xqq+长江水质评价和预测的数学模型 - 图文(2)

0?ci?si,j?1或ci?si,j?1?ci?si,j?1?si,j?ci?si,j?1?si,j?si,j?1rij?? （2） si,j?1?cis?c?si,j?1ii,j??si,j?1?si,jsi,j?ci?1?其中rij是因子ui对j级水质的隶属度，ci是因子ui的实测浓度值，si,j是因子ui第j级水质标准。

对第I个因子ui评价的结果组成单因素模糊评价集Ri?(ri1,ri2,ri3....ri6)。 根据以上步骤，可计算出监测断面的模糊关系矩阵R。得单因素评价模糊矩阵R4?6

?r11?r21R???...??r41r12r22...r42............r16??r16? ...??r16?表4给出四川攀枝花龙洞等断面各参数的隶属度。 表 4

等级

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ

湖北宜昌南津关

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ

湖南岳阳城

PH值 0.16 0.84 0 0 0 0

0.3933 0.6067 0 0 0 0

0.5 0.5 0 0 0 0

Ⅰ

0.4533

6

DO 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1

CODMn 0.785 0.215 0 0 0 0 0.95 0.05 0 0 0 0 0.56 0.44 0 0 0 0 0.105

NH3-N 0.9143 0.0857 0 0 0 0 0.4857 0.5143 0 0 0 0 0.6857 0.3143 0 0 0 0 0.4857

四川攀枝花

重庆朱沱

陵矶 Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ

0.5467 0 0 0 0

0.72 0.28 0 0 0 0

0.7067 0.2933 0 0 0 0

0.5667 0.4333 0 0 0 0

0.6667 0.3333 0 0 0 0

0.28 0.72 0 0 0 0

0.5467 0.4533 0

7

0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0.9733 0.0267 0 0 0 0 0.9933 0.0067 0 0 0 0 0 0.56 0.44 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0.5333 0.4667 0

0.895 0 0 0 0 0.785 0.215 0 0 0 0 0.71 0.29 0 0 0 0 0.955 0.045 0 0 0 0 0 0.62 0.38 0 0 0 0.63 0.37 0 0 0 0 0.33 0.67 0

0.5143 0 0 0 0 0.9714 0.0286 0 0 0 0 0.7714 0.2286 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0.16 0.84 0 0 0 0.2 0.8 0 0 0 0 0 0.38 0.62

江西九江河西水厂

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ

安徽安庆皖河口

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ

江苏南京林

山

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ Ⅱ

四川乐山岷江大桥

四川宜宾凉姜沟

Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ Ⅱ Ⅲ

四川泸州沱江二桥

Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ

湖北丹江口胡家岭

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ

湖南长沙新

港

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ Ⅱ

湖南岳阳岳阳楼

Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ

湖北武汉宗

关

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ

江西南昌滁

槎

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ Ⅰ

江西九江蛤蟆石

Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ

0 0 0

0.4133 0.5867 0 0 0 0

0.9467 0.0533 0 0 0 0 0.5133 0.4867 0 0 0 0

0.3667 0.6333 0 0 0 0

0.9267 0.0733 0 0 0 0

0.5867 0.4133 0 0 0 0

8

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0.74 0.26 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0.9467 0.0533 0 0 0 0 0 0.7 0.3 0 0 0 1 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0.755 0.245 0 0 0 0 0 0.905 0.095 0 0 0 0.335 0.665 0 0 0 0 0.84 0.16 0 0 0 0 0.13 0.87 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0.16 0.84 0 0 0 0.3143 0.6857 0 0 0 0 0.8571 0.1429 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0.6 0.4 0 0 0 0

