基于GA优化的地下水水质评价模型的应用
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遗传 算 法 （ｅｅｃａ ｏｉ ｍ，Ｇ 是 一 种 新 的 ｇｎｔ ｌ ｒｈ ｉ ｇ ｔ Ａ）
全局优 化求解 方 法 。Ｇ 的基 本 思 想 是基 于 Ｄ ｒｉ Ａ ａｖｎ
一
个 类 似地表水水 质评 价 的多指标适用 的地 下水水 在设定地 下水 各 污 染 物指 标 “ 照值 ” 础 上 ， 参 基
２ ３ １ 地下水 评价 的污染损害分指 数 ．． 通常评 价指数 以 ０ ０ —１０之间的实数表 示 ， 故定 义地 下水评 价 的污染 损害分指数 为 ： １０ ￣＝ １０ １＋８ ．３ ｅ。 ０７ ０ ０９ ８４ 。‘ ）
（） ３
式中， 为地下水指标数 目， 为水质分类数 Ｋ 目， 参考国家地下水质量标准（ Ｂ Ｉ４４￣９ ） Ｇ ／＇ ８ ８ ３ 分 １ 类指标 ， 下 水 ３ 地 ８项 指标 的 名称 及 设 定 的 “ 照 参 值”ｊ 在满足 目 函数设定的“ ｃｏ Ｏ 标 参照值” 情况下 ， 用
［ 关键词 ］ 遗传算法 （ Ａ）地下水 ； Ｇ ； 污染损 害指数 ； 优化参数 ； 水质评价模型 ［ 中图分类号 ］ Ｘ ２ ； Ｖ２ １ １ ５ ３ Ｔ １ ．２ ［ 文献标识码 ］ Ｂ ［ 文章编号 】 １０ —１ １ （０ ０ ０ —０ ６ —０ ０３ ５０２１）１ ０３ ３
来自百度文库
１ 遗传 算 法 的原 理
质评 价 的指数公式 。 在污 染损 害指数公 式 中用相对 于“ 照值 ” 参 的污 染指
进化论 和 Ｍｅ ｄ ｌ 传 学 。其 实 质 是 一种 把 自然 界 ｎ ｅ遗 有机体 的优胜 劣 汰 的 自然 选 择 、 者 生存 的进 化 机 适
标相 对值替换 污 染损 害 指 数公 式 中 的指 标监 测 值 ，
表 １ 地 下 水 水 质 类 别 ｋ与 相 应 的 Ｚ 值 及各 类 的 目标 值 取
［ 收稿 日期］ ２０．８ ０ ［ 回日期 ］ ２０— ．１ ０９ ． ０２ 修 ０ ９１ ３ ２
［ 作者简介］ 罗 良荣 （９ ６ ， ， １ ７ 一）男 广西田东人 ， 广西水文水资源百色分局工程师 ， 学士 ， 从事水质监测与评价工作 。 ６ ３
并用遗 传算法 对公 式 中的参 数 进行 优 化 ， 出对 多 得 项污 染指标 均普遍 适用 的地下水 水质评 价 的污 染损 害指 数计算 公式 ２。
２ １ 地 下水 污染 损害 率公式 ｕ ． Ｊ
制和在 同一群 体 中个体 之 间的 随机信 息交换 机制 相 结合 ， 以解 决复 杂 问题 的一 种概 率搜 索算 法 ｌ 。 用 １ ］
＝
用于地下 水质 评 价 ， 它们 各 有 利 弊 。用 遗 传 算法 但
优化得 出对地 表水 多指 标适 用 的指 数 公 式 ， 评价 对 地表水质 量简 便 而 实用 。不 过 ， 由于地 下 水 与 地表 水 的指 标选取 及相 同指标 的分类标 准 均存在 较大差 异， 致使 导 出适 用 于地 表 水 水 质 评 价 的指 数 的分类 并不 能直接用 于地 下水水 质评 价 。 因此 有必 要建立
２ 基 于 ＧＡ优化 的地下水水质评 价模 型
为 了保 护 和 合理 开 发 地下 水 资 源 ， 要对 地 下 需 水质量 作 出可 靠 的评价 。地 表水水 质评 价方 法均 可
通常 ， 体 中污 染 指 标 （ 水 以下简 称 指标 ） 大 小 值
对水 质损 害程度可 用水质 污染损 害率所 有指标 通用 的形 式 ：
［ 摘要 】 在设定 了地 下水各污染物 的“ 基准” 浓度情况下 ， 用污染物的实测浓度相对值 替代 水质污染损害率公式 中 的浓度监测值 ， 采用遗传算法（ ） ＧＡ 对公式 中的参数优化 ， 到了 ３ 得 ８项指标都适 用的水质污染损害率和污染 损害指
