应用多目标决策—理想点法综合评价水环境质量

环境工程　２００２年６月第２０卷第３期　应用多目标决策一理想点法综合　评价水环境质量　陈武李凡修梅平　（江汉石油学院化工系，湖北４３４１０２）　摘要应用多目标决策一理想点法的基本厚理，建立了一个综合评价永环境质量的数学模型，井将评价结果与袁色关　联舟析法和模糊综台评判法的评价结果进行了比鞍，表明用理想点法综台评价木环境质量简单．科学、告理。　关ｔ词永环境质量　综台评价　多目标决策一理想点法点色关联分析法模糊综合评判法　１引言　来定义不同的距离空间，当Ｐ＝１时称为海明距离或　水环境质量综合评价，实际就是依据水污染物浓　绝对距离；Ｐ＝２时称为欧式距离；Ｐ＝＊时称切比雪　度的分级标准，判断某个地区某一时间内的水环境综　夫距离。无论Ｐ取何值，对同一事物评价结果相同。　合质量与哪级标准最接近，则它就被视为符合该级水　即该距离该小，就说明该点离理想点越近。　环境质量。目前，用于水环境质量综合评价的方法很　３实例评价　多　，各有特点。本研究介绍了多目标决策一理想点　本研究按以上原理和方法，以参考文献［１］中的　法　，并将其引入水环境质量综合评价。该法容易理　水质污染数据和水质污染分级标准为依据，数据见　解，计算非常简单，不但能体现水环境质量与多种污　表１和表２，以ＤＯ、ＣＯＤ　、ＢＯ　．ＣＮ、酚、ＮＨ　一Ｎ为评　染指标的复杂关系，而且评价科学，合理。　价指标因子，对某地区４个监测点位的水环境质量进　２基本原理　行了综合评价。　假设影响水环境质量的有ｎ个指标　（　），　（　），……　（　），对于每个指标函数分别有其最优　裹１实测水污染指标灌度值　ｍ，ｇ／Ｌ　值为：，　＝ｚｎａｘ　（　）＝　（　）（ｉ＝１，２，……　）。如果　所有这些指标的最优解　．（ｉ＝１，２，…ｎ）都相同，设　为　，那么只要在Ｘ＝Ｘ’这点，所有的指标都同时　达到各自的最优值。但一般来说，这种情况是不太可　能发生的。因此就向量函数Ｆ（　）＝［　（　），　（　）　…　（　）］　来说，向量Ｆ　＝［　，　，…ｆ２　仅是一　个理想点，我们要做的就是在Ｒ上找出一点　，使　，（　）与，　的偏差最小，此时指标的最优值就离理想　裹２水质污染分级标准　ｍ，ｇ／Ｌ　点越近，解就越优，因此我们可在这个ｎ维空间定义　一个模：　Ｆ（　）一Ｆ　ＩＩ一　ｎ，常用的是闵可夫斯基　（Ｍｉｎｋｏｗｓｋｉ）距离法：　ＤＯ　＞７　０　５　０左右　３　０左右２　０左右　（】．０　Ｌ　ＩＩ　Ｆ（＊）一Ｆ　ＩＩ＝｛∑　［　（　）一川　｝ｉ　ＣＯＤ。　＜２　０　３．０左右５．０左右８　０左右　＞１　４３　０　ｉ＝Ｉ　ＢＯ　＜１　５　２　０左右３．０左右５　０左右　＞８　０　＝　（　）Ｐ∈（１，＊）　（１）　ＣＮ　＜０加ｌ　０加２左右０　００５左右０　０１左右　＞０　０２　（１）式是理想点法最常用的公式。式中　为第　个指标的希望值，　（　）为第　个指标的实际值，　酚　＜０．００２　０．ＯＯ５左右０加１左右０　０２左右　＞０．０３　为权重。在实际工作中可根据需要选择不同的Ｐ值　Ｎ｝Ｌ—Ｎ　＜０．２　０．４左右０．６左右　Ｉ．０左右　＞】．５　维普资讯 http://www.cqvip.com

