水环境质量评价分析方法(-224张)课件.ppt

1、 4.2 4.2 评价因子与采样评价因子与采样 4.1 4.1 地表水环境影响评价分级地表水环境影响评价分级 4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法 4.5 4.5 地下水质量评价方法地下水质量评价方法 4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分析方法 4.7 4.7 水环境质量评价的层次分析法水环境质量评价的层次分析法 4.3 4.3 评价的原则及依据评价的原则及依据4.1 4.1 地表水环境影响评价分级地表水环境影响评价分级根据根据环境影响评价技术导则环境影响评价技术导则地面水环境地面水环境，地表，地表水环境影响评价分为水环境影响评价分为三

2、级三级：一级、二级和三级。：一级、二级和三级。地表水环境影响评价等级的划分主要由四项指标决定地表水环境影响评价等级的划分主要由四项指标决定:建设项目的污水排放量建设项目的污水排放量建设项目污水水质的复杂程度建设项目污水水质的复杂程度各种受纳污水的地表水域的大小规模各种受纳污水的地表水域的大小规模地表水水质要求地表水水质要求建设项目的污水排放量建设项目的污水排放量 污水排放量中不包括间接冷却水、循环水以及其他含污污水排放量中不包括间接冷却水、循环水以及其他含污染物极少的清净下水的排放量，但包括含热量大的冷却染物极少的清净下水的排放量，但包括含热量大的冷却水的排放量。水的排放量。污水排放量的大小分

3、为污水排放量的大小分为5个等级：个等级：20000 m3/d20000 m3/d，10000 m3/d 10000 m3/d，5000 m3/d5000 m3/d，1000 m3/d1000 m3/d，200 m3/d建设项目污水水质的复杂程度建设项目污水水质的复杂程度污水水质的复杂程度按污水中拟预测的污染物的类型以污水水质的复杂程度按污水中拟预测的污染物的类型以及某类污染物中水质参数的多少划分为及某类污染物中水质参数的多少划分为复杂复杂、中等中等和和简简单单三类：三类：污染物的四种类型：持久性污染物、非持久性污染污染物的四种类型：持久性污染物、非持久性污染物、酸和碱、热污染。物、酸和碱、热污

4、染。污水水质的复杂程度：污水水质的复杂程度：复杂：复杂：污染物类型污染物类型3，或只含两类污染物，但需预测其浓度，或只含两类污染物，但需预测其浓度的水质参数数目的水质参数数目10；中等：中等：污染物类型污染物类型2，且需预测其浓度的水质参数数目，且需预测其浓度的水质参数数目10；或只含一类污染物，但需预测其浓度的水质参数数目或只含一类污染物，但需预测其浓度的水质参数数目7；简单：简单：污染物类型污染物类型1，且需预测其浓度的水质参数数目，且需预测其浓度的水质参数数目150m3/sw 中河：中河：15150m3/sw 小河：小河：150m2w 中湖（库）：中湖（库）：15150m2w 小湖（库）

5、：小湖（库）：15m2 w当平均水深当平均水深50km2w 中湖（库）：中湖（库）：550m2w 小湖（库）：小湖（库）：50m）垂线应设在明显水流处。垂线应设在明显水流处。采样断面及采样点的布设采样断面及采样点的布设采样断面及采样点的布设同河流。采样断面及采样点的布设同河流。当排污口拟建于河口赶潮段内时，其上游需当排污口拟建于河口赶潮段内时，其上游需设置采样断面的数目与位置应根据赶潮段的设置采样断面的数目与位置应根据赶潮段的实际情况决定。实际情况决定。采样断面及采样点的布设采样断面及采样点的布设采样位置可采样以建设项目的排放为中心，采样位置可采样以建设项目的排放为中心，沿放射线布设的方法。采

6、样空间密度可参考沿放射线布设的方法。采样空间密度可参考如下数字确定：如下数字确定：采样断面及采样点的布设采样断面及采样点的布设采样位置可采样以建设项目的排放为中心，沿放射线采样位置可采样以建设项目的排放为中心，沿放射线布设的方法。采样空间密度可参考如下数字确定：布设的方法。采样空间密度可参考如下数字确定：4.2 4.2 评价因子与采样评价因子与采样 4.1 4.1 地表水环境影响评价分级地表水环境影响评价分级 4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法 4.5 4.5 地下水质量评价方法地下水质量评价方法 4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分

