基于组合权重-集对分析理论的城市湖泊水质评价模型——以玄武湖为例

全面准确地进行水质评价是城市湖泊有效治理的前提。研究基于组合权重-集对分析理论，以溶解氧(DO)、氨氮(NH₃-N)、总磷(TP)、总氮(TN)为评价指标，利用综合层次分析法和熵权法确定指标权重，选择六元联系数，建立了适用于玄武湖的水质评价模型。结果表明，玄武湖的水质尚未完全达到Ⅳ类水标准，与传统评价方法(单因子评价法、主成分分析法)相比，采用基于组合权重-集对分析理论的城市湖泊水质模型开展评价工作时，可通过主客观相结合的方法综合考虑多种指标，且能对同一片湖区不同区域的同一等级水质的进一步发展趋势进行分析，从而完成更为全面细致的水质评价工作，为后续城市湖泊分区治理提供更为可靠的依据。     

五元系数法-改进熵权法在水质评价中的应用

为了使水质监测值和水体划类标准值之间关系更紧密,利用五元联系数方法建立了各水质评价指标与评价标准的五元联系数;同时在传统熵权计算的基础上,采用秩比法设定偏好校正系数,得到改进的熵权重;最后将五元联系数ui和改进的熵权重WRi相结合获得五元综合联系度,据此对水质进行评价,这是一种主客观结合的、符合实际情况的水质评价新方法。以贵州贵阳市河流断面监测数据为例,评定样本点所在河段水质等级,分析了该河流水质变化趋势,验证了五元系数法-改进熵权法水质评价方法的实用性。     

GIS与PCA-RSR模型在地下水水质评价中的应用

地下水水质受多个指标影响,各指标之间往往存在信息的重叠和相互关联,是极其复杂的综合系统。现有水质评价方法大多数在评价过程中对各指标之间的信息重叠等考虑不足或未考虑,使得水质评价结果出现偏差。针对上述问题,以典型矿区显德汪大青灰岩含水层为研究对象,选取了亚硝酸盐、硝酸盐、总硬度等9个水质评价指标,基于主成分分析法(PCA)提取了3个主元,应用秩和比法(RSR)求得各主元权重系数,并结合GIS技术建立了地下水水质评价模型,对该含水层水质进行了分析评价。论证了PCA-RSR模型在地下水水质评价中的可行性和优越性。研究表明:该区域水质以Ⅲ类水、Ⅳ类水及Ⅴ类水为主,主要污染指标为总硬度、硫酸盐、氨氮、亚硝酸盐等。研究成果可为研究区地下水水质修复提供重要的参考依据。     

基于可变模糊模型的郑州市非常规水水质评价

为了掌握郑州市非常规水水质情况,对金水河及湿地公园景观用水进行了水质采样,采用可变模糊评价模型,结合地表水水质评价标准,对郑州市非常规水水质进行了综合评价。结果表明:湿地公园水质稳定,多次观测均达到Ⅱ级水质标准,且有提升至I级的趋势;金水河的3个断面7月水质均为Ⅳ级、8—10月为Ⅱ~Ⅲ级,已达到景观用水的水质要求。     

组合权重模糊联系度模型在水质评价中的应用

针对水质评价指标存在的不确定性和水质评价标准存在的模糊性,基于集对分析理论与模糊层次分析法构建了模糊联系度水质评价模型。首先计算各评价指标值的分级联系度,对样本指标值做初步分类;再计算各评价样本与水质标准之间的综合联系度;最后通过置信度准则评判评价样本的水质级别。为突出不同评价指标的贡献率,将熵值赋权法和超标加权法引入该模型,并通过理想点法进行权重的合成,实现了多种赋权方法优势的融合。将模型应用于闽江渔业水域的水质评价,结果表明基于组合权重的模糊联系度水质评价结果更贴近实际情况,评价结果合理可信。     

