水质评价研究进展及水质评价方法综述_王维(2)

2水质评价方法综述

水质评价是确保水质安全、合理利用水资源的前提。为使水

河兰州段水质污染状况。2.5

AHP法

HP法（层次分析法）是一种灵活、实用的定性与定量相结合的多准则决策方法。运用AHP法构建指标体系一般分为以下几个步骤：第一，确定目标层、准则层和指标层。目标层表示所需达到的目的，准则层进一步刻画了评价目标水平和内部协调性，每个准则层包括若干指标，指标选取要结合实际状况，能综合反映筛选评价指标。指标的筛选是非常关实际状况的特殊性。第二，

键的一步，好的指标能正确地反映水质状况，一般采用专家筛选法。专家的选择虽然具有主观性，但它们是专家本人知识、经验的反映，集成多数专家的意见，可化主观为客观。第三，确定评价包括指标体系。一般通过指标相关性分析来确定评价指标体系，4个过程：一是评价指标的标准化处理；二是各个评价指标之间的简单相关系数的计算；三是规定临界值M（0＜M＜1）；四是确定评价指标体系。浙江千岛湖水质现状和污染来源评价中就应用了层次分析法，并取得较好的效果。2.6

人工神经网络评价法

人工神经网络是由具有适应性的简单单元组成的广泛并行互联网络，它的组织能够模拟生物神经系统对真实世界物体所

（1）

作出的交互反应。BP模型是水质评价最常用的人工神经网络，BP网络是一种具有3层或3层以上的神经网络，包括输入层、中间层、隐含层和输出层。BP网络利用最陡坡降法，把误差函数最小化，将网络输出的误差逐层向输入层逆向传播，同时分摊给各层单元，获得各层单元的参考误差，进而调整人工神经元网络相应的连接权，直到网络的误差达到最小化。近年来人工神经网络评价法得到了较为广泛的研究，利用人工神经网络BP结构模型建立水质模型，提出白洋淀水环境保护措施。2.7

主成分分析法

主成分分析法是一种成熟的数据降维或特征提取的方法，属于数理统计的应用范畴。它把给定的一组相关变量通过线性变换

（2）

转成另一组不相关的变量，且保持总方差不变。因为线性变换保持变量的总方差不变，所以这些新的变量可以按照方差依次递减的顺序排列，形成所谓的主成分，使第一主成分具有最大的方差，第二主成分的方差次之，并且和第一变量不相关，依次类推。由于每个主成分都是原始变量的线性组合，而且各个主成分之间又互不这样在研相关，这使得主成分比原始变量具有一些更优越的性能。究复杂问题时就可以只考虑少数几个主成分而不至于损失太多信息，使问题得到简化，提高分析和处理的效率。由于主成分分析的基本思想是通过线性变换来构造原变量的一系列线性组合，因此运用主成分分析法的前提是各指标之间具有较好的线性关系。主成分分析法在水质上已经有较多的应用，李经伟等运用改进的主成分分析法评价了白洋淀水质状况。

（4）

2.8

主成分分析法能够较为合理的对评价因子进行赋值，在水质评价因子赋值中具有广阔的应用前景。

灰色评价法

灰色评价法基于以下条件：水环境系统可视为一个灰色系统，部分信息已知，部分信息未知或不确定。其基本思路是：计算水体水质中各因子的实测浓度与各级水质标准的关联度，然后

质评价合理、有效，应对水质评价方法进行系统性的分析和总结，从而确保水质评价中选择合理的水质评价方法。下面介绍水质评价的主要评价方法。2.1

单因子污染指数法

单因子污染指数法是将评价因子与评价标准进行比较，确定各个评价因子的水质类别，在所有项目的水质类别中选取水质最差类别作为水体的水质类别。该方法可确定水体中的主要污染因子，是目前使用最多的水质评价法，尤其在建设项目的环境影响评价中较为常见，该方法的特征值包括各评价因子的达标率、超标率和超标倍数。2.2

霍顿（Horton）水质指数法

霍顿（Horton）水质指数法由美国Horton等人于1965年首次提出。霍顿水质指数是综合污染指数法的一种，包括10个参数，公式如式（1）所示。潘峰等人应用霍顿水质指数法对官厅水库水质进行评价，并取得了较好的成效。

Σ

ΣΣΣΣiΣΣΣΣΣΣ

WQI=

ΣCiWi

i=1

m

ΣW

=1m

i

ΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣ

M1M2

式中，Ci是根据各实测浓度查得的水质评分（0～100）；Wi是各参数权重；M1为温度系数（1或0.5）；M2为感官明显污染系数）。（1或0.52.3

布朗（Brown）水质指数法

布朗水质指数是由美国Brown于1970年提出的。该法选取溶解氧、BOD5、浑浊度、硝酸盐、总固体、磷酸盐、温度、pH值、大肠菌群、杀虫剂、有毒元素共11种参数，并确定了各参数的质量评分和权重，公式如下：

WQI=ΣWiPi

i=1n

式中，Wi为参数权重（0～1之间）；Pi为参数的质量评分（0～100）。

n

i=1

ΣW=1

i

（3）

其中，n为参数的个数。2.4

内梅罗水污染指数法

内梅罗水污染指数由美国学者Nemrow提出，是当前常用的综合污染指数评价方法。内梅罗水质指数着重考虑了污染最严重的因子。计算公式如式（4）所示：

PI=

+2i，j

MAX

式中，PI为某种用途的水质指数；Ci为水中某种污染物实测浓度（i代表水质项目数），mg/L；Li，（j代j为某污染物的水质标准表水的用途），mg/L。

内梅罗指数法在水质评价中的应用也较广泛，如利用改进的内梅罗法对地下水质进行评价，采用内梅罗指数法分析了黄130

姨

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