基于模糊综合评价的城市水环境状况研究

基于模糊综合评价的城市水环境状况研究

廖俊辉

武汉车都生态技术有限公司，湖北武汉  430056

摘要：水环境包括地表水环境和地下水环境，地表水环境包括河流、湖泊、水库、海洋、池塘、沼泽、冰川等，地下水环境包括泉水、浅层地下水、深层地下水等”。因此，对水环境状况的评价必须是系统的、全面的，下面本文就模糊综合评价的城市水环境状况进行简要探讨。

关键词：模糊综合评价；城市水环境；状况；

1水环境评价方法概述

1.1单因子评价法

单因子评价法，用单因子水质评价方法进行水质现状类别评价及水质功能区达标评价，即用各个湖泊的每个监测指标与《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）所给出的评价指标进行比对，确定每个指标所属的水质类别，以最差的单项指标所属的类别确定水质的综合类别。

1.2综合污染指数法

用多项水质平均综合污染指数对水质污染的程度进行定量评价，计算公式如下：

（1）

（2）

式（1）中Pi为单因子污染指数，Ci为i评价指标实测浓度值，Si为i评价指标标准限值，Si取《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类标准限值；式（2）中P为综合污染指数，n为评价指标的种类；式（3）中Ki为污染负荷率。

综合污染指数分级标准如下：水质状况好，P≤0.2；较好，0.2＜P≤0.4；轻度污染0.4＜P≤0.7；中度污染0.7＜P≤1；重污染1＜P≤2；严重污染P≥2.0。

1.3模糊综合评价

城市水环境状况评价涉及面广、影响因素多，是一项复杂的多目标决策问题，而模糊综合评价法是一种基于模糊数学理论的综合评价方法。该方法根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。本文中的水环境状况评价问题与模糊综合评价方法特征相符，因此采用模糊综合评价法评判水环境状况是较为合理的。

2实例应用

2.1 研究区概况

A市多年平均降水深658.6mm，多年平均径流深150.5mm，多年平均总蒸发量875.1mm。多年平均水资源量156550万m3,折合产水深200.7mm，占平均降水深的30.5%，其中比较容易开发的河川基流量占资源总量的20.4%。A市2016年共评价省级以上水功能区16个，有9个水功能区达标，7个水功能区不达标，达标率为56.2%。其中，青龙河、洋河、石河水库以上流域生态环境好，适宜作为饮用水水源，汤河因本底值含氟高，适宜作为备用生活饮用水水源，原河道都存在不同程度的断流情况，影响水生生物的生长，工业用水区水质不达标，水体污染造成渔业减产，对水生态环境有不良影响。

2.2指标权重计算

根据城市水环境状况评价指标体系，结合《市水资源第三次评价报告》（2015—2021年）及同行专家对指标层重要性判定，利用Matlab2014a软件按照式（1）—（6）步骤对各级指标的权重进行计算，经过4次迭代（计算精度1×10-4）得到A市水环境状况评价指标。

2.3构建模糊关系矩阵S

由于部分评价指标具有模糊性强、难以有效量化的特点，需要结合实际经验来合理确定指标隶属度，因此本文在确定模糊关系矩阵时采用了专家赋分法。以问卷形式邀请同行十余位专家对A市水环境状况评价指标隶属度进行赋分，并回收有效问卷10份，在整理完成问卷赋分结果后，计算得到各评价指标隶属度模糊关系矩阵S。根据各评价指标隶属度统计结果，可以分别得出水体污染情况、水资源开发利用程度、水环境禀赋条件、水环境治理、经济社会发展水平等评价指标的二级隶属度模糊关系矩阵，依次为S1、S2、S3、S4、S5。

2.4城市水环境状况模糊综合评价

2.4.1多级模糊评价

按照改进层次分析法计算得到的指标权重W1、W2、W3、W4、W5及相关隶属度矩阵S1、S2、S3、S4、S5依次对A市水体污染状况、水资源开发利用程度、水资源禀赋条件、水环境治理、经济社会发展水平进行多级模糊综合评价。根据水体污染状况根据模糊评价最大隶属度原则，A市水环境状况评价各指标中水体污染情况、水资源开发利用程度、水资源禀赋、水环境治理、经济社会发展水平评价等级依次为中等、中等、中等、一般、较好。

2.4.2水环境状况综合评价

根据上文指标多级模糊评价结果，可对A市水环境状况进行综合评价，其中综合效果评价的隶属度矩阵R=（A1，A2，A3，A4，A5）T=

综合权重 W=（0.438，0.155，0.100，0.245，0.062），据此可得A市水环境状况模糊综合评价结果A=W·R=（0.438，0.155，0.100，0.245，0.062）·

（0.1127，0.3016，0.4744，0.2081，0.0068）。 根据上述模糊评价结果， 可以认为约有 11.27%的专家认为A市水环境状况为良好，30.16%的专家认为A市水环境状况为较好，47.44%的专家认为A市水环境状况为中等，20.81%的专家认为A市水环境状况为一般，0.68%的专家认为秦模糊评价结果，可以认为约有11.27%的专家认为A市水环境状况为良好，30.16%的专家认为A市水环境状况为较好，47.44%的专家认为A市水环境状况为中等，20.81%的专家认为A市水环境状况为一般，0.68%的专家认为A市水环境状况为较差，根据模糊评价最大隶属度原则，A市水环境状况评价等级为中等。综合来看， 累计有 88.87%的专家认为A市水环境状况达到中等以上水平。

根据模糊评价最大隶属度原则，A市水环境状况评价等级为中等。综合来看，累计有88.87%的专家认为A市水环境状况达到中等以上水平。根据A市水功能区实际监测结果得知：A市省级以上水功能区16个，有9个水功能区达标，7个水功能区不达标，达标率为56.2%，水体存在一定污染问题。从水资源开发利用程度来看，A市地表水开发利用程度达58.32%，超出国际上公认的地表水开发利用率40%的阈值。A市经济社会发展水平相对较高，未来随着城镇化建设的不断深入，水资源供需矛盾将进一步加剧。

结束语

综上所述，水环境状况研究对于解决好城市水环境治理问题具有重要现实意义，以A市为例，引用模糊综合评价法对A市水环境状况进行综合评价。从专家评价结果来看，A市水体污染情况、水资源开发利用程度、水资源禀赋、水环境治理、经济社会发展水平等各项指标评价结果依次为中等、中等、中等、一般、较好，全市水环境状况综合评价结果为中等，从全市各项指标实际情况来看，评价结论与专家意见基本一致。结合评价结果，相关部门要不断提升水资源管理能力，逐步提高全民节水意识，同时要不断深入推进水环境治理工作，严格落实“三条红线”控制指标及水环境治理任务，从根本上改善全市水环境状况。

参考文献：

[1] 仇宝瑞,桑学锋,周祖昊,等.鄂州市湖泊调蓄作用浅析[J].中国农村水利水电,2018(06):144-148.