三种水环境质量评价方法比较分析

联分 析法进 行 探 讨 ， 以 沈 阳市 南 运 河 水 环 境 质 毽 评 价 为 并
例 ， 图 找 出 其 在 水 质 综 合 评 价 中 的 适 用 范 围 ， 在 为 水 质 试 旨
评价 方法 的改 进 和应用 研究 积 累资 料 。
１ 三 种 水 环 境 质 量 评 价 方 法 的 特 点
２ ０ ２ ０ —２ ２． ０ ２， ３ ４
［ ５］丁 桑．环 境 评 价 概 论 ［Ｍ ］ ．北 京 ：化 学 工 业 出 版 社．
２ ００１， ０ —４ ４ ８．
［ 潘俊， ６］ 张瑞 棉 ， 张俊娥 等． 基于 标识 指 数 法 的水质 灰 色动 态模 型 群 预 测 分 析 ． 阳 建 筑 大 学 学 报 （自然 科 学 版 ）， ０ ７， ４ 沈 ２ ０ ２
塔桥 、 和 桥 、 泉 桥 、 柳 桥 、 爱 桥 、 年 桥 、 经 桥 、 庆 万 万 血 青 三 鲁
络 ） 实践 已证 明 ， Ｐ网络有 很 强 的 映射 能 力 ， ， Ｂ 在模 式 识 别 领
域 有 着 越 来 越 广 泛 的 应 用 ０ 。
人 ＿ 神 经 网 络 具 有 学 习 、 想 、 错 和 抗 下 扰 功 能 ， 有 ［ 联 容 具
１ １ 人 工 神 经 网 络 法 ．
２ 南 运 河 水 环 境 质 量 评 价
２ １ 监 测 数 据 和 评 价 指 标 ．
人 工 神 经 网 络 是 一 种 模 仿 人 脑 结 构 ， 有 很 强 的 非 线 性 具
映射 能力 和 自适 应 、 自组 织 、 自学 习能 力 的 非 线 性 信息 系统 ，
择合 适 的水质 评价 方法 。
参 考 文 献
［ ］ 李管 ， 明涛 ． 质评 价及 预 测 的 神 经 网 络方 法 ［ ］ 境 工 １王 贾 水 Ｊ环
程 ， ９ ８， ６ ２） ６ Ｉ ９ １ （ ： ２—６ ． ８
［ 苑 希 民． ２］ 神经 网络 和遗传 算 法在 水 科学 领域 的 应用 ［ ． 京 ： Ｍ］ 北
（ ３）： ３ —４ ４８ ８８．
［ 王 治祯 ． 色 系统 及模 糊数 学 在 环境 保 护 中 的应 用 ［ ． ７］ 灰 Ｍ］ 哈尔
滨 ： 尔滨工 业大 学出版 社 ， ０ ７ １ 哈 ２ ０ １ ８～１９ １
１４ ０
１ ０３
第３ ３卷
第 ３期
地 下 水
２ １ 年 ５月 ０１
表２ ２１ ０ ０年 ８月 监 测 数 据
ｍ／ ｇＬ
３ 结 果 比 较 与 分 析
（） １ 针对 Ｂ—Ｐ神经 网络法 对 南 运 河枯 水 期 的 两个 河 段 的评价结 果存 在偏 差 ， 析原 因是 因 为给 定 样本 的个数 有 限 分 导 致评 价结果 偏差 ， 议 利 用 Ｂ—Ｐ神经 网络 法 进 行水 质 综 建 合评 价 时除利 用 现有 的分 级 标 准 外 可 以 多给 出其 他 的 学 习
０１ 第２３卷 ５ 月 ３ １年 第 ３期
地 下 水
Ｇｒ ｒｎ］ｗａ ｅ ｏｄ （ ｔｒ
Ｍ ａ ．， ０１ ｙ ２ １
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Ｖｏ ． ３ Ｎ０．３ １３
三 种 水 环 境 质 量 评 价 方 法 比较 分 析
王丽娟 ， 潘 俊 ， 杨 鑫 ， 春 阳 韩
（ 宁 沈 阳 建 筑 大 学 市 政 与 环 境 工 程 学 院 ， 宁 沈 阳 １０ ６ 辽 辽 １ ８） １ 【 摘 要 ］ 针 对 目前 关 于 水 环 境 质 量 评 价 方 法 研 究 广 泛 ， 一 种 方 法 的 研 究 是 为 了 客 观 和 准 确 地 反 映 水 体 水 每 质 的 实 际情 况 。 选 择 Ｂ—Ｐ人 工 神 经 网络 法 、 糊 综 合 评 价 法 和 灰 色 关联 分 析 法 ， 行 分 析 和 比 较 ， 以 沈 阳 市 南 运 模 进 并
