基于模糊概率综合评价数学模型的长江口水质评价与分析

葛跃浩 陈佳佳

(1.国家海洋局南通海洋环境监测中心站，江苏 南通 226002；2.江苏正丹化学工业股份有限公司，江苏 镇江 212000)



基于模糊概率综合评价数学模型的长江口水质评价与分析

葛跃浩1陈佳佳2

(1.国家海洋局南通海洋环境监测中心站，江苏 南通 226002；2.江苏正丹化学工业股份有限公司，江苏 镇江 212000)

对长江口水质进行合理的综合评价具有重要的科学意义和应用价值。本文根据长江口2012年5月和8月的监测数据，在长江口5个不同区域，选择6个污染因子为参数，采用模糊概率综合评价数学模型对长江口水质进行评价与分析。结果表明：属于第四类海水水质模糊概率由大到小排序为南港>北槽>南槽>北港>口外，概率为86.2%，8月长江口水质要略好于5月，长江口内水质好于口外。

水质评价；模糊概率综合评价法；长江口

1 引 言

近年来，随着沿江经济的快速发展以及人们对环境保护的忽视，导致长江的污染情况日趋严重，现已引起社会各界的广泛关注。为此，国内外很多学者对长江口水质状况进行了研究，并提出了不同的构想。吴新华等对长江口南支河段污染的分析结果表明，水质污染因子主要包括氨氮，活性磷酸盐，悬浮物等[1]。2009年陈希等利用BP网络方法对长江水质进行分析评价，发现长江水质已逐年恶化[2]。李伯昌等对长江口的水环境评价结果显示长江下游水质比上游要差很多[3]。当下对于长江口主流的水质评价方法主要有四大类：BP模型；Hopfield模型；模糊指数法；灰色聚类法等[4]。这些方法具有一定的理论基础，但是模型多数都局限于理想河段上，对水污染强度的随机性等因素考虑不够。鉴于此，本文将采用现在最主流的水质评价方法—模糊概率综合评价数学模型对长江口不同区域水质情况进行分析研究。同其他方法相比，模糊概率综合评价方法用概率统计的方法建立污染物随时间的趋势图，同时在综合评价中采用模糊逻辑推理方法，避免主观判断不足，使得评价结果更接近于客观实际[5]。

2 模糊概率综合评价数学模型的应用

模糊数学是1965年提出的，在水质评价中也有较好的研究成果[6-9]。模糊概率综合评价数学模型是在模糊数学综合评价的基础上结合概率统计学来对水质进行评价。模型的构建主要分为如下几步：①污染物浓度值水质等级统计概率分析；②隶属度刻划水质分级界限；③权重计算；④单指标模糊概率评价；⑤多指标模糊概率综合评价[9]。本文选择长江口2012年5月和8月的监测数据资料，用模糊概率综合评价法对水质进行评价。

2.1 评价标准

选择《海水水质标准》(GB3097-1997)作为评价标准。

2.2 评价区域和评价因子

根据长江口多年的监测结果，以单因子指数评价法评价得知，在长江口水域，主要超标污染物为无机氮、活性磷酸盐、化学需氧量、铅、石油类、汞等。本文选择6个因子进行模糊概率综合评价。以2012年长江口监测的北港海域为例说明模糊概率综合评价的过程。我们将监测水域分为长江口南港、北港、南槽、北槽和长江口外5个区域分别进行评价，同时与整个长江口监测的全区域的评价结果进行比较。

2.3 评价参数计算结果

2.3.1 污染物水质等级统计概率分析

对6个因子的测值进行等级统计概率分析，计算6个污染因子测值分级均值，见表1。

表1 污染物测值分级均值表

2.3.2 多指标模糊概率综合评价

由隶属度的计算公式，我们可以求出zi，j分别属于第j级水质和第j-1级水质的隶属度ri，j，j和ri，j，j-1，在求得水质等级统计概率及隶属度后，对各指标分别进行模糊概率评价。根据单指标模糊概率和各指标的权重，即可求得2012年长江口海域模糊概率综合评价结果，具体见表2。

表2 2012年5月和8月长江口海域多指标模糊综合评价结果汇总表

3 结论与讨论

开展长江口水质进综合评价具有重要的科学意义和应用价值。本文根据长江口2012年5月和8月的监测数据，在长江口5个不同区域，选择6个污染因子为参数，采用模糊概率综合评价数学模型对长江口水质进行评价与分析。多指标模糊综合评价结果表明：

(1)以监测区域全区域为评价对象，从表中可以看出 2012年8月长江口水质略好于5月。

(2)根据长江口地理特性，将监测区域分区(北港、南港、北槽、南槽和长江口外)进行评价。结果表明口内水质好于口外，北港水质好于南港，与人类开发活动的频繁程度一致。

(3)比较监测全区域和分区域模糊概率评价结果，可以看出各区域的评价结果更能反映实际情况，建议在今后的监测评价中，采用分区域评价，这样可更好地反映客观事实。

[1] 吴新华.长江口南支河段水质状况及变化趋势分析[J].水文水资源，2001，(3)：21-23.

[2]陈希，刘花璐.基于BP网络方法的长江水质综合评价[J].黄石理工学院学报，2009，(4)：15-19.

[3]李伯昌，施慧燕.长江口河段水环境现状分析[J].水资源保护，2005，(1)：42-47.

[4]郭劲松，龙腾锐，霍国友，王红.四种水质综合评价方法的比较[J].重庆建筑大学学报，2000，(4)：8-14.

[5]马建华，季凡.水质评价的模糊概率综合评价法[J].水文，1994，(6)：21-24.

[6]姜莉莉，薛文平，孙辉，等.模糊数学评价法在青龙河水质现状评价中的应用[J].大连轻工业学院学报，2007，26(1)：56-59.

[7]邹海明，李粉茹.基于实例的水质模糊综合评价[J].安徽农学通报，2005，11(4)：154-155.

[8]周贵忠，张金恒.利用模糊数学评价大沽河干流水质的研究[J].农业环境科学学报，2010，29(2)：191-195.

[9]张婷，焦树林，易旭敏，林凯.基于模糊数学法的清水河水质评价[J].2011，(5)：61-64.

Water Quality Assessment and Analysis of Yangtze River Estuary Based on Fuzzy Probability Comprehensive Evaluation Mathematical Model

GE Yuehao1CHEN Jiajia2

(1.Nantong Marine Environmental Monitoring Center of the State Oceanic Administration，Jiangsu Nantong，226002；2.Jiangsu Zhengdan Chemical Industry Co.，Ltd，Jiangsu Zhenjiang，212000)

Reasonable and comprehensive water quality assessment of Yangtze River estuary has important scientific significance and application value.For Yangtze River estuary，from the monitoring data collected in May and August at 5 different regions，six pollution factors were chosen as parameters，based on comprehensive water quality assessment which was conducted with fuzzy probability comprehensive evaluation mathematical model.The results show that：The fuzzy probability of seawater quality belonging to the fourth class is sorted from south port>north slot>south slot>north port>Outside，the probability is 86.2%.Yangtze River estuary water quality in August is slightly better than in May，inside water quality is better than outside.

water quality evaluation；fuzzy probability comprehensive evaluation；Yangtze River Estuary

葛跃浩，助理工程师，本科，主要从事海洋环境监测工作

X21

A

1673-288X(2016)06-0205-02

引用文献格式：葛跃浩 等.基于模糊概率综合评价数学模型的长江口水质评价与分析[J].环境与可持续发展，2016，41(6)：205-206.