多种密切值法在水质评价应用中的对比研究

为了分析各种密切值法的特点,选择最佳的地下水水质评价方法,叙述了传统密切值法、改进的密切值法、基于熵权改进的密切值法、基于熵权的密切值法的方法原理,并以内蒙古东胜煤田阿不亥普查区的地下水水质综合评价为例,用上述各种密切值法进行地下水水质评价,将评价结果与模糊数学法的评价结果进行对比,分析各种评价结果的合理性。结果发现:当各水样的检测值差别相对较大时,采用目标差值率法对初始环境矩阵规范化处理,会过分夸大该指标在水质评价中的作用,所以改进的密切值法和基于熵权改进的密切值法在这种情况下评价结果很不理想。运用信息熵原理确定各指标的权重,综合考虑了各种信息,弥补了传统的密切值法的缺点,基于熵权的密切值法是各种密切值法中最合理的评价方法。     

基于熵权云模型评价法的省级考核断面水质评价与对比

水环境系统拥有随机性和模糊性,20世纪90年代提出的云模型可以灵活地实现数据和概念的转换,因此逐渐应用在水质评价;水质评价问题本质是一个多属性分类问题,欧式距离可以很好地表征多属性问题,其在水质评价中也开始应用。为比较变权欧式距离法及熵权云模型评价法在水质评价中的优劣性,依托陕西省渭河、汉江、丹江3条主要河流2020年水质监测数据,采用变权欧式距离法和熵权云模型评价法综合评价3条河流40个断面的地表水环境质量。结果表明：研究区域内水质状况良好,70%以上的站点水质达到Ⅲ类水。污染较为严重的断面主要分布在渭河支流,主要污染物控制指标为化学需氧量和氨氮。     

基于熵权-TOPSIS法的汾河水质评价

汾河作为山西最大的河流,是山西饮用水及农业用水的主要来源。本文以汾河监测断面水质为评价对象,选取化学需氧量、石油类、氨氮、挥发酚、氰化物、氟化物、铅和镉8个评价因子,基于MATLAB和SPSS软件,采用熵权-TOPSIS法对汾河检测断面进行水质评价,并对比了主成分分析法和灰色关联分析法。研究结果表明,基于熵权-TOPSIS法的汾河水质评价方法切实可行,为监测和治理汾河水质状况提供了合理可靠的依据。     

基于熵权的模糊物元模型在水质综合评价中的应用

鉴于水质评价中各指标的不确定性和模糊性，将熵值理论与模糊物元建模相结合，应用于水质综合评价中，建立了基于熵权的模糊物元模型。引用信息熵所反映数据本身的效用值来计算指标的权重系数，有效地避免了权重分配困难的问题。该模型以一种新的方法进行水质综合评价，并结合实例进行应用，通过与综合评判法及属性识别法的比较，进一步验证了该模型的合理、简便和实用。     

改进的综合水质标识指数法在上海市长宁区水质评价中的应用

针对综合水质标识指数法在水质评价中无法客观考虑指标权重的情况,将改进的主成分分析法与综合水质标识指数法相结合,采用主成分分析法对单个指标权重赋值,将各指标权重用于综合水质标识指数法。将改进的综合水质标识指数法应用于上海市长宁区水质评价,并与其他水质评价方法进行比较。结果表明：长宁区各等级河道水质时空差异明显;评价结果与实际情况较为一致;此方法可操作性强,且能够直观地比较各个时间段每条河流的综合水质达标情况。     

基于不同评价方法的柳州市水质分析

本文采用单因子指数法、综合污染指数法及主成分分析法,对柳州市8处地表水水质数据进行综合评价。结果表明:单因子指数法计算结果均为Ⅱ类水质;综合污染指数法与单因子指数法计算结果趋势基本接近,但不能直接判断水质级别;主成分分析法可以分析水质的主要影响污染物。因此,综合考虑3种评价方法对地表水水质进行评价,可以获取更多的潜在信息。     

主成分分析法在辽河水质评价中的应用

在水质评价中,表示某一流域水质量情况的指标众多,而不同的指标间往往存在不同程度的相关性。其中有些相关性甚至非常显著,这使它们提供的信息有可能发生重叠。运用主成分分析综合处理可以产生新的指标,而这些新的指标彼此互补相关又能综合反映水质的情况。通过应用主成分分析逐步降维综合处理的特性对辽河水质进行评价,对辽河4个断面的污染程度做了综合评价。然后再应用主成分分析法选取主要污染指标,结合迭代聚类模型对主成分分析得到的结果进行分类。     

