選取了對北高干渠水質(zhì)貢獻較大的DO、CODMn、CODCr、BOD5、NH3-N、總磷、糞大腸菌群7項指標作為評價因子，構(gòu)建評價對象因素集合U={DO、CODMn、CODCr、BOD5、NH3-N、總磷、糞大腸菌群}。將水源地水質(zhì)劃分為5個級別(分別用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ表示)，評價集為V={Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ}。監(jiān)測結(jié)果如表1。

2.2 建立權(quán)重集A

通過計算得出各污染因子權(quán)重系數(shù)，如表2。

2.3 模糊綜合評價

根據(jù)地表水標準分類及前文提到的方法步驟，計算評價因子隸屬度，建立模糊關(guān)系矩陣R。綜合評價的權(quán)重矩陣A與模糊評價矩陣R進行復(fù)合運算得到綜合評價集B=A×R。將每個水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)計算可得水質(zhì)評價結(jié)果，見表3。

2.4 數(shù)據(jù)分析

(1)由表2可見，DO在2處斷面各個月份的貢獻較大，對水質(zhì)起主導(dǎo)作用，其次為TP及糞大腸菌群，主要反映了水體中的有機污染。

(2)由表3可見，泉州市北水廠取水口斷面除5月份外均為Ⅰ類，泉州市三水廠取水口斷面2014年中有6個月份水質(zhì)級別為Ⅲ類，泉州市北水廠取水口水質(zhì)優(yōu)于泉州市三水廠取水口水質(zhì)，影響泉州市三水廠取水口斷面水質(zhì)的主要污染因子為權(quán)重系數(shù)較大的DO、TP及糞大腸菌群，反映了地處繁華鬧市區(qū)的泉州市三水廠取水口周邊環(huán)境復(fù)雜，且采用敞開式明渠取水，雖然渠道兩側(cè)設(shè)置了圍網(wǎng)及截污溝，但仍無法杜絕水體來自附近居民的生活污染。

(3)模糊綜合評價在泉州市北水廠取水口斷面除5月份為Ⅲ類外均為Ⅰ類，而單因子評價結(jié)果除5月份為Ⅳ類外均為Ⅲ類；在泉州市三水廠取水口斷面1、2、3、4、7、10月均為Ⅰ類，其余月份為Ⅲ類，而單因子評價結(jié)果除5月份為Ⅳ類外均為Ⅲ類，這是因為在單因子指數(shù)評價中是以最差因子的評價結(jié)果作為最終的評價結(jié)果，體現(xiàn)了單因子否決權(quán)，具有很強的從嚴性。而模糊綜合評價法是綜合了各主要因子的權(quán)重和隸屬度以確定水質(zhì)類別，其結(jié)果更為符合實際。

表1 2014年北高干渠水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果匯總表(單位：mg/L)

表2 各污染因子權(quán)重系數(shù)匯總表

3 結(jié) 論

(1)綜上，泉州市北高干渠飲用水水源保護區(qū)的水質(zhì)總體較好，DO、TP及糞大腸菌群對水質(zhì)起主導(dǎo)作用，其中DO貢獻最大。

(2)對水質(zhì)需要從嚴管理或特殊要求的情況下，適合于用單因子評價。而要求既能反映各種因子共同作用下的水質(zhì)狀況，又能確定影響水體的主要污染物及污染類型時，則適合于用模糊綜合評價法。模糊綜合評價法適合評價對多類指標評價信息的整合。

表3 2014年泉州市北高干渠水質(zhì)模糊綜合評價結(jié)果

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Application of Fuzzy Comprehensive Evaluation in Water Quality Assessment of Drinking Water Source in the High North Main Canal

CHEN Jiangyun

(Quanzhou Institute of Environmental Protection Science and Technology，Quanzhou 362000，China)

The paper bases on two water intake sections ，which are in the high north main canal，water quality monitoring results in 2014 as the research object，using the fuzzy mathematical model for comprehensive evaluation of water quality. The results show that the water quality of North water intake is better，the water quality of the Third water intake changes a little ups and downs. Two sections of the main pollution factors are dissolved oxygen (DO)，total phosphorus and fecal coliform. At the same time，the fuzzy evaluation results compared with single factor evaluation results，embodies the single factor evaluation method in determining the level of water quality strictly，and fuzzy comprehensive evaluation of fully considering the influence of multiple factors on water the result more accurate and objective. This method can provide reasonable and scientific theoretical basis for the development of environmental protection policy and planning.

drinking water；water quality；fuzzy comprehensive evaluation

陳絳云，本科，工程師，主要研究方向為環(huán)境影響評價及環(huán)境規(guī)劃

X824

A

1673-288X(2017)02-0089-03

引用文獻格式：陳絳云.模糊綜合評價法在北高干渠水質(zhì)評價中的應(yīng)用[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(2)：89-91.