[发明专利]一种地下水水质的多指标正态云综合评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下水水质的多指标正态云综合评价方法。

背景技术

水是人类社会赖以生存和发展的不可缺少的自然资源，推动着社会进步和国 民经济发展。作为水资源的重要组成部分，地下水在人民生活、经济建设和环保 等方面扮演着十分重要的角色。近年来，对地下水的不合理开发、过度利用，导 致地下水水位下降、水质恶化污染严重等问题频发，我国大多数城市的地下水已 受到不同程度的污染，严重阻碍了经济繁荣和社会发展。地下水水质评价是水资 源评价中一项重要内容，如何科学地选取地下水水质评价方法，对研究区域地下 水水质要素或区域水环境性质的优劣作出准确、真实的定量评价，是地下水水资 源保护、开发利用的一个关键问题。

在水质评价领域，不同数学方式方法的引入，带动推进了传统地下水水质评 价方法的进展，如单因子指数法、内梅罗指数法、模糊综合评价法、灰色系统法、 神经网络法等。但以上评价方法很少同时考虑地下水水质评价问题的模糊性、随 机性和不确定性，在实际应用中存在一定缺陷，如单因子指数法不能反映地下水 质量的整体状况，在多种污染共存时难以评价或检验，不适宜地下水水质的综合 评价；内梅罗指数法相对集中在污染严重的水质级别上，对水质变化灵敏度低； 模糊综合评价法不能解决评价指标相关造成的信息重复问题，评价精度较低等。 因此，为解决评价指标的随机性、指标划分的模糊性以及人为因素的影响，亟待 需要一种新方法对地下水水质进行评价。

发明内容

本发明为克服现有技术存在的不足，本发明公开了一种地下水水质的多指标 正态云综合评价方法。

所述的地下水水质的多指标正态云综合评价方法，包括以下步骤：

步骤一：根据影响地下水水质优劣的主要因素，结合水体中物理成分、化学 成分和生物成分的综合作用，建立地下水水质评估指标体系；

步骤二：依据我国地下水水质现状、地下水质量标准以及生活饮用水、工业、 农业用水水质最高要求，将地下水质量分类，确定地下水水质评估等级；

步骤三：采用聚类权法确定各个风险评估指标的权重；

步骤四：计算确定不同等级地下水水质评估的云模型数字特征，借助正态云 发生器，生成该评价因子隶属于某稳定性级别的云模型；

步骤五：读取待评样本的实测数据，结合计算得到的各评价指标隶属确定度 和权重，由综合确定度最大值对应级别来评定地下水水质等级；

所述步骤一中，根据影响地下水水质优劣的的主要因素，结合水体中物理成 分、化学成分和生物成分的综合作用以及地质背景条件、地理条件、人类活动的 共同作用，选择其中最具典型的评价指标，建立地下水水质评估指标体系。

所述步骤一中，综合考虑地下水水质的诸多影响因素，从感官物理性状指标、 一般化学指标、无机毒理指标、毒性重金属指标、挥发性有机指标、半挥发性有 机指标、生物水质指标以及其他指标中，选取总硬度、矿化度、铅、砷、汞、氯 化物、氟化物、硝酸盐、硫酸盐和亚硝酸盐作为云模型评估地下水水质等级的风 险评估指标。

所述步骤二中，结合《地下水质量标准》(GB/T14848-93)，将地下水水质等 级定为Ⅰ(适宜饮用)、Ⅱ(基本适宜饮用)、Ⅲ(需处理进行饮用)、Ⅳ(需严 格处理进行饮用)、Ⅴ(不宜饮用)五类；对各项风险评估指标依照依照Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ五类进行标准值的划分。

所述步骤三中，在计算水质评价指标权重的常用方法中进行比选，为弥补了 人为因素对评价效果的影响，综合考虑地下水质量标准中各个等级的标准值以及 数据实测值，采用聚类权法确定各个风险评估指标的权重。

所述步骤四中，选定好评估地下水水质等级指标后，计算确定不同等级地下 水水质评估的云模型数字特征；具体公式如下：

He＝k(6)

上式中，B_imax和B_imin分别为某一评价指标的地下水质量等级为i级时对应区 间的最大和最小值，而对于单边界的等级，如[-∞,B_imin]或[B_imax,+∞]，可根据上 下限确定缺省的边界参数或期望值计算Ex_i。He取一个合适的常数，与云滴厚度 有关，一般情况下He小于0.5，可根据变量的模糊阈度进行调整，此次计算取 0.01。