数公式 ， 提出用广义模糊对 比法对污染损害分指数进行 赋权 的新 方法 ， 计算 水质综合 污染损 害指数。利用该法对 河池市 ４个水厂 的地下水水源进行水质综合评价分析 ， 取得了较好 的效果 。
广西水利水 电
・
Ｇ Ｘ ＷＡＴ Ｒ￣ Ｅ
ＵＲ Ｅ Ｃ Ｓ＆ Ｈ Ｒ Ｉ ＷＥ Ｎ Ｎ Ｅ Ｉ ２ １ （ ） ＹＤ ＯＫ） Ｒ Ｅ ＧＩ Ｅ Ｒ ＮＧ ０ ０ １
水环境 ・
基于 Ｇ 优 化 的 地 下水 水 质 评价 模 型 的 应用 Ａ
罗 良荣 韦海玲 ２ ，
（． １广西百色水环境监测 中心 ， 百色 ５３０ ；． ３ ００ ２ 广西河池水环境监测 中心 ， 河池 ５ ７０ ） ４ ０ ０
１（ ／ １＋ａ 一 ） ｅ
（） １
考虑到地 下水 多数指 标 的各 类标准 的相对值 大
致呈 等 比变化特点 ， 将 ∈ ［ ． １０ ９ ］ 等 差分 ０ ０ ， ．９ 按“
级 ， 比赋值 ” 级原 则 ， 下水 水质 各类 别 ｋ与 相 等 分 地 应 的 ｌ 值及 各类 的 目标 值 如 表 １ 示。 取 所
之 间 的对应 关 系见表 ２ 。 ．
表 ２ 水质 类 别 ｋ与 和 Ｐ 对应 关 系 Ｊ的
罗 良荣 ， 韦海玲 ： 基于 ＧＡ优化的地下水水质评 价模 型的应用
２ ２ 参数 口 ６的优 化【 ． 、 Ｊ
２ ３ 地 下水评价 的污染损 害分指数及 综合指数 ．
用Ｇ Ａ优化式（）需要构造满足问题要求的目 １，
标 函数 ： ｍｉｆ ｚ） ｎ（ Ｉ 一 ｌ （） ２
Ｇ 对 式 （）中 的 参 数 口 ｂ 优 化 结 果 为 ： ＝ Ａ ３ 、 ａ
８ ９ ８４。 ： ０ １ ６９。 ０． ３ ｂ ．３
由式（） ２ 和式（ ） ３ 算出表 ２ 中列出的 ３ 项指标 ８ 的分类标准的污染损害率 的平均值 和污染损害 指数的平均值Ｐ 列于表 ２ 由此建立的污染损害率 ， 与污染损害指数 的取值范围与地下水类别 ｋ
全局优 化求解 方 法 。Ｇ 的基 本 思 想 是基 于 Ｄ ｒｉ Ａ ａｖｎ
一
个 类 似地表水水 质评 价 的多指标适用 的地 下水水 在设定地 下水 各 污 染 物指 标 “ 照值 ” 础 上 ， 参 基
２ ３ １ 地下水 评价 的污染损害分指 数 ．． 通常评 价指数 以 ０ ０ —１０之间的实数表 示 ， 故定 义地 下水评 价 的污染 损害分指数 为 ： １０ ￣＝ １０ １＋８ ．３ ｅ。 ０７ ０ ０９ ８４ 。‘ ）
（） ３
式中， 为地下水指标数 目， 为水质分类数 Ｋ 目， 参考国家地下水质量标准（ Ｂ Ｉ４４￣９ ） Ｇ ／＇ ８ ８ ３ 分 １ 类指标 ， 下 水 ３ 地 ８项 指标 的 名称 及 设 定 的 “ 照 参 值”ｊ 在满足 目 函数设定的“ ｃｏ Ｏ 标 参照值” 情况下 ， 用
［ 关键词 ］ 遗传算法 （ Ａ）地下水 ； Ｇ ； 污染损 害指数 ； 优化参数 ； 水质评价模型 ［ 中图分类号 ］ Ｘ ２ ； Ｖ２ １ １ ５ ３ Ｔ １ ．２ ［ 文献标识码 ］ Ｂ ［ 文章编号 】 １０ —１ １ （０ ０ ０ —０ ６ —０ ０３ ５０２１）１ ０３ ３
来自百度文库
１ 遗传 算 法 的原 理
质评 价 的指数公式 。 在污 染损 害指数公 式 中用相对 于“ 照值 ” 参 的污 染指
进化论 和 Ｍｅ ｄ ｌ 传 学 。其 实 质 是 一种 把 自然 界 ｎ ｅ遗 有机体 的优胜 劣 汰 的 自然 选 择 、 者 生存 的进 化 机 适
标相 对值替换 污 染损 害 指 数公 式 中 的指 标监 测 值 ，
表 １ 地 下 水 水 质 类 别 ｋ与 相 应 的 Ｚ 值 及各 类 的 目标 值 取
