水环境质量评价方法PPT(共41页)
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❖各评价参数之间互不 联系，不能全面反映水 体污染的综合情况
Hale Waihona Puke Baidu 污染指数评价法
❖ 污染指数评价法是用水体各监测项目的监测结果 与其评价标准之比作为该项目的污染分指数,然后 通过各种数学手段将各项目的分指数综合而得到 该水体的污染指数，以此代表水体的污染程度。
❖ 对分指数的处理不同，使水质评价污染指数存在 着不同的形式，包括简单叠加指数、算术平均值 指数、均方根指数、最大值指数、内梅罗指数等。
优点：考虑了不同污染物对水质 影响的不同，构思合理。
缺点：结果低于最大分指数，当超 标严重时，会掩盖污染问题；准确 而客观的权重值难以获取。
污染指数评价法
❖混合加权模式
P I 1 W i1 Ii 2 W i2 Ii
▪ Ii为分指数,Σ1为诸Ii>1求和, Σ2为所有Ii求和;
▪ ， Σ W =1, Σ W =1 Wi1
PI
C Cio2i
最大C Cio2i
平均
优点：充分重视某污染物出现的 最大浓度值的影响
缺点：在污染物波动大时，可能出 现一个由最大值决定的高峰，反映 不出其他污染指数的贡献。
污染指数评价法
❖加权平均指数
▪ 根据污染物对环境影响作用的不同, 人为地引入 加权值Wi
PI in1Wi C Coii in1Wi C Co'ii
Ii 1 Ii
, Ii
1
Wi1
Ii
2
I1i ,所有i1Ii
2 i2
优点：运用客观赋权法，具有一定的 合理性；强调了超标指数的影响。
缺点：当超标指数过大或超标项多 时，评价结果会明显增大。
污染指数评价法
优点
对整体水质作出定量描述，按 照一定的分级标准对水质作出 定性评价。 计算简便，便于进行水体之间 或同一水体时间序列上的基本 污染状况和变化的比较
水质评价按评 价的时间划分， 有回顾评价、现 状评价和影响评 价。
水环境质量评价概述
❖ 水质评价结果的合理性取决于监测数据的准确性 和评价方法的科学性。根据评价方法采用的数学 方法不同，主要有以下几种方法
单因子评价法
灰色评价法
污染指数评价法
人工神经网络法
模糊评价法
水质指数法
评价方法分析
单因子评价法
▪ 取隶属程度大的水质类别作为水体的类别，反 映了综合水质级别的模糊性
模糊评价法
❖ 建立单因子评价矩阵：每个评价因子与每级评价标准之间的模糊关系 可用模糊矩阵R表示。监测值为X的污染因子对各个水体级别的隶属度 rij，即可以被评为i类环境质量的可能；n水体质量级别数, i= 1, 2, 3,…, n；m表示水体评价因子数,j= 1,2,3,…,m 。
模糊评价法
❖ 优点：
▪ 能够得出评价因子被评为每一个质量级别的可能，反 映了水体的模糊性
▪ 综合各个评价因子对水质进行评价
❖ 缺点
▪ 大都根据各污染因子的超标程度确定权重，不利于不 同水样之间评价结果的比较
▪ 不能确定主要污染因子 ▪ 经常出现评价结果分类不明显、分辨性差的缺点 ▪ 评价过程较为复杂,可操作性差
❖ 随着模糊评价法的应用和改进，模糊评价法中主 要有模糊综合评价法、模糊模式识别法、模糊聚 类法等。
模糊评价法
❖模糊综合评价法的基本思路是
▪ 由监测数据建立各评价因子对各级标准的隶属 度集,形成隶属度矩阵
▪ 把因子的权重集与隶属度矩阵相乘,获得一个综 合评判集,表明评价水体水质对各级标准水质的 隶属程度
1 xs(i) rij s(si(i1)1)s(xi) s(i)xs(i1) (i1,2,3, n)
0 xs(i1)
模糊评价法
❖确定各评价因子的权重矩阵A={a1,a2,…am}
❖建立水质评价模型
▪ 水环境质量模糊综合评价模型为:
B = A*R
模糊综合指数B0=max{bi};i= 1,2,3,…,n。
❖ 现行的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002） 中明确规定：“地表水环境质量评价应根据应实 现的水域功能类别，选取相应类别标准，进行单 因子评价” 。
优点
