摘 要：常規(guī)的區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估模型一般采用傳統(tǒng)區(qū)域對比形式，評估的覆蓋范圍受限制，導致最終得出的綜合污染指數增大。因此，本文提出基于灰色關聯分析的區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法設計與分析。根據當前測定，先進行數據采集與污染指數限值計算，結合灰色關聯分析方法，打破評估覆蓋范圍受到的限制，構建灰色關聯分析區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估模型，采用周期核驗的方式來實現最終評估處理。測試結果表明，與傳統(tǒng)熵權優(yōu)化區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法、傳統(tǒng)河網水動力模型區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法相比，本文設計的灰色關聯分析區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法最終得出的綜合污染指數較小，表明在灰色關聯分析方法的輔助下，設計的區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法更高效、更真實，評估結果具有可靠性和針對性。

關鍵詞：灰色關聯分析；區(qū)域地表；地表水；水環(huán)境；評估方法；質量評估

中圖分類號：X 824" " 文獻標志碼：A

在環(huán)境保護和水資源管理領域，流域地表水質量評估十分關鍵。隨著工業(yè)化和城市化加速，水污染問題凸顯，生態(tài)平衡受威脅。因此，相關部門設計區(qū)域地表水水質量評估方法，文獻[1]提出傳統(tǒng)熵權優(yōu)化區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估法，收集區(qū)域地表水的水質數據，構建數據集。文獻[2]提出基于河網水動力模型的水質評估方法，模擬水流運動，分析水體的自凈及污染物遷移轉化規(guī)律，結合采樣和實驗室分析，全面了解水質現狀與標準關系。上述方法雖然能實現預期的評估效果，但是在復雜的背景環(huán)境下，會受到外部環(huán)境和特定因素的影響，導致評估結果出現偏差。本文提出基于灰色關聯分析的區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法[3-4]，提高評估結果的準確性和可靠性，為水環(huán)境保護和水資源管理提供科學依據和技術支持。

1 設計區(qū)域地表水水環(huán)境灰色關聯分析質量評估方法

1.1 數據采集與污染指數限值計算

數據采集包括地表水體的物理化學參數，例如溶解氧、濁度、pH值、重金屬含量等[5]。首先，需要通過設立固定監(jiān)測站、進行定期采樣和實時監(jiān)測等方式，獲取全面的數據資料?；A數據需要定期進行更新與轉換存儲，為后續(xù)的質量評估提供參考依據[6]。基于此，需要測算出污染指數的限值標準。污染指數限值是根據地表水體的功能區(qū)劃和環(huán)境保護要求，確定的各污染物在水體中的最大允許濃度[7]。結合灰色關聯分析，利用采集的數據，通過計算不同監(jiān)測點或時間段內水環(huán)境質量序列與參考序列之間的初始灰色關聯度，將各污染物的濃度值轉化為污染指數，并考慮各污染物之間的權重關系，測算出此時的污染指數限值，如公式（1）所示。

（1）

式中：H為污染指數限值；e為測定區(qū)域；?為單區(qū)域污染值；α為可控污染均值；h為測試周期；β為污染增長比。

結合當前測定，對污染指數限值進行計算，根據各個周期污染指數的變化，對地表水水環(huán)境進行基礎的分析。

1.2 構建灰色關聯分析區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估模型

當前，結合水環(huán)境的實際情況，先明確評估的目標和指標體系。設置評估目標為量化地表水環(huán)境質量狀況，指標體系主要針對水質中包括的化學需氧量、氨氮、重金屬含量等物質，通過持續(xù)性的周期檢測，與初始的含量進行對比，分析該區(qū)域水環(huán)境的特性和監(jiān)測數據的可獲得性。結合灰色關聯分析方法，先針對某一區(qū)域的污染狀態(tài)，測算灰色關聯度，如公式（2）所示。

（2）

式中：Fz為灰色關聯度；n為序列差，代表平衡比；?為相似度。

針對得出的灰色關聯度，設計模型執(zhí)行結構，如圖1所示。

根據評價指標與參考序列（理想水質狀態(tài)）之間的相似度或差異，來進一步評估實際水質與理想狀態(tài)的接近程度，確定合適的分辨系數，利用歷史監(jiān)測數據判斷此時水環(huán)境的污染質量評估狀態(tài)，并構建模型表達式，如公式（3）所示。

