[发明专利]一种农业活动区地下水风险分级分区评价方法

权利要求书

1.一种农业活动区地下水风险分级分区评价方法，通过建立一套用作评价的指标体系，以空间离散化的方法布置采样点，采集地下水水样，并根据初选指标特征筛选指标，通过计算各指标的权重和各采样点指标的隶属度，对区域地下水污染风险做出综合评价，并对地下水风险进行分区和分级。

2.根据权利要求1所述的评价方法，其中，指标体系分为三层，顶层为目标层，中间层为准则层，底层为指标层；

根据污染物类别，准则层的污染物类另包含有机污染物、无机污染物和重金属；

有机污染物包括农业活动区的杀虫剂、除草剂、杀螨剂和杀菌剂；

无机污染物包括常规的污染地下水的无机盐离子、酸碱度、总硬度、浑浊度、化学需氧量和生化需氧量；

重金属包括铜、锌、铁、铅、镍、镉、铬、砷和汞。

3.根据权利要求1所述的评价方法，其中，空间离散化的方法布置采样点，是将采样点均匀布置在评价区域上，采用梅花布点法，采样点数量不低于15个；采集地下水水样时，应取自于地下水。

4.根据权利要求1所述的评价方法，其中，初选指标特征是通过比较指标间的相关性并比较相互之间的水质标准。

5.根据权利要求1所述的评价方法，其中，权重的计算是通过综合超标指数和无序指数两个指标的乘积来衡量指标的综合重要性；计算公式为：

W＝[w(1)，w(2)，…，w(n)]_1×n

(j＝1，…，n)

其中，W为n个指标的综合权向量，ρ为各指标的综合风险指数， 为各指标的无序指数。

6.根据权利要求1所述的评价方法，其中，隶属度是将指标值与风 险等级分级标准代入所选取的隶属度函数指计算得到，隶属度矩阵T及隶属度函数t＝t(k，j)分别如下：

则t_ij的计算方法为：

对于正向指标：

对于逆向指标：

。

7.根据权利要求5所述的评价方法，其中，综合风险指数是用污染物所处等级的频率与风险级别来确定其重要性；计算公式为：

(j＝1，…，n，k＝1，…，5)

上式中，α(j，k)为第j个指标低于或高于k等级的个数，u(k)为k等级对应的分值，若地下水风险分为5类，则u(1)到u(5)分别为1、2、3、4、5。

8.根据权利要求5所述的评价方法，其中，无序指数是用熵来表示农业活动区地下水风险指标的权重大小，首先对原始数据做标准化处理，数据的标准化方法如下：

对于正向指标：

(i＝1，…，m，j＝1，…，n)

式中，f₁(j)＝max{s(i，j)|i＝1，…，m}，f₂(j)＝min{s(i，j)|i＝1，…，m} 

对于逆向指标：

(i＝1，…，u，j＝1，…，v)

计算信息熵：

上式中， (i＝1，…，m，j＝1，…，n),当x(i，j)＝0时，f(i，j)＝0.00001；k＝1/ln(m)。

计算熵权：

(j＝1，…，n。

9.根据权利要求5或6所述的评价方法，其中，综合权向量与隶属度矩阵的转置进行矩阵乘法运算，计算公式为：Q＝W·T′，其中，Q＝[q(1)，q(2)，q(3)，q(4)，q(5)]，将上述矩阵乘以V＝{v(j)，j＝1，2，3，4，5}，v₁、v₂、v₃、v₄、v₅的取值分别为100、80、60、40、20，可得到一个在20到100之间的综合得分值，这样将上述多指标综合评价变成了一个单指标的结果。

10.根据权利要求1所述的评价方法，其中，分级和分区的评价，是采用ArcGIS对地下水风险进行分区和分级：将各采样点坐标与综合得分相对应，加载至ArcGIS中，对各采样点的离散数据进行空间差值，比较IDW插值、Kriging插值、Natural Neighbor插值和Spline插值四种插值方法，选出最符合空间离散评价结果的插值方法，最后，采用该方法可得到整个空间区域连续的水质得分，根据各水质得分等级区间将水质结果在空间上进行分类，得到区域连续的地下水风险分区分级图。