[发明专利]一种评价水体质量的方法

说明书

本发明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，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。

技术领域

本发明涉及环境科学技术领域，尤其涉及一种评价水体质量的方法。

背景技术

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使用。但是，综合污染指数法假设不同水质指标对水体污染程度相等，没有考虑到不同指标对水体污染的重要性及影响程度的差别。因此，要准确评价水体污染程度，需要客观合理地确定不同指标的权重。更为重要的是，以综合污染指数为代表的上述水质评价方法都是利用水质监测数据从确定性的角度对目标水体质量进行评价。

然而，在水质监测过程中，受到水样采集和指标分析测定误差等人为因素与降雨、径流变化等自然因素的强烈影响，水质指标浓度往往存在显著的不确定性。故根据水质监测数据进行水质评价，水质评价结果的不确定性无法避免，这种不确定性的存在，不利于深入、全面的掌握水体质量状况。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种评价水体质量的方法，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，并且能够给出参评指标不确定条件下所有结果的可能性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种评价水体质量的方法，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；