操作最为简单 可直接了解水质状况 与评价标准之间的关系 对水体水质从严要求， 能够确保水体安全
缺点
❖有时会由于过于严格 的要求把水域使用功能 评价得偏低
污染指数评价法
❖算术平均值指数
▪ 计算原理与比值法相同, 将分指数和除以参加评 价的项数(n)
PI 1 n Ci
n i1 Coi
优点：结果不受评价参数项数的 影响
缺点：可能掩盖高浓度参数或污染 参数的影响
污染指数评价法
❖最大值指数
▪ 亦称内梅罗指数，该方法特点是在计算式中含 有评价参数中最大的分指数项
缺点
不能很好地与国家统一的水质 功能类别相一致，没有完善统一 的环境质量分级系统。 不同的指数之间、指数分级与 环境质量标准之间都缺乏可比性 权重取值不同会对评判结果带 来影响。
模糊评价法
❖ 水环境污染程度与水质分级相互联系并存在模糊 性，而水质变化是连续的，模糊评价法较好体现 了水环境中客观存在的模糊性和不确定性，符合 客观规律，具有较强的合理性。
污染指数评价法
❖简单叠加指数
▪ 选定若干评价参数, 将各参数的实际浓度Ci和其 相应地评价标准浓度( Coi) 相比,求出各参数的 分指数, 然后将各分指数加和
P I n C i
C i 1 oi
优点：综合反映出各种污染物对 水质的影响
缺点：结果受评价参数多少的影响； 无法区别不同污染物的影响；可比 性不高。
模糊评价法
❖适用范围
▪ 水质模糊评价的出发点是体现不同评价因子对 水质的综合影响
▪ 模糊评价法主要适用于各个评价因子超标情况 接近的情况
❖发展方向
▪ 解决权重的合理分配 ▪ 提高评价结果的可比性
灰色评价法
❖水环境系统是一个多因素、多层次的复杂 系统。
水环境质量评价方法
中国环境监测总站 2010年10月
主要内容
水环境质量评价概述 评价方法分析 评价方法应具备的特点 评价方法的发展趋势
水环境质量评价概述
水环境质量 评价概述
水环境质量评价 是按照评价目标选 择相应的水质参数、 水质标准和计算方 法，对水的利用价 值及水的处理要求 做出评定。
评价的目的主要是准 确地反映目前的水体质 量和污染状况，弄清水 体质量变化发展的规律， 找出流域的主要污染问 题，为水污染治理、水 功能区划以及水环境管 理提供依据。
Hale Waihona Puke Baidu 污染指数评价法
❖ 污染指数评价法是用水体各监测项目的监测结果 与其评价标准之比作为该项目的污染分指数,然后 通过各种数学手段将各项目的分指数综合而得到 该水体的污染指数，以此代表水体的污染程度。
❖ 对分指数的处理不同，使水质评价污染指数存在 着不同的形式，包括简单叠加指数、算术平均值 指数、均方根指数、最大值指数、内梅罗指数等。
优点：考虑了不同污染物对水质 影响的不同，构思合理。
缺点：结果低于最大分指数，当超 标严重时，会掩盖污染问题；准确 而客观的权重值难以获取。
污染指数评价法
❖混合加权模式
P I 1 W i1 Ii 2 W i2 Ii
▪ Ii为分指数,Σ1为诸Ii>1求和, Σ2为所有Ii求和;
▪ ， Σ W =1, Σ W =1 Wi1
PI
C Cio2i
最大C Cio2i
平均
优点：充分重视某污染物出现的 最大浓度值的影响
缺点：在污染物波动大时，可能出 现一个由最大值决定的高峰，反映 不出其他污染指数的贡献。
污染指数评价法
❖加权平均指数
▪ 根据污染物对环境影响作用的不同, 人为地引入 加权值Wi
PI in1Wi C Coii in1Wi C Co'ii
Ii 1 Ii
, Ii
1
Wi1
Ii
2
I1i ,所有i1Ii
2 i2
优点：运用客观赋权法，具有一定的 合理性；强调了超标指数的影响。
缺点：当超标指数过大或超标项多 时，评价结果会明显增大。
污染指数评价法
优点
对整体水质作出定量描述，按 照一定的分级标准对水质作出 定性评价。 计算简便，便于进行水体之间 或同一水体时间序列上的基本 污染状况和变化的比较
水质评价按评 价的时间划分， 有回顾评价、现 状评价和影响评 价。
水环境质量评价概述
❖ 水质评价结果的合理性取决于监测数据的准确性 和评价方法的科学性。根据评价方法采用的数学 方法不同，主要有以下几种方法
单因子评价法
灰色评价法
