地下水质量综合评价方法优选分析

中图分类号：Ｘ８２４
文献标识码：Ａ
１ 概述
地下水水质评价 主 要 是 根 据 地 下 水 的 化 学 成 分、物 理 性 质、 生物学特性及其 用 途，通 过 采 用 合 理 的 评 价 方 法，对 照 相 应 的 地 下水质量标准，将真实的地下水水质监测数据转化为水质状况信 息或水质等级。在监测数据真实可靠的前提下，地下水水质评价 结果客观与否的关键是评价方法的选取。常用的评价方法有：单 因子评价法［１］、综合指数评价法［２，３］、模 糊 综 合 评 价 法［４，５］、灰 色 综合评价法［６］及人工神经网络评价法［７，８］等。由于地下水水质受 到区域水文地质条件、气候条件及人类活动等诸多复杂因素的综 合影响，在不同时段具有“空间差异性”“随机不确定性”“模糊不 确定性”等特性。因此，基于地下水的复杂性，国内外学者采用综 合指数评价法和模糊综合评价法对地下水质量的评价应用较多。 本文以临沂经济技术开发区的地下水水质状况为研究对象，对综 合指数评价法中应用较为广泛的加附注评分法和模糊综合评价 法进行比较分析，优选出适用性更强、结果更为客观的评价方法。
２）确定参评指标评价分值 Ｆｉ。参评指标质量类别按照表 １ 的规定确定值 Ｆｉ。
表 １ 单项组分评价分值表
类别
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ｆｉ
０
１
３
６
１０
３）计算综合评价分值 Ｆｉ。计算公式如下：
槡 Ｆ＝ Ｆ２＋Ｆ２ｍａｘ ２
∑ Ｆ＝１ｎ
ｎ ｉ＝１
Ｆｉ
（１） （２）
其中，Ｆ为综合评价分值；Ｆ为参评指标 Ｆｉ的平均值；Ｆｍａｘ为 参评指标 Ｆｉ中的最大值；ｎ为参评指标项数。
４）确定地下水质量级别。将 Ｆ值按表 ２的规定确定地下水
质量级别。
表 ２ 地下水质量综合评价分级表
级别 Ｆ
优良
良好
较好
较差
＜０．８０ ０．８０～＜２．５０ ２．５０～＜４．２５ ４．２５～＜７．２０
极差 ＞７．２０
２．１．２ 模糊综合评价法
模糊综合评价法是在模糊理论的基础上将边界模糊不清、不
易定量化的因素定量化后进行综合评价。具体评价步骤如下：
（１．青岛理工大学环境与市政工程学院，山东 青岛 ２６６０３３； ２．四川国环环境工程咨询有限公司青岛分公司，山东 青岛 ２６６０６１； ３．青岛华益环保科技有限公司，山东 青岛 ２６６０００）
摘 要：地下水质量评价结果客观与否的关键是评价方法的选取。以临沂经济开发区为研究区，比较分析了附注评分法和模糊综
合评价法的评价结果。结果表明，采用模糊综合评价法得到的水质评价结果总体上比加附注评分法得到的评价结果偏优。究其
原因发现，在水样分值包含了相似的水质信息并且在分值相差极小的情况下，加附注评分法易出现“一刀切”现象，造成不合理的
评价结果。而模糊综合评价法以隶属关系判定评价等级，评价结果更为合理、客观。
关键词：地下水水质，加附注评分法，模糊综合评价法
看，研究区地下水水质除部分区域较差之外，其他水质较好，属于
可接受水平。
表 ３ 研究区加附注评分法评价结果
编号 综合评分值 １号 ２．２２ ２号 ７．５２ ３号 ２．２２ ４号 ４．４９ ５号 ７．１９ ６号 ７．２４ ７号 ２．２８ ８号 ４．４９ ９号 ７．２１
水质分类 良好 极差 良好 较差 较差 极差 良好 较差 极差
通过上式计算求得各指标的权重值，由其构成权重矩阵 Ａ： Ａ＝（ａｋ１，ａｋ２，…，ａｋｎ）。
３）模糊矩阵的复合运算。 确定了隶属度矩阵 Ｒ和权重矩阵 Ａ后，通过进行复合运算来 确定水体的综合隶属度。研究采用“加权平均型”得到模糊子集 Ｂ（Ｂ＝ＡＲ）。 ４）确定水质级别。 水质级别的确定依据是最大隶属度原则，即隶属度最大值所
水质状况 Ⅱ Ⅴ Ⅱ Ⅳ Ⅳ Ⅴ Ⅱ Ⅳ Ⅴ
编号 综合评分值 水质分类 水质状况
·１８２·
第 ４５卷 第 ２０１９年
１２期月 山
西
建
筑
其中，Ｗｋｉ为权重因子；Ｘｋｉ为 ｋ水样污染指标 ｉ的实测值；Ｓｉ为 污染指标 ｉ的各级水质标准值的平均值；Ｃｉｊ为污染指标 ｉ的各级 水质标准值；ａｋｉ为 ｋ水样污染指标的权重值。
Ｙ１１
Ｒ＝

