一种评价水体质量的方法技术

本发明专利技术提供一种评价水体质量的方法，包括选出参评指标，并获取每一个参评指标的历史监测值构建出样本矩阵；选择质量标准及标准值，并根据历史监测值，得到每一参评指标的单因子污染指数构建出污染指数矩阵；构建投影指标函数采用加速遗传算法优化求解，得到每一参评指标的权重值；对每一参评指标的单因子污染指数进行分布检验，得到每一参评指标的概率分布类型；构建综合污染指数函数，采用蒙特卡罗抽样模拟，得到多个综合污染指数值；构建累积频率分布图，对比出概率最大的水体质量为评估结果。实施本发明专利技术，能针对现有综合污染指数水质评价方法未考虑参评指标权重及评价结果不确定性的不足，客观合理地对水体质量进行评价。

A Method for Evaluating Water Quality

The invention provides a method for evaluating water quality, including selecting evaluation indexes and obtaining historical monitoring values of each evaluation index to construct sample matrix; selecting quality standards and standard values, and according to historical monitoring values, obtaining single factor pollution index of each evaluation index to construct pollution index matrix; constructing projection index function and using accelerated genetic algorithm to optimize solution. The weights of each index are obtained; the probability distribution types of each index are obtained through the distribution test of the single factor pollution index of each index; the comprehensive pollution index function is constructed, and multiple comprehensive pollution index values are obtained by Monte Carlo sampling simulation; and the cumulative frequency distribution map is constructed to compare the evaluation results of the most probable water quality. The method can objectively and reasonably evaluate the water quality in view of the shortcomings of the existing comprehensive pollution index water quality evaluation method that does not consider the weight of the evaluation index and the uncertainty of the evaluation result.

【技术实现步骤摘要】
一种评价水体质量的方法
本专利技术涉及环境科学
，尤其涉及一种评价水体质量的方法。
技术介绍
随着农业集约化程度的日益提高、城市化进程的逐步加快及现代化工业的迅猛发展，大量未经处理的工业、农业和生活污水进入到水体中，导致水体质量恶化，严重威胁到流域的生态健康及水资源供应。根据《2017年中国生态环境状况公报》显示，全国地表水水质监测断面(1940个)有32.1％断面处于或劣于Ⅳ类水质标准；地下水监测点(5100个)有66.6％处于较差级或极差级。在当前水污染问题如此严重的形势下，有效地开展流域水环境综合整治刻不容缓。掌握水体污染程度是打好水环境综合整治攻坚战的基础性工作，具有重要的研究意义。只有采用合理客观的方法对水质监测数据进行评价，才能准确、科学地定量描述水体污染程度。自我国20世纪80年代开始全国范围内的河流水质评价以来，常用的水质评价方法包括单因子评价法、分级评价法、模糊综合评价法、灰色关联评价法、综合水质标志指数法、内梅罗污染指数法、神经网络评价法和综合污染指数法等。因为计算简便、综合性和可比性强，且能反映出水质状况是否符合水功能区要求，综合污染指数法在实际工作中普遍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评价水体质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、从非溶解氧指标和溶解氧指标中选出各自的参评指标，并获取每一个参评指标的历史监测值，且进一步根据所获取到的每一个参评指标的历史监测值，构建出由所有参评指标形成的行列式样本矩阵；步骤S2、从预设的地表水环境质量标准中，选择质量标准及其对应的每一参评指标的标准值，并根据每一参评指标的标准值及其对应的历史监测值，得到每一参评指标的单因子污染指数，且进一步根据所得到的每一参评指标的单因子污染指数以及所构建出的行列式样本矩阵，构建出由所有参评指标的单因子污染指数形成的行列式污染指数矩阵；步骤S3、构建与所述行列式污染指数矩阵相关联的投影指标函...

【技术特征摘要】
1.一种评价水体质量的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、从非溶解氧指标和溶解氧指标中选出各自的参评指标，并获取每一个参评指标的历史监测值，且进一步根据所获取到的每一个参评指标的历史监测值，构建出由所有参评指标形成的行列式样本矩阵；步骤S2、从预设的地表水环境质量标准中，选择质量标准及其对应的每一参评指标的标准值，并根据每一参评指标的标准值及其对应的历史监测值，得到每一参评指标的单因子污染指数，且进一步根据所得到的每一参评指标的单因子污染指数以及所构建出的行列式样本矩阵，构建出由所有参评指标的单因子污染指数形成的行列式污染指数矩阵；步骤S3、构建与所述行列式污染指数矩阵相关联的投影指标函数，并采用加速遗传算法对所述投影指标函数优化求解，得到每一参评指标的权重值；步骤S4、对所述行列式污染指数矩阵中每一参评指标的单因子污染指数进行自然对数变换计算，并对每一参评指标的单因子污染指数自然对数变换计算后的计算值进行分布检验，得到每一参评指标的概率分布类型；步骤S5、构建综合污染指数函数，并从所得到的每一参评指标的概率分布中进行多次蒙特卡罗抽样，且进一步将每一次蒙特卡罗抽样的结果导入所述综合污染指数函数中进行模拟，得到多个综合污染指数值；其中，所述综合污染指数函数是由参评指标的权重值及其单因子污染指数自然对数变换计算后的计算值决定的；步骤S6、将所得到的多个综合污染指数值从小到大排列，并构建与从小到大排列的综合污染指数值关联的累积频率分布图，且进一步根据所构建的累积频率分布图以及预设的阈值，确定出概率最大的水体质量为当前评估的水体质量；其中，所述水体质量包括清洁，轻度污染，中度污染，重度污染和严重污染。2.如权利要求1所述的评价水体质量的方法，其特征在于，所述步骤S1中“从非溶解氧指标选出的参评指标”包括高锰酸盐指数CODMn、五日生化需氧量BOD5、氨氮NH3-N、锌Zn和总磷TP；所述步骤S1中“从溶解氧指标选出的参评指标”包括溶解氧DO。3.如权利要求1所述的评价水体质量的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：预先定义地表水环境质量标准GB3838-2002中规定的参评指标I到V类水标准限值作为标准参考值，并根据目标水体水环境功能区要求，从预设的地表水环境质量标准中，选择目标水体控制级别，且进一步确定出每一参评指标的标准值；根据公式Pij＝Cij/Cj0，计算出非溶解氧指标选出的参评指标的单因子污染指数Pij；其中，Cij为所述行列式样本矩阵中第i个样本第j项参评指标的历史监测值；Cj0为j项参评指标的标准值；i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n；m为历史监测值的采样总次数；n为参评指数的总个数；根据公式计算出溶解氧指标选出的参评指标的单因子污染指数PDO；其中，CiDOf为所述行列式样本矩阵中i个样本的饱和溶解氧浓度，且CiDOf＝468/(31.6+Ti)；Ti为所述行列式样本矩阵中第i个样本采样时的水温；将所计算出的非溶解氧指标选出的参评指标的单因子污染指数Pij以及所计算出的溶解氧指标选出的参评指标的单因子污染指数PDO，构建出由所有参评指标的单因子污染指数形成的行列式污染指数矩阵。4.如权利要求3所述的评价水体质量的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：将所述行列式污染指数矩阵作为投影寻踪模型的输入数据，并将n维数据综合成以e＝{e(1),e(2),...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪晓亮，黄宏，商栩，廖忠鹭，梅琨，夏芳，王振峰，张明华，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33