水环境质量评价方法浅析
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摘要：从污染指数评价法、模糊评价法、灰色评价法、 物元分析法以及层次分析法等角度论述了多种水环境质量评价方法。
关键词：水环境；质量评价；指数评价；模糊评价
引言
随着国内经济发展，城镇建设和工业生产不断扩大，人们在工业及生活中用水量急剧增长的同时排放量也随之增加，致使大量工业及生活污水将诸多水体污染，导致水污染已成为目前国内最为严重的环境问题，国内七大水系2/3以上的监测段面不能满足Ⅲ类水质要求，水体污染在成为人类面临的最大环境问题的同时也加剧了各地的水资源短缺，而要实现对水环境有效治理、改善和保护则首先应对水环境质量做出可观准确的评价，因此其是保护地区水环境的基础性工作，并已成为当今急需研究的问题。
1.水环境质量评价方法
1.1 污染指数评价法
将对水体实际监测数据与评价标准作为分指数，然后将其通过数学运算得到总体污染指数，并将该指数作为水体污染程度评价标准，并作为评价不同河流或同一河流不同时期水质评价尺度，该种方法只适于对水体进行定量描述，其可基本反应污染性质及污染程度。该评价方法可分为单因子污染指数法和综合污染指数法。单因子污染指数法是将某种污染物实测浓度与其评价标准做比较来确定水质类别，其只能反应某种污染物的污染程度而不能反映水体整体污染程度；综合污染指数法是在各因子污染指数的基础上，经过数学方法处理而得到综合污染指数，以此作为评价水质和对水质分类的方法，该方法可对整体水质做定量描述，可较为准确的反映水体污染性质和程度，并且便于对同一水体不同时间和空间上做比较，因此该方法较为适用。
1.2 模糊评价法
水环境本身即存在大量不确定因素，因此在其包含的各指标级别和标准的确定上也具有一定的模糊性，为此在水质评价中即引用了模糊数学理论。其具体方法是根据监测数据来建立各因子指标对各级标准的隶属度集而形成隶属矩阵，然后将各因子的权重集与隶属度矩阵相乘得到的模糊积并获得一个综合评判集，由于模糊评价法体现了水环境中客观存在的模糊性及不确定性，因此其具有一定的合理性，其具体方法是将各污染物的超标情况进行加权，但由于大多污染物毒性及浓度之间不是简单的比例关系，因此当采用线性加权平均得到的最终评判容易出现失真、失效或是跳跃现象等而不符合实际情况，并且该种评价方法操作过程复杂、可操作性差，因此对各评价因素进行权重合理分配以及可比性问题是该种方法重点研究对象，目前采用的模糊评价方法主要为模糊聚类法、模糊距离法以及模糊贴近度法等。
1.3 灰色评价法
由于在水质评价时对水质的分级或对水体是否污染的问题并非类似黑与白的可明显进行判定的问题，且人们在对水环境质量监测过程中所得到的数据都控制在有限的空间及时间范围内，因此该种数据在一定程度上是不确切的，诸如“水质级别”、“污染程度”等概念均为灰色概念，水环境本身也属于一个本征性灰色系统，因此可将灰色系统原理用于水质综合评价中，即将水环境整体作为一个灰色系统，其中部分信息为已知，部分为未知，在实际应用中根据水体各因子的实测浓度与水质标准的关联程度来确定水体的水质级别，对于同类水质的不同水体则可通过其与该类标准的关联度大小来进行优劣评定。常用的灰色评价法为灰色聚类法、灰色贴近度分析法以及灰色关联评
价方法等。灰色聚类是通过建立与隶属函数类似的白化函数并对其进行聚类，根据结果来确定断面综合水质；灰色贴近度则是对灰色聚类的改进，通过将聚类函数的分段计算改为分段共斜率计算，并以此确定聚类元素与理想子集的贴近程度来最终确定所属类别；灰色关联法是将各污染因子的实测值排成实际序列，同时将标准值排成理想序列，之后用灰色关联度法计算两个序列之间的关联度，并根据关联度的大小来确定断面综合水质的级别，若将该理论用于多断面的区域水环境质量评价中则相应得到区域水质综合评价的灰关联分析法。随着水环境日益复杂影响水环境的因素不断增多且不断发生变化，致使水环境的不确定性也日益增加，灰色评价法在理论上是可充分体现该系统的不确定性，同时该方法具有简单、可比的优点，但该类方法一般存在分辨率低的缺点。
1.4 物元分析法
其是在水环境质量评价领域应用物元分析理论，具体做法是根据各级水质标准建立经典域物元矩阵，同时根据各种污染因子的实际浓度来建立节域物元矩阵，然后再建立各相关指标对不同水质标准级别的关联函数，最后根据函数值大小来确定水体的水质级别，一般采取关联度最大值的对应级别来作为评价水质级别的标准，该种方法的关联度是建立在可拓集合基础上的取值区间的拓宽到实数轴，并且可拓集合的关联函数可用代数式表示，从而可以定量化的解决不相容问题，以便于从变化角度来识别变化中的事物，因此该种方法更能反应事物的本质状态，同时具有较高的可分辨率。
1.5 层次分析法
其是将评价系统内有关方案中的各要素进行层层分解，而对同一层次的要求则以上一层要求为准则，之后进行两两判断比较，并经计算得出各要素的权重，最后根据最大权重来确定水质标准，其首先应建立指标体系和判断矩阵，之后进行归一化特征向量及进行一致性检验，最后计算综合评价指数。在一般应中忽略较最大值小的上一级别的层次权值，并且根本不考虑各层次权值间的关联性，因此该方法的评价结果往往分辨率较低，评价结果也不尽合理。
2. 结语
随着国内水环境不断恶化，对水环境质量评价越来越重要，目前各种评价方法都有自己的优劣性，随着科学技术的不断发展，评价方法也必将得到开发和优化，在实际应用中应结合具体水质情况及其他客观因素来选择评价方法。
参考文献：
[1]吴舜泽，夏青，刘鸿亮．中国流域水污染分析[J]．环境科学与技术，2000，(2)：1-6.【2】陈梦熊，马凤山.逐个地下水资源与环境[M].北京：地震出版社，2002，32-56.
[3]吴雅琴．水质灰色关联评价方法[J].甘肃环境研究与监测，1998，11(3)24～27.
作者姓名：张译丹，女，汉族，重庆市南岸区人，环境监测工程师，本科。
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