基于指标规范值的综合水质标识指数法

统 的综合水质标识指数法只是各单 因子水质标识指数 的算术平均值 ， 不能反映各指标对整体水 质的污染贡献的 差异【 １ ０ Ｊ 。针对传统的综合水质标识指数法的不足 ， 提出基于指标规范值的综合水质标识指数法。该方法在设定
指标 参照值 和 指标规 范 变换式 及对 指标 值进 行规 范化 处理 基 础上 ， 采用 超标 法对 各指 标加 权 ， 得到 基 于指标 规 范
文 章 编 号 ：１ ６ ７ １ ． １ ７ ４ ２ ［ ２ ０ １ ３ ｝ ０ １ ０ ０ ８ ５ — ０ ５
基 于指 标 规 范 值 的综 合 水 质 标 识 指 数 法
张宏 富
（ 成都 信 息工程 学院 ， 四川 成都 ６ １ ０ ２ ２ ５ ）
摘要 ： 为了建立简单而又普适 、 通用 的地表水水质评 价模 型 ， 提 出基 于指标规 范值 的综合水 质标 识指数 法 ， 以 便对水质进行合理 的定量评价 。该方法首先设定 指标参照 值和指 标规 范变换式 和对 指标数据 进行规 范化 处理基 础上 ， 改进 了传 统水 质标 识指数评价法 ， 采用超标 法确定各指标权重 ， 最后 用各指标 的单 因子水质 标识指数 的加权
很小 ， 因而同属一类的指标皆可用一个“ 等效” 规范指标替代 ， 并将它们同级标准规范值的平均值作为该类“ 等效， ， 指 标 的分级 标准 值 － ｚ 。
表 ２ 各 类地表 水指标 规范值 的分级标准值 ３ ２
类型 １ Ａ类 ／ ） （ Ａ
Ｂ类 ／ Ｘ Ｂ Ｃ类 ／ ｘ ｃ
第２ ８ 卷第 １ 期 ２ ０ １ ３年 ２月
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Ｖ０ １ ． ２ ８ Ｎｏ． １ Ｆｅ ｂ．２ ０１ ３
Ｊ ＯＵＲＮ ＡＬ ＯＦ Ｃ ＨＥ ＮＧ ＤＵ ＵＮＩ Ｖ Ｅ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ Ｏ Ｆ Ｉ Ｎ Ｆ ＯＲ ＭＡ ＴＩ ＯＮ ＴＥ ＣＨ Ｎ０Ｕｒ ） ＧＹ
和， 求得基 于指标规 范值 的综 合水 质标识指数 ， 以此 作为依 据进 行水质 评价 。将 基于指 标规 范值 的综 合水 质标识
指数评价法应用于浮桥河水库水质评价 ， 结果表 明： 该 方法具有简单和普适 、 通用的特点 。 关 键 词： 环 境科 学 ； 环境信 ． ｇ － 分析 ； 规范 变换式 ； 水质评价 ； 权重； 综合水质标识指数
（ ｃ ｉ ｏ ／ ｃ ｉ ） ， ｃ ￣ ｃ ｉ ｏ 对Ｄ Ｏ
（ ／ ｏ ） 。 。 。 。 ， ≥ ｑ 。 对 Ｚ ｎ ， Ｈｇ ， Ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ， Ｃ Ｎ， 石 油类 ， 大肠 杆 菌
（
０ ） ， ｃ ｊ ￣ｃ ＞ ｊ ｏ
， ｃ ｊ ￣ｃ ｊ ｏ
ｃ ｉ ／ ｃ ￣ ｏ
文 献 标 志码 ： Ａ 中图 分 类 号 ： Ｘ ８ ２ ４
０ 引 言
目 前常用的水质评价方法有多种 ， 这些方法各有其优点 ， 但也存在一些不足。比如 ， 模糊评价法 、 灰色评价
法、 物 元 可拓评 价法 、 集 对分 析评 价法及 未 确知 测度 评价 法 等均 需 要构 造 众 多 的评 价 函数 ， 当指 标 数较 多时 设 计
值的综合水质标识指数 ， 以此作为依据进行水质评价。将基于指标规范值的综合水质标识指数评价法应用于浮 桥 河水 库水 质评 价 ， 并 与 其他评 价 法 的评 价结 果进 行 比较 。
１ 地表水 指标 的选取及指标参照值和指标值 的规 范变换 式
依照国家制定的地表水环境质量标准 （ Ｇ Ｂ ／ ３ ８ ３ ８ — ２ ０ ０ ２ ） ， 选取如表 １ 所示 的 ２ ４ 项地表水指标。通过反复的 调整和试算 ， 适当设定各指标的参照值 ０ ， 并对各指标值设计如式 （ １ ） 和式 （ ２ ） 所示的规范变换式 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２ — ０ ９ — １ ４
基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目（ ５ １ ２ ０ ９ ０ ２ ４ ）
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第２ ８卷
表 １ ２ ４ 项地表水指标 的参 照值 ０ 、 各分级标准值 ％及其规范值ｚ
注： 粪 大肠菌单位为个 ・ ｍ Ｌ Ｉ １ ； 其余指标的单位 均为 ｍ ｇ・ Ｌ 。
和计算工作量皆很大 ， 且评价 函数设计又无规律可循 ， 主观性较大＿ １ － ４ ｊ 。Ｂ Ｐ神经 网络、 径向基神经 网络和投影寻
踪技 术等 水质 评价模 型 中有 大量参 数需 要 优化确 定 ， 不仅 编程 复杂 ， 而 且模 型优 化效 果会 受模 型 的初始 参 数和 动
态调整参数选择的影响。水质标识指数法可 以完整表达某个水质指标 的污染水平 ， 且计算简便 ｌ ５ ］ 。不过 ， 传
２ 地 Байду номын сангаас 水 指 标 规 范 值 的 分 级标 准
用式（ １ ） 和式 （ ２ ） 对表 １ 中的 ２ ４ 项地表水指标的各级标准值进行规范变换， 将同级标准规范值 ｚ 差异较小
第 １期
张宏富： 基 于指标 规 范值 的综 合水 质标 识指 数 法
８ ７
的指标 进 行归类 ， 则２ ４项 指标 可归 为 Ａ、 Ｂ、 Ｃ ３大 类 ， 如 表 ２所示 。 由于同属 一类 的指标 的 同级标 准 规 范值 差 异
１ １
翌 对 其 余 １ ４ 项 指 标
对除 Ｄ Ｏ 外 的其 余 ２ ３项 指标
（ １ ）
（ ２ ）
， ｃ ｊ ＞ Ｇｏ 对 Ｄ Ｏ ， ｃ ｊ ＜ｃ ｊ ｏ
， Ｊ ＝ ｌ ｎ
式（ １ ） 和式 （ ２ ） 分别称为指标 Ｊ的变换式和规范变换式 ； 与此相应 ， 和ｚ 分别称为指标 的变换值 和规范 值； 为指标 的国家标准值或监测值 ； ｏ 为设定的指标 Ｊ的参照值 。２ ４ 项地表水指标 的参照值 Ｃ ｊ ０各分级标准 值 （ ＝１ ～２ ４ ； ｋ ＝１ ～５ ） 及其规范值 ｚ 如表 １ 所示 。