基于熵权的TOPSIS模型在水污染风险评价中的应用

李 婷

（黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080）

基于熵权的TOPSIS模型在水污染风险评价中的应用

李 婷

（黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080）

水污染风险评价是实现水资源可持续利用的重要依据，随着人们对水环境危险的认识，水污染问题逐渐引起了专家的重视。文章以大伙房浑河流域抚顺段为研究对象，根据已有文献提供的数据资料，选取6个指标，利用熵权法确定指标的权重，并应用TOPSIS模型对1996—2004年间的水质情况进行评价。结果表明：1997年的水质相对最好，2004年的水质情况相对最不好。

TOPSIS；水污染风险；熵权；浑河流域；评价指标

0 引 言

近年来，随着社会发展水平的不断提高和经济的飞速发展，城市化和工业化产生的污水、固体垃圾的排放以及农业面源污染的不断增加，导致流域水污染日益严重，局部地区水质性缺水问题突出，我国部分江河面临着流域受到污染的严重问题。由于水体的不断恶化引起的不良环境效应已危及到整个环境的生态平衡［1］，并已成为可持续发展的瓶颈。由于水污染问题变得越来越严重，人们对其产生灾害的意识也日益增强，因此，水污染问题逐渐引起了专家的关注。虽然目前对于现阶段的研究已经取得了一定的成果，但是对于宏观水质受污染的风险性研究比较少。在国内，现已开展了一些关于水污染环境问题的研究工作，但因为资料的不足和缺乏水污染具体可操作的定量分析方法，全国各流域的水污染风险评价仍以定性为主。在某些地区，人们已开始尝试使用定量方法，不过仍处于探索阶段。

准确而客观的水风险评价能为流域综合治理提供重要的依据，选用一种合适的方法至关重要，目前应用比较多的水污染分析方法有模糊综合评价法、主成分分析法、人工神经网络法等数学方法，但单独的方法往往存在局限性。文章尝试从科学合理性、实用性出发，利用已有数据资料，应用TOPSIS方法对大伙房浑河流域抚顺段进行研究。

1 评价方法

1.1 指标权重的确定

指标的权重直接影响评价结果，理论上，权重一方面是决策者的主观评价，另一方面也是指标本身的物理属性的客观反映，是对主观度量的评价结论。

1.2 贴近度计算分析

贴近度的计算主要分为两个步骤［4］：

1）对加权决策矩阵求取最有向量z＋和最劣向量z-，即由每个评价指标中真的最大和最小值所组成的向量；

2）利用欧式距离D的计算公式，对各样本的理解D＋和负理想解D-进行计算，计算公式为：

最后，最优解的相对贴近度Ci计算公式为：

2 实例分析

2.1 研究区概况

大伙房水库建在辽宁抚顺浑河上，辽宁省抚顺市境内，距抚顺市18 km，距沈阳市68 km，是一座防洪、供水、灌溉、发电、养鱼等综合利用的大型水库。控制流域面积5 437 km2，多年平均流量52.3 m3／s，设计洪水流量15 600 m3／s，总库容21.81×108m3，设计灌溉面积8.53万hm2，装机容量3.2×104kW。

2.2 评价指标及权重的确定

2.2.1 评价指标的确定

根据数据的可获取性，文章引用文献［8］选取6种典型污染物对其污染现状和污染特征进行分析，如表1所示。

2.2.2 权重的确定

根据前文权重的计算公式，得出DO、高锰酸盐指数、COD、BOD5、NH4＋、油的权重值分别为0.2450、 0.0863、0.1534、0.1196、0.2576、0.1381。

表1 1996—2004年浑河抚顺段监测指标年平均浓度mg／l

2.3 评价结果及分析

结合权重，应用TOPSIS模型对指标进行计算，得出综合结果，如图1所示。

图1 评价排序结果图

图1 可以清晰判别出该评价的排序综合结果：1997＞1998＞2001＞2000＞2003＞1996＞2002＞1999＞2004，由此得出，1997年水污染风险最小，说明年水质相对健康，2004年水污风险最大，说明水质情况相对不健康。

3 结 论

1997＞1998＞2001＞2000＞2003＞1996＞2002＞2004，1997年水污染风险较小，水质相对健康，2004年水污染风险最大，水质相对不健康。从以上结果分析说明该流域随着年份的增加，城市化和工业化产生的污水、固体垃圾的排放以及农业面源的不断增加，导致流域水污染日益严重，水污染风险越大。文章在已有原数据的基础上，尝试应用TOPSIS模型对大伙房水库流域水污染风险进行评价，得出1997—2004年该区域的水质的综合排序，为今后治理流域提供数据基础。

［1］周林飞，邹飞，顾晓琳，等.石佛寺人工湿地水质综合评价与分析［J］.节水灌溉，2015（01）：60-64.

Application of TOPSIS Model based on Entropy in Evaluation of Water Pollution Risk

LI Ting
（Heilongjiang Provincial Water Conservancy＆Hydropower Investigation，Design and Research Institute，Harbin 150080，China）

An evaluation of water pollution risk is the important accordance to use sustainably the water resources.With people＇s understanding of the water environment，water pollution problem has gradually attracted the attention of experts.Taking Fushun section of Dahuofang Hunhe river basin as the research object，according to the data provided by the existing literature to select six indexes，applying entropy method to determine the weight of indexes，and the TOPSIS model was used to evaluate water quality from 1996 to 2004.The results show that water quality in 1997 is relatively best and water quality in 2004 is relatively worst.

TOPSIS；risk of water pollution；entropy；hunhe watershed；evaluation index

X52；X820.4

B

1007-7596（2015）08-0016-02

2015-06-28

李婷（1983-），女，黑龙江哈尔滨人，工程师。