水質評價 3模糊綜合評價法

2022-08-20 15:48:13 字數 1601 閱讀 9440

所謂模糊評判 ,就是根據給出的評價標準和實測值 ,經過模糊變換對事物作出評價的一種方法。乙個事物往往具有多種屬性 ,故評價事物必須同時考慮各種因素 ,但很多問題往往難以用乙個簡單的數值表示 ,即常常帶有模糊性 ,這時就應該採用模糊綜合評價。根據評價因素的數量 ,模糊數學綜合評價的型別又可分為單因素評價和綜合評價 (多因素評價)兩種方法。    

模糊綜合評價法的核心在於確定隸屬度函式,該方法以模糊數學為理論基礎,對評價物件定量分析,然後按照指標實測值和標準評價類別,通過矩陣變換,針對評價物件分析計算出乙個評價結果。在模糊綜合評價法的基礎上發展了許多基於模糊理論的方法,並在各領域上都運用得極為廣泛。考慮到水環境的複雜性和模糊性,將模糊理論和其它水質評價方法相結合應用於水質評價已成為熱門研究方向。

模糊綜合評價法進行水質評價的流程如下圖所示:

應用模糊綜合評價一般可歸納為以下幾步:

1) 建立汙染物各單因子指標的集合 u= , 元素 ui ( i= 1, 2,…… , n)為影響環境質量的各汙染的實測值。

2) 建立水質分級標準集合, k= , 其中 ,元素 kj= ( 1, 2,…… , m)為各個汙染物所對應的水質分級標準值。

3) 建立模糊關係矩陣r。即 r= [rij] 模糊關係矩陣在水質評價中 ,是反映評價因子對各級水隸屬度的一種轉化關係。如果採用「降半梯形」 計算隸屬度 rij( 0< rij

< 1) ,即隸屬度的解析式為:

式中: sj , sj+1代表相鄰兩級水質的標準值; ci 代表水樣品中某評價因子的實測值。

依次計算 ,即可得模糊關係矩陣 r :

4)建立權重模糊矩陣w。

a是由各汙染因子對環境汙染的貢獻 ,以及多因子間的相互協同、頡頏作用對環境汙染的影響,做出權數分配構成的乙個n維行向量 (或稱行矩陣 ) ,即: w = [w1, w2 ,… , wn ]其中 ,利用汙染物濃度超標加權法計算各汙染因子的權重:

wi =ci /si

式中: ci 為第i 種汙染物實測濃度; si 為第i 種汙染 物各級水質標準值的算術平均值。wi≥0,i=1,2,……,n

為了進行模糊變換 , wi 值應滿足歸一化要求 ,即:

5)計算模糊綜合評價矩陣 b 。

在建立了 r 和 a 之後 ,就可根據模糊變換原理求 b,即:

…… i型綜合評價

式中: b = [b1, b2… bm ]是綜合評價結果;

6) 最後通過最大隸屬度原則得出最終水質評價等級。

模糊綜合評價法考慮到水環境的不確定性,結合汙染因子的權重,能夠客觀地反應出水環境狀況。該方法優勢在於通過評價目標物件,不僅可以得到各種評價因子共同作用的影響,也能夠分析出影響水質的主要汙染因子。但由於目前隸屬度的確定標準仍未獲得統一,一般情況下都是由人為主觀確定得出,因此往往評價結果會出現較大差異,這也是該方法運用在水質評價的瓶頸之一

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