Ｙ２１
Ｙｉ１
Ｙ１２ … Ｙ２２ … … Ｙｉ２ …
Ｙ１ｊ Ｙ２ｊ，０≤Ｙｉｊ≤１。 Ｙｉｊ
２）确定权重矩阵 Ａ。
Ｗｋｉ＝ＸＳｋｉｉ 其中，Ｓｉ＝１ｊ（Ｃｉ１ ＋Ｃｉ２ ＋… ＋Ｃｉｊ）。
（６）
对 Ｗｋｉ作归一化处理：
ａｋｉ ＝
Ｗｋｉ
ｎ
∑Ｗｋｉ
ｉ＝１
（７）
收稿日期：２０１８１１０５ 作者简介：王莉元（１９９３），女，在读硕士
２ 材料与方法
２．１ 评价方法
２．１．１ 加附注评分法
加附注评分法是我国《地下水质量标准》中优先推荐使用的 地下水水质综合评价方法。该方法评价的具体步骤如下：
１）做参评指标的单项 组 分 评 价。 对 比 参 评 指 标 实 测 值 和 标 准限值，依据《地下水质量标准》划分的 ５类指标，确定参评指标 所属质量类别。
１）计算隶属度矩阵 Ｒ。
对Ⅰ级水的隶属函数：即 ｊ＝１时：
{１
Ｘｋｉ≤Ｃｉ１
Ｙｉ１ ＝
Ｃｉ２ －Ｘｋｉ Ｃｉ２ －Ｃｉ１
Ｃｉ１ ＜Ｘｋｉ≤Ｃｉ２
０
Ｘｋｉ＞Ｃｉ２
（３）
对 ｊ级至 ｍ－１级水的隶属函数：即 ｊ＝２，３，…，ｍ－１时：
１－ Ｃｉｊ－Ｘｋｉ

Ｃｉｊ－Ｃｉｊ－１
百度文库
Ｙｉｊ＝ Ｃｉｊ＋１ －Ｘｋｉ
第２０４５１卷９年第 １２期月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ
ＪＶａｏｎｌ．． ４５２Ｎ０１ｏ９．２
·１８１·
文章编号：１００９６８２５（２０１９）０２０１８１０３
地下水质量综合评价方法优选分析
王莉元１ 谭晓慧２ 高爱丽３ 刘志强１
Ｃｉｊ＋１ －Ｃｉｊ ０
Ｃｉｊ－１≤Ｘｋｉ≤Ｃｉｊ Ｃｉｊ＜Ｘｋｉ≤Ｃｉｊ＋１ Ｘｋｉ＜Ｃｉｊ－１ Ｘｋｉ＞Ｃｉｊ＋１
（４）
对 ｍ级水的隶属函数：即 ｊ＝ｍ时：
{０
Ｙｉｍ ＝
１－ Ｃｉｍ －Ｘｋｉ Ｃｉｍ －Ｃｉｍ－１
１
Ｘｋｉ＜Ｃｉｍ－１ Ｃｉｍ－１≤Ｘｋｉ≤Ｃｉｍ
Ｘｋｉ＞Ｃｉｍ
（５）
通过利用以上隶属函数确定一个 ｉ×ｊ阶的隶属度矩阵 Ｒ：