污染指数评价法
人工神经网络法
模糊评价法
水质指数法
评价方法分析
单因子评价法
▪ 取隶属程度大的水质类别作为水体的类别，反 映了综合水质级别的模糊性
模糊评价法
❖ 建立单因子评价矩阵：每个评价因子与每级评价标准之间的模糊关系 可用模糊矩阵R表示。监测值为X的污染因子对各个水体级别的隶属度 rij，即可以被评为i类环境质量的可能；n水体质量级别数, i= 1, 2, 3,…, n；m表示水体评价因子数,j= 1,2,3,…,m 。
模糊评价法
❖ 优点：
▪ 能够得出评价因子被评为每一个质量级别的可能，反 映了水体的模糊性
▪ 综合各个评价因子对水质进行评价
❖ 缺点
▪ 大都根据各污染因子的超标程度确定权重，不利于不 同水样之间评价结果的比较
▪ 不能确定主要污染因子 ▪ 经常出现评价结果分类不明显、分辨性差的缺点 ▪ 评价过程较为复杂,可操作性差
❖ 随着模糊评价法的应用和改进，模糊评价法中主 要有模糊综合评价法、模糊模式识别法、模糊聚 类法等。
模糊评价法
❖模糊综合评价法的基本思路是
▪ 由监测数据建立各评价因子对各级标准的隶属 度集,形成隶属度矩阵
▪ 把因子的权重集与隶属度矩阵相乘,获得一个综 合评判集,表明评价水体水质对各级标准水质的 隶属程度
1 xs(i) rij s(si(i1)1)s(xi) s(i)xs(i1) (i1,2,3, n)
0 xs(i1)
模糊评价法
❖确定各评价因子的权重矩阵A={a1,a2,…am}
❖建立水质评价模型
▪ 水环境质量模糊综合评价模型为:
B = A*R
模糊综合指数B0=max{bi};i= 1,2,3,…,n。
❖ 现行的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002） 中明确规定：“地表水环境质量评价应根据应实 现的水域功能类别，选取相应类别标准，进行单 因子评价” 。
优点
操作最为简单 可直接了解水质状况 与评价标准之间的关系 对水体水质从严要求， 能够确保水体安全
缺点
❖有时会由于过于严格 的要求把水域使用功能 评价得偏低
污染指数评价法
❖算术平均值指数
▪ 计算原理与比值法相同, 将分指数和除以参加评 价的项数(n)
PI 1 n Ci
n i1 Coi
优点：结果不受评价参数项数的 影响
缺点：可能掩盖高浓度参数或污染 参数的影响
污染指数评价法
❖最大值指数
▪ 亦称内梅罗指数，该方法特点是在计算式中含 有评价参数中最大的分指数项
缺点
不能很好地与国家统一的水质 功能类别相一致，没有完善统一 的环境质量分级系统。 不同的指数之间、指数分级与 环境质量标准之间都缺乏可比性 权重取值不同会对评判结果带 来影响。
模糊评价法
❖ 水环境污染程度与水质分级相互联系并存在模糊 性，而水质变化是连续的，模糊评价法较好体现 了水环境中客观存在的模糊性和不确定性，符合 客观规律，具有较强的合理性。
污染指数评价法
❖简单叠加指数
▪ 选定若干评价参数, 将各参数的实际浓度Ci和其 相应地评价标准浓度( Coi) 相比,求出各参数的 分指数, 然后将各分指数加和
P I n C i
C i 1 oi
优点：综合反映出各种污染物对 水质的影响
缺点：结果受评价参数多少的影响； 无法区别不同污染物的影响；可比 性不高。
模糊评价法
❖适用范围
▪ 水质模糊评价的出发点是体现不同评价因子对 水质的综合影响
▪ 模糊评价法主要适用于各个评价因子超标情况 接近的情况
❖发展方向
▪ 解决权重的合理分配 ▪ 提高评价结果的可比性
灰色评价法
❖水环境系统是一个多因素、多层次的复杂 系统。
水环境质量评价方法
中国环境监测总站 2010年10月
主要内容
水环境质量评价概述 评价方法分析 评价方法应具备的特点 评价方法的发展趋势
水环境质量评价概述
水环境质量 评价概述
水环境质量评价 是按照评价目标选 择相应的水质参数、 水质标准和计算方 法，对水的利用价 值及水的处理要求 做出评定。
评价的目的主要是准 确地反映目前的水体质 量和污染状况，弄清水 体质量变化发展的规律， 找出流域的主要污染问 题，为水污染治理、水 功能区划以及水环境管 理提供依据。