理想点决策法在湖泊水体富营养化评价中的应用

于 露

(荆州市环境保护局，湖北 荆州 434000)

李凡修，黄 瑜

(长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)

理想点决策法在湖泊水体富营养化评价中的应用

于 露

(荆州市环境保护局，湖北 荆州 434000)

李凡修，黄 瑜

(长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)

利用理想点决策法进行了湖泊水质富营养化的评价，并研究了我国15个主要湖泊的富营养化状况，取得了满意的结果，为湖泊水质复营养化评价提供了一种简单而适用的评价方法。

湖泊；富营养化；水质评价；理想点法

湖泊富营养化的研究相继在国内外引起普遍重视，尤其对湖泊的水质富营养化状态的评价方法很多，如层次分析法、灰色模型法、加权综合指数法等[1-3]，但这些方法计算过程复杂，计算量较大，应用极不方便。为此，笔者利用理想点决策法来进行湖泊水质富营养化的评价。

1 评价因子分级系统的建立

湖泊富营养化现象的发生主要是由于水体中N、P营养元素含量增多的原因所致，造成水体水生生物异常，水体透明度变化，因此在湖泊富营养化的描述中常选用总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)、透明度(SD)、生物量(BIO)等[2]5个参数作为评价指标，其因子集构成如下：

U={TP,TN,COD,SD,BIO}

上述5个指标的评价按“极贫营养化(Ⅰ)、贫营养化(Ⅱ)、中营养化(Ⅲ)、富营养化(Ⅳ)、极富营养化(Ⅴ)”5级进行划分，根据文献[2]确定各评价因素的评价标准见表1。

表1 湖泊富营养化综合评价指标和分级评价标准

2 理想点决策模型的建立

1)数据规范化处理 规范化公式如下：

(1)

规范后的评价标准矩阵为：

(2)

(3)

显然，0≤Dh≤1，而且D1=0，Dm=1。

3)确定水质样本点的坐标 定义：

(4)

(5)

4)计算水质样本到原点的相对距离 水质样本到原点的相对距离为：

(6)

当D≤d≤Dh+1(h=1，2，…，m)时，评价等级为：

(7)

3 实例分析

选取我国15个主要湖泊的营养化作为评价应用实例，其实测指标见表2。

利用式(1)对评价标准作规范化处理，规范后的矩阵为：

表2 我国15个湖泊营养化实测指标及评价结果

表3 理想点距离法划分富营养化等级标准

以青海湖、太湖、西湖为例，对其实测数据样本Ci(j=1,2,…,5)作规范化处理，规范后的各样本点用矩阵的形式表示为：

d1=0.3959d2=0.4559d3=0.4374

利用式(7)对各样本进行等级评价，结果等级为：青海湖等级2.78级，太湖3.60级，西湖3.27级。同理求得其余湖泊的营养化评价结果如表2。由表2可知，与灰色模型评价结果相比，除青海湖、呼伦湖、抚仙湖、洪泽湖、太湖略有差别外，其余10个湖泊的评价结果完全一致。对于青海湖、呼伦湖、抚仙湖、洪泽湖、太湖而言，理想点决策法评价级别分别2.78、3.80、2.52、3.70及3.60级，其结果本质上与灰色模型评价结果一致，只不过理想点决策法评价更细致准确。以太湖为例，5项评价指标均超过Ⅲ级，灰色模型评价结果为Ⅲ级显然偏低，理想点决策法评定为3.60级应更为合理。

[1]李凡修.理想点法在土壤肥力等级评价中的应用[J].安徽农业科学,2010, 38 (11) : 5523-5524，5827.

[2]冯玉国.湖泊富营养化灰色评价模型及其应用[J].系统工程理论与实践，1996(8)：43-47.

[3]齐玉梅，黄志明.湖泊富营养化物元模型及复合应用初探[J].重庆环境科学，1999,21(5)：9-11.

[4]李凡修，梅平.加权欧氏距离模型在水环境质量评价中的应用[J].环境保护科学，2004,30(1)：58-60.

[编辑] 洪云飞

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.05.006

X823

A

1673-1409(2011)05-0016-03