结 果
在 水环 境质 量综 合评 价 中 ， 糊 综合 评 价法 充 分 地 体 现 模
［ 稿 日期 ］ ２ １ ０ 收 ０ １— １—２ ０ ［ 者 简 介 ］ 王 丽 娟 （ ９ ６一 ） 女 ， 南 许 昌 人 ， 读 硕 士 研 究 生 ， 攻 方 向 ： 污 染 控 制 与 防 治 的 研 究 。 作 １８ ， 河 在 主 水
灰 色 关 联 分 析 是 在 灰 色 系 统 理 论 基 础 上 发 展 起 来 的 一
种新 的 分析 方 法 。采 用 灰 色 关 联 分析 进 行 环 境 质量 综 合 评 价， 主要是 用关 联 度 大 小 的次 序 描 述 ， 关 联 度 最 大 将 所 评 按
价 的 样 本 归 在 相 应 的 级 别 之 中 ’ 。 灰 色 关联 分 析 评 价 法 由于体 现 了水 环 境 系 统 的 不 确 定 性 ， 注 重 的 是水 质 样 本 对 于 评 价 级 别 的 整体 关联 性 ， 足 水 环境 质 量 评 满 价 的基 本 要 求 ， 可 行 的 ， 且 具 有 简单 、 比的优 点 。 是 并 可
样本 。
（ ） 用灰 色关 联 分 析 法 评价 南 运 河水 质 ， 结 果 异 于 ２利 其
其 他 两 种 方 法 。 灰 色 关 联 分 析 法 进 行 水 质 综 合 评 价 ， 重 的 注
是 水质 样本 对 于评价级 别 的整 体关 联性 ， 然本 文 对 原始 数 虽 据 已均值 化 处理 ， 是没 有考虑 所 有 污染 物 对南 运 河 环境 污 但 染 的贡 献大 小 ， 灰 色关 联 分 析 法 评 价 的结 果 是 不 准 确 的 。 故
神经 网络 、 糊综 合评 价法两 种方 法 进行 南 运 河水 质 综 合评 模 价 结果基 本 相符 ， 运河 水系枯 、 水 期水 质均属 于 Ｖ类水 。 南 丰
本 文基 于 Ｄ Ｓ平 台 采 用 了 Ｂ—Ｐ神 经 网络 法 、 糊 综 合 Ｐ 模 评 价法 、 灰色关 联分 析法 三种 方 法进 行 水 质综 合 评价 。综 合
业 出 版 社 ，０ ４ ８ ２ ０ ， ７—９ ． ３
监测 丝 鲨 点 塑
鲨 坌 点 经阿络 评 堑鲨 监测 法 价法 分 法 析
分析法 评 价结 果 评 价结果 评价 结果
评 价结果 评价法
［ ］张 从 ． 境 评 价 教 程 ［ ．北 京 ：中 国 环 境 科 学 出 版 社 ， ４ 环 Ｍ］
［ 文章 编号 】 １０ ０ ４一ｌ８ ２ １ ） ３—０ ０ １４（ ０ １ ０ １ ３—０ ２
了水 环 境 中 客 观 存 在 的 模 糊 性 和 不 确 定 性 ， 合 客 观 规 律 ， 符
水 环 境 质 量 评 价 作 为 环 境 质 量 评 价 之 一 ， 环 境 污 染 综 是 合 防 治 的基 础 ， 是 改 善 区 域 水 环 境 质 量 目前 迫 切 需 要 解 决 更
表 ４ 各 种评 价方 法水 质综 合评价 结 果 （ 水期 ） 丰
Ｂ— Ｐ神 模糊综合 灰色关联 Ｂ— Ｐ神 模糊综合 灰色关联
中 国 水 利 水 电 出 版 社 ， ０ ２ ２０．
［ 李祚 泳 ， 晶 等． ３］ 丁 环境 质 量评 价 原 理 与方 法 ［ ． 京 ： 学 工 Ｍ］ 北 化
监 点丝 测 壁 鳖 坌
评 价结 果 评价 法 分析 法
监 点 网 法评 法 析 测经 络 价 分 法
评 价结 果 评 价结果 评 价结果
用 灰色 关联 分析 法时 所有污 染物 对 环境 污 染 的贡 献 大 小 ， 建 议 以后进 行 水环 境 质 量评 价 时 ， 充 分 地 分析 水 质 数 据 ， 应 选
