內(nèi)梅羅指數(shù)法與模糊數(shù)學(xué)法在水質(zhì)污染分級中的應(yīng)用比較

邊曉庚

(江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，江西 南昌　330012)

內(nèi)梅羅指數(shù)法與模糊數(shù)學(xué)法在水質(zhì)污染分級中的應(yīng)用比較

邊曉庚

(江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，江西 南昌330012)

【摘要】本文用內(nèi)梅羅指數(shù)法及模糊數(shù)學(xué)法分別對樂平市地下(地表)水水質(zhì)進行評價及比較，結(jié)果認為：當參與評價的項目較多時，模糊數(shù)學(xué)法比內(nèi)梅羅指數(shù)法更為優(yōu)越。

【關(guān)鍵詞】模糊數(shù)學(xué)法；內(nèi)梅羅指數(shù)法；水質(zhì)評價

目前水質(zhì)評價方法通常有：內(nèi)梅羅指數(shù)法[1]及模糊數(shù)學(xué)法[1]。內(nèi)梅羅指數(shù)法反映了多項污染的污染規(guī)律。兼顧了污染影響最大值因素，其水質(zhì)參數(shù)對地下水水質(zhì)評價具有一定的適用價值，但由于突出最大值不考慮次大值，故指數(shù)偏高；此外，其計算方法與水質(zhì)項目數(shù)有密切關(guān)系，如計算水質(zhì)項目多，則指數(shù)一般較低，故該指數(shù)具有較大的相對性。而模糊數(shù)學(xué)法則無此弊端，能較客觀的評價水質(zhì)污染狀況。樂平市地下(地表)水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表1，用內(nèi)梅羅指數(shù)法評價結(jié)果見表2。

表1　樂平市地下(地表)水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)(2014年11月取樣分析數(shù)據(jù)，單位：mg/L)

表2　樂平市地下(地表)水污染內(nèi)梅羅指數(shù)法計算結(jié)果

現(xiàn)在著重介紹用模糊數(shù)學(xué)法的評價結(jié)果。

1評價因子的選擇

2水質(zhì)分級標準

參照《地下水質(zhì)量標準(GB/T14848-93)》，將水污染程度分為五級：Ⅰ、未污染；Ⅱ、微污染；Ⅲ、輕度污染；Ⅳ、重污染；Ⅴ、嚴重污染。其分級標準見表3。

3隸屬函數(shù)及單項指標的評價

采用模糊概念，用隸屬度來刻劃該界線，而隸屬度又可用隸屬函數(shù)來表達。為計算方便，隸屬函數(shù)為線性的。由評價參數(shù)可進行單項指標的評價，據(jù)模糊數(shù)學(xué)，取α為評價參數(shù)的集合，去β為水質(zhì)分級的集合，則有：

β=(Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級、Ⅴ級)

根據(jù)隸屬函數(shù)求出α的各個指標對于5個級別水的隸屬度。例如Cu，由1號點分析所得的實測值α，可得出5個級別的隸屬度y，一組有5個數(shù)。將各項的5個數(shù)依次排列組成一個模糊矩陣R。

表3　水質(zhì)分級標準表(單位：mg/L)

4計算權(quán)數(shù)

按下式，計算評價參數(shù)在綜合評價中的權(quán)數(shù)：

式中，Ci—為i種污染物在水中的濃度；Si—為i種污染物對于Ⅲ級水的濃度標準值。

這樣，水質(zhì)評價參數(shù)又組成一個模糊矩陣U，仍以1號點為例；

U=(0.00，0.01，0，0.10，0.05，0.02，0，0.12，0.20，0.08，0.42)

U的5個分量及5個評價參數(shù)在綜合評價中的權(quán)數(shù)，它說明在綜合評價中對Cu比重占0%、Pb占1%，其余類推。

5模糊矩陣的復(fù)合運算

在進行單項評價的配以權(quán)重后，得到兩個模糊矩陣R和μ。R和μ復(fù)合運算后，得出評價結(jié)果見表4。

表4　模糊數(shù)學(xué)法污染評價結(jié)果

內(nèi)梅羅指數(shù)法計算結(jié)果：除樂安河下游河水為重污染外，其余均為未污染。用模糊數(shù)學(xué)法的計算結(jié)果是：巖溶水為未污染；孔隙水表現(xiàn)出不同程度的污染，并呈現(xiàn)出離城區(qū)越遠污染程度減弱的趨勢；樂安河水江維一帶為嚴重污染，接度一帶為未污染。而樂平地下(地表)水實際情況是：城區(qū)下游樂安河水由于城區(qū)廠礦的大量排污，已受到污染；孔隙水和地表水水力聯(lián)系較為密切，城區(qū)附近的孔隙水比較容易受到污染；城區(qū)的巖溶水為埋藏型，和地表水水力聯(lián)系較差，不易受到污染[2]。因此，模糊數(shù)學(xué)法計算結(jié)果與實際情況比較切合；而用內(nèi)梅羅指數(shù)法計算的污染指數(shù)偏低，反映實際情況失真。故認為模糊數(shù)學(xué)法比內(nèi)梅羅指數(shù)法更為優(yōu)越。

參考文獻：

[1]石振華，李傳堯.城市地下水工程與管理手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1993.

[2]楊成田.專門水文地質(zhì)學(xué)學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1981.

Comparison of N.L Nemerou Index Method and Fuzzy Mathematics Method in Evaluation of Water Quality

BIAN Xiaogeng

(Jiangxi Station of Geo-environment Monitoring，Nanchang 330012)

Abstract：This paper evaluates Leping underground (surface) water quality by the Mei Luo index method and fuzzy mathematics method respectively，and compares the calculation，and gets the result：the fuzzy mathematics method is superior than the index method when participate in evaluation of the project is large.

Keywords：fuzzy math method；N.L Nemerou index method；water quality evaluation

作者簡介：邊曉庚，碩士，高級工程師，研究領(lǐng)域為水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)

中圖分類號：X21

文獻標識碼：A

文章編號：1673-288X(2016)03-0129-02

引用文獻格式：邊曉庚.內(nèi)梅羅指數(shù)法與模糊數(shù)學(xué)法在水質(zhì)污染分級中的應(yīng)用比較[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(3)：129-130.