改進尼梅羅算法研究評價陜北某石油工程項目對地下水環(huán)境的影響

許 豪，司訓練

（西安石油大學經(jīng)濟管理學院，陜西 西安 710065）

本文結合傳統(tǒng)尼梅羅指數(shù)法和模糊綜合指數(shù)法，得到更加全面系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，為陜北地區(qū)地下水資源環(huán)境保護和污染治理提供合理化數(shù)據(jù)建議。

1 傳統(tǒng)尼梅羅污染綜合指數(shù)法工作原理

1.1 傳統(tǒng)的尼梅羅綜合污染指數(shù)計算公式

國標地下水質(zhì)量評價標準GB/T14848-93 是整個評價標準的評價依據(jù)，對水質(zhì)指標劃分為五個等級，并逐項進行分組評價，如表1（地下水質(zhì)量評分表）。

表1 地下水質(zhì)量評分表

然后，確定尼梅羅指數(shù)計算綜合評價值Fi：

式中，F(xiàn)i是尼梅羅污染指數(shù)；Fmax為權重值wi最大的評價因子Ci和Sij的比值；Ci為第i 種評價因子的實測濃度；Sij為第j 種評價因子在 種標準下的標準值。

最后，在傳統(tǒng)尼梅羅綜合污染指數(shù)公式中規(guī)定j=3，規(guī)定Ⅰ類用途權重為0.4,Ⅱ類用途權重為0.4，Ⅲ類用途權重為0.2，所以F總=0.4F1+0.4F2+0.2F3[1]。并且指定了污染等級的劃分：F總＜0.80 為優(yōu)良，08.＜F總＜2.50 為良好，2.50＜F總＜4.25 為較好，4.25＜F總＜7.20 為較差，F(xiàn)總＞7.20 為極差。如表2（地下水質(zhì)量分級表）。

表2 地下水質(zhì)量分級表

1.2 傳統(tǒng)尼梅羅指數(shù)綜合評價法特點

作為地下水水質(zhì)評價中使用簡便、運算方便、數(shù)學過程簡單的綜合評價方法，其物理概念清晰，對于待評價對象，對應其分級標準計算出其綜合指數(shù)便可得知該待評價對象的綜合質(zhì)量，傳統(tǒng)尼梅羅污染指數(shù)的使用是廣泛且非常常用的方法。

但其缺點也較為明顯，即就是Fmax被過分突出，由于公式中突出了最大污染因子，使得整個參評體系中只要有一項指標Fmax偏高，將會影響整個綜合指數(shù)，使其也偏高而干擾到最終的評價結果。也即就是待評價水體的水質(zhì)等級由最大污染因子來決定；其二就是沒有考慮到各污染因子的權重比，而是將各因子同等對待。事實上不同的污染因子對環(huán)境及人體造成的傷害是不同的。研究表明，一般情況下某種污染因子的危害性和該污染因子的排放標準基本上存在反比關系。是故應該引入權重占比，對同一個質(zhì)量登記的各種污染因子區(qū)別看待，其F 值根據(jù)權重比來運用到模型運算中去。

2 基于模糊綜合評價法的尼梅羅指數(shù)法改進

在傳統(tǒng)的尼梅羅污染綜合指數(shù)法對研究區(qū)域地下水環(huán)境進行評價時考慮了極大值最地下水環(huán)境評價的影響但是沒有考慮危害最大因子對水環(huán)境評價的影響。模糊綜合指數(shù)法采用濃度超標進行權重計算，權重系數(shù)依據(jù)各污染因子實測濃度對各地下水等級標準影響進行判定，并考慮了各種污染物對評價等級的貢獻程度（隸屬度）。但是沒有考慮到極大值對地下水環(huán)境質(zhì)量評價的影響[3]。綜合兩種方法優(yōu)缺點見表3。

表3 傳統(tǒng)方法評價機理分析

通過分析，傳統(tǒng)尼梅羅污染綜合指數(shù)法和傳統(tǒng)模糊綜合指數(shù)法在進行地下水環(huán)境評價時可以互補優(yōu)缺點。所以我們利用均方根法構建新的污染綜合指數(shù)模型，在新構建的綜合指數(shù)模型前提下，引入評價分級標準，如表4 所示。

表4 綜合指數(shù)評價水質(zhì)類別

在新構建的綜合指數(shù)模型中，對研究區(qū)域地下水環(huán)境質(zhì)量評價結果見表5 所示。

2.1 改進結果分析

綜合傳統(tǒng)尼梅羅污染綜合指數(shù)法、模糊綜合指數(shù)法和新建綜合指數(shù)模型對研究區(qū)域的地下水環(huán)境質(zhì)量評價結果可知，新構建模型評價研究區(qū)地下水環(huán)境質(zhì)量一區(qū)深層、二區(qū)深層、二區(qū)淺層為國家水質(zhì)標準四類水，一區(qū)淺層為三類水。并解釋了一區(qū)深層地下水住要污染因子為錳離子，主要危害因子為pH 值；一區(qū)淺層地下水主要污染因子為鐵離子，主要危害因子為pH 值；二區(qū)深層地下水主要污染因子是硝酸鹽，主要危害因子是pH 值；二區(qū)淺層地下水主要污染因子和主要危害因子都是硝酸鹽[2]。

表5 綜合指數(shù)評價結果

3 結語

傳統(tǒng)的尼梅羅污染綜合指數(shù)法很好的反應了地下水環(huán)境的污染程度，但是沒有考慮到危害因子的影響，也沒有考慮到權重值的影響，夸大了極大值影響。而模糊綜合指數(shù)法避免了主觀性判斷的弊端，解決了其他非“最大污染、最大危害”因子的模糊影響，它考慮了危害因子影響和其他因子對各級標準評價的影響，但是沒有考慮極大值對地下水環(huán)境質(zhì)量評價的影響。

通過均方根法將模糊綜合指數(shù)模型評價結果和尼梅羅污染綜合指數(shù)評價結果聯(lián)系起來，使得評價結果更加全面客觀，它充分考慮到了各方面因素。并且能夠分析地下水環(huán)境的主要污染因子和主要危害因子以及其他因子對地下水環(huán)境質(zhì)量評價的影響。更好的為地下水環(huán)境保護和污染治理提供科學數(shù)據(jù)。