环境工程　２００２年６月第２０卷第３期　选用影响水环境质量，并为我国水环境质量标准　表４各监测点在评价体系中的综合距离的最小值　所控制的ＤＯ、ＣＯＤ　、ＢＯＤ　、ＣＮ、酚、ＮＨ　一Ｎ　６个指标来　殛所属标准中的级别　综合评价水环境质量，将水环境质量进行分级并比较　优劣。根据理想点法，把水质污染分级标准中的每一　级标准ｃ．［ｃ．（Ｄ０）、ｃ，（ＣＯＤ　）、ｃ，（Ｂ０　）、　（ｃＮ）、　ｃ　（酚）、ｃ．（ＮＨ　一Ｎ）］作为一个理想点，然后计算出每　一监测点监测值Ｄ．［ｄ　（ＤＯ）、ｄ．（ＣＯＤ　）、ｄ　（ＢＯＤ　）、　ｄ．（ＣＮ）、ｄ。（酚）、ｄ．（ＮＨ　一Ｎ）］与各理想点间的距离，　再根据距离大小判断每监测点水环境质量所属级别　４比较与讨论　及优劣。　将参考文献［１］中应用灰色关联分析法和模糊综　为了计算简便，对影响水环境质量的６个指标作　合评判法对上述４个监测点的评价结果与理想点法　的评价结果进行了比较，比较结果如表５所示。　等权处理，即＾。＝＾：……・＾　＝　１，但为了计算方便　就取　＝１，且选取Ｐ＝２，则式（１）就变为：　表５　３种方法评价结果比较　Ｌ　Ｌ　（　）＝｛∑（　（　）一，　）。）　（２）　即（２）式为三维空间中的欧式距离，表示欧氏空间中　向量Ｆ（　）与向量，’的距离，与哪一级标准距离最　小，则该监测点水环境质量便属哪一级水。　根据（２）式便可按下式进行计算：　＝Ｉ『ｄ．（ＤＯ）一ｃ　（ＤＯ）］　＋［ｄ．（ｃ０Ｄｔ　）一ｑ　（ＣＯＤ　）］　＋【ｄ　（Ｂ０　）一ｃ　（ＢＯＤ　）］　＋［ｄ　（ＣＮ）一　通过比较发现：　（ＣＮ）］　＋［ｄ．（酚）一ｃ．（酚）］　＋［ｄ　（ＮＨ　一Ｎ）一ｃ　（１）利用多目标决策理想点法所得的评价结果与　（ＮＨ．一Ｎ）］　（　１，２，３，４，　＝ｌ，２，……５）　（３）　利用模糊综合评判法的评价结果完全一致，与灰色关　根据式（３）可计算每监测点污染指标到Ｉ～Ｖ级　联法评价结果仅略有区别。且利用多目标决策理想　标准的综合距离，其值如表３所示。　点法对水环境质量进行综合评价比其它２种方法更　简便易行，可直接套用式（３）进行计算，就能对水环境　表３监铷点污染指标到Ｉ～Ｖ级标准的综合距离　质量作出合理评价，且能不受评价因子个数多少的　影响。　（２）如果水污染指标的度量单位不同，只要依据　文献［２］中的标准差标准化法处理后仍可直接用式　（３）计算，因而该法不受度量单位不同的影响。　参考文献　Ｉ杨继东等灰色关　分析在环境质量评价中的应用环境工程　１９９３（３）：５８～６１．　根据表（３）中的计算结果，在每个监测点的５个　２陈湛匀著现代决策分析概论．上悔：上海科学技术出版杜，１９９１　距离中取Ｌ＝ｍｉｎ｛Ｌ．．，Ｌ　，Ｌ　Ｌ　｝，结果如表４　１７６—１８０．　所示。即每监测点的所有因子到Ｉ～Ｖ级标准的距　离中最小值，因而我们可得出如表４中的结果：即４　第一作者陈武，男，ｌ９６８年９月出生。２００１年毕业于江覆石袖学院　个监测点水环境质量所属级别分别为：中污染Ⅲ　袖气田环境僳护专业，莸工学硕士学位，讲师，理主要从事环境保护的　（ｃ　）、重污染Ⅳ（Ｃ　），清洁Ｉ（ｃ。）、轻污染Ⅱ（Ｃ　）。　教学和科研工作　菊＿１＝西＝丽硼