改进尼梅罗算法研究评价陕北某石油工程项目对地下水环境的影响

许 豪，司训练

（西安石油大学经济管理学院，陕西 西安 710065）

本文结合传统尼梅罗指数法和模糊综合指数法，得到更加全面系统的数据，为陕北地区地下水资源环境保护和污染治理提供合理化数据建议。

1 传统尼梅罗污染综合指数法工作原理

1.1 传统的尼梅罗综合污染指数计算公式

国标地下水质量评价标准GB/T14848-93 是整个评价标准的评价依据，对水质指标划分为五个等级，并逐项进行分组评价，如表1（地下水质量评分表）。

表1 地下水质量评分表

然后，确定尼梅罗指数计算综合评价值Fi：

式中，Fi是尼梅罗污染指数；Fmax为权重值wi最大的评价因子Ci和Sij的比值；Ci为第i 种评价因子的实测浓度；Sij为第j 种评价因子在 种标准下的标准值。

最后，在传统尼梅罗综合污染指数公式中规定j=3，规定Ⅰ类用途权重为0.4,Ⅱ类用途权重为0.4，Ⅲ类用途权重为0.2，所以F总=0.4F1+0.4F2+0.2F3[1]。并且指定了污染等级的划分：F总＜0.80 为优良，08.＜F总＜2.50 为良好，2.50＜F总＜4.25 为较好，4.25＜F总＜7.20 为较差，F总＞7.20 为极差。如表2（地下水质量分级表）。

表2 地下水质量分级表

1.2 传统尼梅罗指数综合评价法特点

作为地下水水质评价中使用简便、运算方便、数学过程简单的综合评价方法，其物理概念清晰，对于待评价对象，对应其分级标准计算出其综合指数便可得知该待评价对象的综合质量，传统尼梅罗污染指数的使用是广泛且非常常用的方法。

但其缺点也较为明显，即就是Fmax被过分突出，由于公式中突出了最大污染因子，使得整个参评体系中只要有一项指标Fmax偏高，将会影响整个综合指数，使其也偏高而干扰到最终的评价结果。也即就是待评价水体的水质等级由最大污染因子来决定；其二就是没有考虑到各污染因子的权重比，而是将各因子同等对待。事实上不同的污染因子对环境及人体造成的伤害是不同的。研究表明，一般情况下某种污染因子的危害性和该污染因子的排放标准基本上存在反比关系。是故应该引入权重占比，对同一个质量登记的各种污染因子区别看待，其F 值根据权重比来运用到模型运算中去。

2 基于模糊综合评价法的尼梅罗指数法改进

在传统的尼梅罗污染综合指数法对研究区域地下水环境进行评价时考虑了极大值最地下水环境评价的影响但是没有考虑危害最大因子对水环境评价的影响。模糊综合指数法采用浓度超标进行权重计算，权重系数依据各污染因子实测浓度对各地下水等级标准影响进行判定，并考虑了各种污染物对评价等级的贡献程度（隶属度）。但是没有考虑到极大值对地下水环境质量评价的影响[3]。综合两种方法优缺点见表3。

表3 传统方法评价机理分析

通过分析，传统尼梅罗污染综合指数法和传统模糊综合指数法在进行地下水环境评价时可以互补优缺点。所以我们利用均方根法构建新的污染综合指数模型，在新构建的综合指数模型前提下，引入评价分级标准，如表4 所示。

表4 综合指数评价水质类别

在新构建的综合指数模型中，对研究区域地下水环境质量评价结果见表5 所示。

2.1 改进结果分析

综合传统尼梅罗污染综合指数法、模糊综合指数法和新建综合指数模型对研究区域的地下水环境质量评价结果可知，新构建模型评价研究区地下水环境质量一区深层、二区深层、二区浅层为国家水质标准四类水，一区浅层为三类水。并解释了一区深层地下水住要污染因子为锰离子，主要危害因子为pH 值；一区浅层地下水主要污染因子为铁离子，主要危害因子为pH 值；二区深层地下水主要污染因子是硝酸盐，主要危害因子是pH 值；二区浅层地下水主要污染因子和主要危害因子都是硝酸盐[2]。

表5 综合指数评价结果

3 结语

传统的尼梅罗污染综合指数法很好的反应了地下水环境的污染程度，但是没有考虑到危害因子的影响，也没有考虑到权重值的影响，夸大了极大值影响。而模糊综合指数法避免了主观性判断的弊端，解决了其他非“最大污染、最大危害”因子的模糊影响，它考虑了危害因子影响和其他因子对各级标准评价的影响，但是没有考虑极大值对地下水环境质量评价的影响。

通过均方根法将模糊综合指数模型评价结果和尼梅罗污染综合指数评价结果联系起来，使得评价结果更加全面客观，它充分考虑到了各方面因素。并且能够分析地下水环境的主要污染因子和主要危害因子以及其他因子对地下水环境质量评价的影响。更好的为地下水环境保护和污染治理提供科学数据。