D=（M-N）2+ξ （3）

式中：D為評價結果；M和N分別為初始關聯度和實際關聯度；ξ為預測差值。

對比各周期結果，根據評價結果提出針對性的改善措施和建議，為區(qū)域水環(huán)境質量的提升提供科學依據。

1.3 周期核驗實現最終評估處理

確定核驗周期，根據區(qū)域地表水水環(huán)境的特點和監(jiān)測數據的更新頻率，確定合適的核驗周期，例如每季度、每半年或每年進行一次核驗。在此基礎上，收集最新監(jiān)測數據。在每個核驗周期內，收集最新的地表水水質監(jiān)測數據，包括化學需氧量、氨氮、重金屬含量等關鍵指標。運用灰色關聯分析模型持續(xù)進行數據處理，設計對應的核驗結構，如圖2所示。

由圖2可知，將收集的最新監(jiān)測數據代入灰色關聯分析模型中，在此測定各評價指標與參考序列之間的灰色關聯度，比較不同時間點的關聯度變化，進一步評估區(qū)域地表水水環(huán)境質量的變化趨勢。定期收集最新監(jiān)測數據并運用灰色關聯分析模型進行處理，為區(qū)域水環(huán)境質量的持續(xù)改善提供有力支持。

2 方法測試

此次結合灰色關聯分析法，對區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法的實際應用效果進行分析和驗證，考慮最終測試結果的真實性和可靠性，選定對比的方式進行分析，以深圳河流域的地表水水環(huán)境為例進行測定，參考文獻設定傳統(tǒng)熵權優(yōu)化區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法、傳統(tǒng)河網水動力模型區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法以及本文設計的灰色關聯分析區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法。利用專業(yè)的平臺采集數據和信息，匯總整合后，以待后續(xù)使用。接下來，進行初始測試環(huán)境的搭建與細化設置。

2.1 測試準備

深圳河流域覆蓋范圍較大，當進行地表水水環(huán)境的測定評估時，處理效率較低，為解決該情況，結合灰色關聯分析的方法對測試環(huán)境進行設定和搭建。深圳河流域地表水源充足，但是由于東高西低地勢的緣故，地表水的分布不均勻，也導致當前水環(huán)境的不穩(wěn)定。具體區(qū)域如圖3所示。

當前地表水環(huán)境較復雜，經過多期的處理和維護，初期雖然取得了較好的成效，但是持續(xù)的時間并不長，再加上污染面積和擴散速度增加，更難以提升整體的水環(huán)境質量評估效果。為此，結合實際的測定需求，進行輔助測試環(huán)境的設定。明確當前的水環(huán)境質量評估范圍，并隨機選定6個區(qū)域進行對比測定，先在每一個區(qū)域中設定監(jiān)測裝置和動態(tài)持續(xù)識別節(jié)點，節(jié)點之間互相搭接，形成循環(huán)性的監(jiān)測模式。將部署的節(jié)點與監(jiān)測平臺建立聯系，便于后續(xù)獲取水環(huán)境實時數據。基于此，進行測試輔助指標參數的設置，見表1。

在此基礎上，核定測試范圍內的環(huán)境是否穩(wěn)定，無異常之后，進行后續(xù)的對比測試。

2.2 測試過程與結果分析

結合上述搭建的測試環(huán)境，結合灰色關聯分析方法，對選定的深圳河流域2023—2024年度整體水環(huán)境質量進行分析。利用部署的節(jié)點采集選定區(qū)域的實時數據和信息，并各自對地表水進行采樣，見表2。

由表2可知，根據采樣水體元素的變化與含量對污染程度進行判定及劃分。結合灰色關聯分析方法，根據污染指數的變動，根據周期之內地下水環(huán)境變化的相似或相異程度進行灰色關聯度的對比衡量，如圖4所示。

根據圖4可以區(qū)分各采樣區(qū)域的污染情況，以判斷對應的水環(huán)境質量。此時，根據上述獲取的信息和實況，計算綜合污染指數，如公式（4）所示。

（4）

式中：S為綜合污染指數；A1和A2為區(qū)域關聯度和實際關聯度；κ為水源循環(huán)周期；?為初始污染指數；x為污染含量。

結合測定分析測試結果，見表3。與傳統(tǒng)方法相比，灰色關聯評估法的綜合污染指數較小，表明其評估結果更可靠、更有針對性。

3 結語

綜上所述，基于灰色關聯分析對區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估方法進行深入分析與研究。在灰色關聯分析的輔助下，本文設計的區(qū)域地表水水環(huán)境質量評估模式更靈活、更多變，自身具有較強的穩(wěn)定性和可靠性。在不同的背景條件下，針對水環(huán)境的變化情況，通過計算關聯度來量化各影響因素與水環(huán)境質量之間的關聯程度，不斷優(yōu)化完善對應的評估結構，期待其在提高水環(huán)境質量評估的準確性、促進水資源的可持續(xù)利用等方面發(fā)揮更大的作用，共同推動水環(huán)境質量評估技術的進步和發(fā)展。

參考文獻

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