模糊综合评价模型在巴南区花溪河水质评价中的应用研究

刘 勇，胡 爽

（1.重庆市荣昌县环境监测站，重庆 402460；2.重庆市巴南区环境监测站，重庆 401320）

1 引言

花溪河是长江干流在巴南区境内主要次级河流之一，源起巴南区南彭镇碑垭，天台山北麓，流经南湖、南彭镇、界石镇、南泉镇，在李家沱汇入长江。干流全长63.63km，流域面积268.46km2。随着工业发展和城镇人口的增加，花溪河水质受工业源、生活源、农业源污染严重，污染事故时有发生，更严重地威胁了河流水质，迫切需要建立合理的水质评价模型对水质进行综合评价，并以此为据开展有针对性的次级河流综合整治行动。为此，笔者运用模糊数学方法对花溪河水质进行综合评价［1］，以期为治理花溪河流域水污染现状提供理论依据。

2 模糊综合评价数学模型的建立

2.1 建立评价对象因子集及评价集

定义监测断面的水质监测指标为评价因子，建立评价对象因素集合U＝｛u1，u2，…，un｝，其中u1，u2，…，un为参与评价的n个评价因子。

V＝｛V1，V2，…，Vm｝为U中评价因子相应的评价标准集合。根据《地表水环境质量标准》（GB 3838－2002）将地表水水质分成了5类，则确定评价集为V＝｛Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ｝。

2.2 建立权重集A

对每个评价因子ui赋予1个相应的权重ai（i＝1，2，…，n）构成权重向量A。

ci——评价因子ui的监测值；si——评价因子ui各类水质标准限值的均值。

对于监测值越大，表明水质越好的评价因子如DO，其权重值取倒数。

对评价因子权重集进行归一化处理，则得到权重系数矩阵A＝（A1，A2，…，Ai，…，An）

2.3 计算评价因子隶属度，建立模糊关系矩阵R

根据地表水标准分类，建立隶属函数通式：

由因素集合U的各项因子对评价集合V的各级水质标准的隶属度，可得模糊关系矩阵R：

式中：m代表评价因子；n代表水域类别。

2.4 模糊综合评价

模糊综合评价是将权重集A和模糊评价矩阵R两者复合而得到的综合评价矩阵B，最后对模糊综合评价结果矩阵B进行分析［2～5］。

3 应用实例

根据《地表水环境质量标准》（GB3838－2002），构建水环境质量评价集V＝｛Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ｝。由2011年2月、5月、8月巴南区花溪河石龙桥断面、南湖出口断面水质监测结果，结合主要污染指标、水体富营养化评价指标，筛选出6个参数作为评价因子，即评价对象的因素集为U＝｛DO，CODmn，CODcr，BOD5，NH3－N，TP｝，水质监测结果见表1。由权重公式，计算出各污染因子归一化权重值见表2，应用模糊综合评价模型对花溪河水质进行模糊综合评价，综合评价结果见表3。

表1 2011年花溪河石龙桥断面、南湖出口断面水质监测结果 mg／L

表2 2011年各污染因子权重系数

表3 2011年花溪河水质综合评价结果

4 结语

模糊数学法综合评价水质结果表明，2011年花溪河上游监测断面南湖出口水质较好，总体水质达Ⅱ类，2月份水质最好，为Ⅰ类，影响水质的主要因子为高锰酸盐指数与溶解氧。中下游监测断面石龙桥评价结果均为Ⅴ类，水质较差，主要污染因子为氨氮和总磷。引起河段水质变化的主要因素包括沿岸工业废水输入、城镇生活污水散排、农业面源污染。花溪河水质污染严重，评价结果与实际情况相符，说明模糊综合评价方法具有对污染物超标反应灵敏的特点，能全面、客观地反映出水体的整体水质现状，可用于地表水水质的综合评价。

［1］李奇珍，何俊仕.水质综合评价方法探讨［J］.人民黄河，2007，29（1）：50～52.

［2］何锦峰，刘艳艳，舒 兰，等.模糊综合评价模型在水质整体质量评价中的应用［J］.重庆工商大学学报：自然科学版，2009，26（2）：190～193.

［3］宋丽艳，张志旭.松花江水质评价数学模型［J］.佳木斯大学学报：自然科学版，2007，25（1）：122～123.

［4］庄志伟，万荣荣，董雅文.对近年太湖出湖河道断面的水质评价［J］.污染防治技术，2008，21（3）：34～36.

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