列 间 的 隶 属 度 来 确 定 水 质 级 别 的 方 法 。 该 方 法 考 虑 参 加 评 价的各 项 因子在 总体 中的地 位 ， 用 因子 贡 献率 的方 法 给 出 利
权 重 ， 定 隶 属 函 数 ， 经 过 模 糊 矩 阵 复 合 运 算 ， 得 综 合 隶 确 再 求
属 度 ， 据 隶 属 度 来 划 分 水 质 类 别 ， 而 得 到 综 合 评 价 根 进
本 文 选 用 误 差 反 向 传 播 人 工 神 经 网 络 模 型 （ 称 Ｂ —Ｐ 网 简
本 文根据 ２ １ ０ ０年 实 际数据 ， 选择 ４月 份作 为非 汛期代 表 月份 ， ８月 份 作 为 汛 期 代 表 月 份 。确 定 评 价 因 子 为 Ｄ 以 Ｏ、 Ｃ 、 Ｏ Ｂ Ｄ、 一Ｎ、 Ｐ、 Ｔ 以 《 表 水环 境 质 ＯＤ Ｃ Ｄ、 Ｏ ＮＨ Ｔ 和 Ｎ， 地 量标 准》（ Ｂ ８ ８—２ ０ 为 评 价 标 准 。本 文 评 价 断 面 为 东 Ｇ ３３ ０ ２）
客观性 。用 于水 质 评 价 有 下 述 优 点 ：（ ） 有 全 息 联 想 功 １ 具
能 ， 个 过 程 类 似 人 脑 的 思 维 过 程 ， 而 呵 模 拟 人 脑 解 决 某 整 因
园 、 平桥 、 和 龙王 庙 十个 监测 断 面 、峪测数 据 见表 １ ２ ，。
表 １ ２ １ ０ ０年 ４月 监 测 数 据 １ ／ ３ Ｌ ］ － ｇ
建议 利用 灰 色关 联 分 析 法 进 行 水 质综 合 评 价 时 除 对 原 始 数
据预 处理 外 ， 要 考 虑 到 某 些 污染 物 对 环 境 污 染 的 贡献 大 还
小 ， 数 据进 行加 权处 理 。 对 ２ ２ 评 价 时 间 及 评 价 断 面 选 取 ．
（） ３ 分析 南运 河水质 综合 评 价结 果表 明， 可见 应用 Ｂ—Ｐ
河 水环 境 质 量 评 价 为 例 ， 图 找 出 ３种 评 价 方 法 的 优 缺 点 和 适 用 范 围 。 试
［ 键 词 】 Ｂ—Ｐ人 ． 神 经 网 络 ； 糊 综 合 评 价 ； 色 关 联 分 析 ； 析 关 Ｙ － 模 灰 分
［ 中图分 类号 ］ Ｘ ２ ８４
［ 献标 识 码 ］ Ｂ 文
些 有 模 糊 性 和 不 确 定 性 的 问 题 ； ２） 允 许 有 大 量 供 调 节 参 （ 可 数 ； ３ 运 算 速 度 快 ； ４ 具 有 自组 织 、 （） （） 自学 习 、 自适 应 和 容 错
能力 。
１ ２ 模 糊 综 合 评 价 法 ．
模 糊综 合评 价 法 通 过 确 定 实 测 样 本 序 列 与各 级 标 准 序
评 价 结 果 见 表 ３ 表 ４。 、 表 ３ 各种 评价 方法 水质 综合评 价结 果 （ 水 期 ） 枯
Ｂ—Ｐ神 模糊综合灰色关联 Ｂ—Ｐ神 模糊综合 灰色关联
４ 结 语
综上 所述 ： 方法 中 ， 糊综 合评 价法 的结 果 与实 际 水 ３种 模 体质 量具有 较高 的一 致性 ， 较其 它两 种 方 法更 适合 用 于 评 价 南 运河 的水 环境 质量 。另两 种方 法 出现偏 差 的原 因在 于 ： 采 用 Ｂ—Ｐ神经 网络 法时 需 要更 多 的学 习样 本 以减 小 误差 ； 采
的 问 题 。近 年 来 ， 水 环 境 质 量 评 价 方 法 的 研 究 相 当 广 泛 ， 对
具 有一 定 的合理 性 。
１ ３ 灰 色 关 联 分 析 法 ．
各 种 方 法 的 研 究 都 是 为 了 更 客 观 、 准 确 地 反 映 水 体 水 质 的 更 实 际 情 况 。 因 而 本 文 就 目前 运 用 较 多 、 价 结 果 较 准 确 的 ３ 评 种 方 法 ， Ｂ—Ｐ人 工 神 经 网 络 法 、 糊 综 合 评 价 法 和 灰 色 关 即 模