基于粗糙集——信息熵的水质综合评价方法研究

水质评价是水环境治理和水环境保护的基础,如何客观地设定各水质评价指标的权重是水质评价的重点和难点。首次将改进的基于粗糙集和条件信息熵权重的确定方法应用到水质评价中,科学、有效地确定了各水质评价指标的权重,并在此基础上进一步建立了基于粗糙集和条件信息熵的水质评价模型。利用该模型,对重庆市南川凤嘴江的实测水质数据进行了综合评价。应用结果表明:运用该方法得出的评价结果更加科学、合理,而且能够对同一等级的水质开展进一步的细化分级。研究成果可为水质监测和水质评价提供一种新的思路。     

太湖水质指标主成分分析

用主成分分析的方法研究了太湖各水质监测站监测的水质指标,从原始数据出发提取了占总方差80%以上的两个主成分,对此作出了合理的解释:第一主成分主要是由水体中的N,P和有机物所引起的;而第二个主成分主要体现了水体的清澈程度。得到了水质监测站的水质分类图,从水质分类图中明显看出各站水质的污染情况及其污染原因,将大量抽象的数据变为形象的图表,降低分析的难度。     

南京市水资源可持续利用评价

以南京市所辖区域作为研究区,根据2003--2010年水资源利用的有关资料,采用主成分分析法和熵权法对该研究区水资源可持续利用程度进行综合评价,并运用聚类分析法对评价结果进行对比分析。结果表明：研究区2003--2010年期间水资源可持续利用水平总体呈上升趋势,但从聚类分析结果看,水资源可持续利用程度的改善幅度并不大,说明目前南京市水资源可持续利用问题依然严峻。     

基于综合权重的灌溉水质评价物元模型

针对灌溉水质单指标评价的缺点和现有综合评价方法存在的问题,将分辨能力强、不易丢失信息的物元模型引入到灌溉水质的评价中,并采用主观权重(AHP法)和客观权重(熵权法)综合的方法解决关联度计算时权重不易确定的问题。将基于综合权重的灌溉水质评价物元模型应用于实例分析,5个水样的灌溉水质分别为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅴ级、Ⅴ级和Ⅲ级,与属性综合评价法的评价结果基本一致,说明物元模型用于灌溉水质综合评价方法可行、结果可信。     

改进的主成分分析法在白洋淀水质评价中的应用

针对数据标准化信息丢失以及主成分中各系数相近造成的涵义不明确,对主成分分析法进行了改进,很好地实现了降维的效果.将其应用于河北省白洋淀水质综合分析,结果表明:在各观测断面中普遍存在富营养化现象,氨氮、总磷是水质的主要污染指标.通过对各断面的水质进行综合评比,得出各站点的污染程度排序,为白洋淀区域治理提供理论指导.     

河流水质主要污染物组分识别的主成分分析

通过对我国江河水质数据特性及统计分布问题的分析，阐述了常用的判断河流各污染组分对断面水质影响方法的局限性，提出了运用主成分分析方法对河流水质污染组分进行识别，从新的角度－信息量的概念探讨了河流水质各污染组分包含的信息量大小及各污染组分对断面水质影响程度。通过淮河吴家渡站，淮南站实测水质资料，计算表明该方法可信，合理，对江河水质污染组分别有指导意义。     

基于“五水共治”规划的水资源承载力评估

为了评价"五水共治"综合规划实施后水资源承载力变化情况,以临海市为研究对象,选取了17项评价指标构建水资源承载力评价指标体系,采用主成分分析法对评价指标进行降维处理,建立水资源承载力变化驱动因子的多元线性回归模型,提取水资源自然支持力、社会生活水平和经济发展水平3个子系统的主成分,并用熵值法对子系统赋权,计算水资源承载力综合得分,并进行分析评价。结果表明:"五水共治"综合规划实施后,临海市水资源承载力有明显提高,治污、开源、节流是提升水资源承载力的主要因素。