［ 收稿 日期］ ２０．８ ０ ［ 回日期 ］ ２０— ．１ ０９ ． ０２ 修 ０ ９１ ３ ２
［ 作者简介］ 罗 良荣 （９ ６ ， ， １ ７ 一）男 广西田东人 ， 广西水文水资源百色分局工程师 ， 学士 ， 从事水质监测与评价工作 。 ６ ３
并用遗 传算法 对公 式 中的参 数 进行 优 化 ， 出对 多 得 项污 染指标 均普遍 适用 的地下水 水质评 价 的污 染损 害指 数计算 公式 ２。
２ １ 地 下水 污染 损害 率公式 ｕ ． Ｊ
制和在 同一群 体 中个体 之 间的 随机信 息交换 机制 相 结合 ， 以解 决复 杂 问题 的一 种概 率搜 索算 法 ｌ 。 用 １ ］
＝
用于地下 水质 评 价 ， 它们 各 有 利 弊 。用 遗 传 算法 但
优化得 出对地 表水 多指 标适 用 的指 数 公 式 ， 评价 对 地表水质 量简 便 而 实用 。不 过 ， 由于地 下 水 与 地表 水 的指 标选取 及相 同指标 的分类标 准 均存在 较大差 异， 致使 导 出适 用 于地 表 水 水 质 评 价 的指 数 的分类 并不 能直接用 于地 下水水 质评 价 。 因此 有必 要建立
２ 基 于 ＧＡ优化 的地下水水质评 价模 型
为 了保 护 和 合理 开 发 地下 水 资 源 ， 要对 地 下 需 水质量 作 出可 靠 的评价 。地 表水水 质评 价方 法均 可
通常 ， 体 中污 染 指 标 （ 水 以下简 称 指标 ） 大 小 值
对水 质损 害程度可 用水质 污染损 害率所 有指标 通用 的形 式 ：
［ 摘要 】 在设定 了地 下水各污染物 的“ 基准” 浓度情况下 ， 用污染物的实测浓度相对值 替代 水质污染损害率公式 中 的浓度监测值 ， 采用遗传算法（ ） ＧＡ 对公式 中的参数优化 ， 到了 ３ 得 ８项指标都适 用的水质污染损害率和污染 损害指
数公式 ， 提出用广义模糊对 比法对污染损害分指数进行 赋权 的新 方法 ， 计算 水质综合 污染损 害指数。利用该法对 河池市 ４个水厂 的地下水水源进行水质综合评价分析 ， 取得了较好 的效果 。
广西水利水 电
・
Ｇ Ｘ ＷＡＴ Ｒ￣ Ｅ
ＵＲ Ｅ Ｃ Ｓ＆ Ｈ Ｒ Ｉ ＷＥ Ｎ Ｎ Ｅ Ｉ ２ １ （ ） ＹＤ ＯＫ） Ｒ Ｅ ＧＩ Ｅ Ｒ ＮＧ ０ ０ １
水环境 ・
基于 Ｇ 优 化 的 地 下水 水 质 评价 模 型 的 应用 Ａ
罗 良荣 韦海玲 ２ ，
（． １广西百色水环境监测 中心 ， 百色 ５３０ ；． ３ ００ ２ 广西河池水环境监测 中心 ， 河池 ５ ７０ ） ４ ０ ０
１（ ／ １＋ａ 一 ） ｅ
（） １
考虑到地 下水 多数指 标 的各 类标准 的相对值 大
致呈 等 比变化特点 ， 将 ∈ ［ ． １０ ９ ］ 等 差分 ０ ０ ， ．９ 按“
级 ， 比赋值 ” 级原 则 ， 下水 水质 各类 别 ｋ与 相 等 分 地 应 的 ｌ 值及 各类 的 目标 值 如 表 １ 示。 取 所
之 间 的对应 关 系见表 ２ 。 ．
表 ２ 水质 类 别 ｋ与 和 Ｐ 对应 关 系 Ｊ的
罗 良荣 ， 韦海玲 ： 基于 ＧＡ优化的地下水水质评 价模 型的应用
２ ２ 参数 口 ６的优 化【 ． 、 Ｊ
２ ３ 地 下水评价 的污染损 害分指数及 综合指数 ．
用Ｇ Ａ优化式（）需要构造满足问题要求的目 １，
标 函数 ： ｍｉｆ ｚ） ｎ（ Ｉ 一 ｌ （） ２
Ｇ 对 式 （）中 的 参 数 口 ｂ 优 化 结 果 为 ： ＝ Ａ ３ 、 ａ
８ ９ ８４。 ： ０ １ ６９。 ０． ３ ｂ ．３
由式（） ２ 和式（ ） ３ 算出表 ２ 中列出的 ３ 项指标 ８ 的分类标准的污染损害率 的平均值 和污染损害 指数的平均值Ｐ 列于表 ２ 由此建立的污染损害率 ， 与污染损害指数 的取值范围与地下水类别 ｋ