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅴ

0.5467 0.4533 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0

0.49 0.51 0 0 0 0

0.6 0.4 0 0 0 0

江苏扬州三江营

5、综合评价

根据模糊评价的原理，考虑所有因子的影响，将模糊权向量A与单因素模糊评价矩阵R复合，得到四川攀枝花龙洞断面的综合评价向量B。

因子的模糊综合评价向量B=（0.5371,0.4628,0,0,0,0）

即可得到评价指标，因此，四川攀枝花龙洞断面评价结果为：对Ⅰ级，Ⅱ级，Ⅲ级，Ⅳ级，Ⅴ级，Ⅵ级的隶属度依次是0.5371,0.4628,0,0,0,0,可见对Ⅰ级水的隶属度最大，根据模糊综合评价的最大隶属原则，可知四川攀枝花断面为Ⅰ级水。同理可得其他断面综合评价向量B，结果见下表。

表 5 长江各17个监测断面隶属度水质级别计算表

级别项 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 劣Ⅵ 级别

各断面名称

四川攀枝花龙洞 0.5371 0.4628 0 0 0 0 Ⅰ 重庆朱沱 0.2504 0．6230 0 Ⅲ 湖北宜昌南津关 0.3400 0.6601 0 0 0 Ⅱ 湖南岳阳城陵矶 0.4941 0.5058 0 0 Ⅱ 江西九江河西水厂 0.1657 0.8343 0 0 0 0 Ⅱ 安徽安庆皖河口 0.2074 0.7925 0 0 0 0 Ⅱ 江苏南京林山 0.2153 0.7847 0 0 0 0 Ⅱ

0.1562 0.3462 0 0 需加权 四川乐山岷江大桥 0.1039 0.1824

0 0 0 0 Ⅱ 四川宜宾凉姜沟 0.3166 0.6834

0.3714 0.2614 0 0 需加权 四川泸州沱江二桥 0.1705 0.3579

0 0 0 0 Ⅰ 湖北丹江口胡家岭 0.6120 0.3880

0.1604 0.2657 0.5738 0 0 0 Ⅲ 湖南长沙新港

0.5043 0 0 0 Ⅲ 湖南岳阳岳阳楼 0.0220 0.4736

0.4169 0.5392 0 0 0 0 Ⅱ 湖北武汉宗关

0.1047 0.6346 0.1374 0 0 0.0934 Ⅱ 江西南昌滁槎

0.5925 0 0 0 Ⅲ 江西九江蛤蟆石 0.4075 0

0 0 0 0 Ⅱ 江苏扬州三江营 0.3401 0.6599 根据模糊综合评价的最大隶属度原则，由上表可知四川乐山岷江大桥、四川泸州沱江二桥的水质分别为Ⅲ、Ⅳ级，但由于其他等级隶属度原则。本论文加权均解决了解这一矛盾，加权平均原则的思想是：将事物的等级看作一种相对位置，使其连续化，为了能定量处理，用“1，2，3，，，m”依次表示各等级，并称其为各等级的秩。然后用B中对应分量将各等级的秩加权求和，得到被评事物的相对位置。其计算公式为：

9

6?bB?*j?16j?1Kj?j。

Kj?b由上可知式中bj隶属于第j级水的隶属度，K为待定系数（1或2），目的是控制较大的bj所起的作用，由上表可知四川乐山岷江大桥和四川泸州二桥断面需用加权平均法进行最后的综合评判。计算得到四川乐山岷江大桥和四川泸州二桥断面的

*B分别为1.23和3.21,所以四川乐山岷江大桥水质级别为：Ⅳ级，略偏向于Ⅴ级；

四川泸州二桥断面水质级别为：Ⅲ级，稍偏向于Ⅳ级。

由上表可得，长江水各监测断面水质基本都有在国家GB3838-2002V级地面水标准，只有个别断面水质较差，可见长江地面水污染相当严重，这些污染主要来自纺织、化工轻、轻工、造纸等行业及城镇居民生活污水的直接排放。

结合模糊评价的最终结果，可知湖南岳阳楼断面水质污染最严重，处于湖北丹江口胡家岭 的水质污染最轻。具体原因是前者处于工业区和人口密集的地方，后者则是处在工业较少和人口密度较小的地方，评价结果与实际情况吻合较好。 从28个月中的数据中随机抽取4个，做出如下图像，可以大概知道其趋势。

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