7、析方法 4.7 4.7 水环境质量评价的层次分析法水环境质量评价的层次分析法 4.3 4.3 评价的原则及依据评价的原则及依据4.3 4.3 评价的原则及依据评价的原则及依据水环境现状评价基于水质采样调查和分析，水环境影响水环境现状评价基于水质采样调查和分析，水环境影响评价基于水质影响预测结果。评价基于水质影响预测结果。地表水环境影响评价工作按三级进行。地表水环境影响评价工作按三级进行。低于第三级地表水环境影响评价条件的建设项目，不必进低于第三级地表水环境影响评价条件的建设项目，不必进行地表水环境影响评价，只需按环境影响报告表的有关要行地表水环境影响评价，只需按环境影响报告表的有关要求，进行简

8、要说明和简单的环境影响分析。求，进行简要说明和简单的环境影响分析。当采纳水域的环境保护要求较高，且评价等级为一、二级当采纳水域的环境保护要求较高，且评价等级为一、二级时，应考虑水生生物和底质的调查和评价。时，应考虑水生生物和底质的调查和评价。地表水环境影响评价方法可采用文字分析描述和数学方地表水环境影响评价方法可采用文字分析描述和数学方法。法。4.3.1 4.3.1 评价的原则评价的原则 4.3 4.3 评价的原则及依据评价的原则及依据水环境评价的基本依据是地表水环境质量各种标准、有水环境评价的基本依据是地表水环境质量各种标准、有关法规、当地的环保要求及待评价建设项目的投资生产关法规、当地的环

9、保要求及待评价建设项目的投资生产状况或计划等。状况或计划等。水环境质量标准水环境质量标准法规法规其他依据其他依据4.3.2 4.3.2 评价依据评价依据 地面水环境质量标准地面水环境质量标准海水水质标准海水水质标准渔业水质标准渔业水质标准农田灌溉水质标准农田灌溉水质标准污水综合排放标准污水综合排放标准生活饮用水卫生标准生活饮用水卫生标准地方有关水环境标准地方有关水环境标准4.3 4.3 评价的原则及依据评价的原则及依据水环境评价的基本依据是地表水环境质量各种标准、有水环境评价的基本依据是地表水环境质量各种标准、有关法规、当地的环保要求及待评价建设项目的投资生产关法规、当地的环保要求及待评价建设

10、项目的投资生产状况或计划等。状况或计划等。水环境质量标准水环境质量标准法规法规其他依据其他依据4.3.2 4.3.2 评价依据评价依据 中华人民共和国环境保护法中华人民共和国环境保护法建设项目环境保护管理条例建设项目环境保护管理条例中华人民共和国海洋环境保护法中华人民共和国海洋环境保护法中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国水污染防治法中华人民共和国水法中华人民共和国水法中华人民共和国渔业法中华人民共和国渔业法地方有关水环境及建设项目环境保护法规。地方有关水环境及建设项目环境保护法规。4.3 4.3 评价的原则及依据评价的原则及依据水环境评价的基本依据是地表水环境质量各种标准、有水环境评价的

11、基本依据是地表水环境质量各种标准、有关法规、当地的环保要求及待评价建设项目的投资生产关法规、当地的环保要求及待评价建设项目的投资生产状况或计划等。状况或计划等。水环境质量标准水环境质量标准法规法规其他依据其他依据4.3.2 4.3.2 评价依据评价依据 环境影响评价技术导则环境影响评价技术导则海洋监测规范海洋监测规范建设项目投资生产计划建设项目投资生产计划 4.1 4.1 评价因子与采样评价因子与采样 4.2 4.2 地表水环境影响评价分级地表水环境影响评价分级 4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法 4.5 4.5 地下水质量评价方法地下水质量评价方法 4.6 4.6 水环

12、境质量评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分析方法 4.7 4.7 水环境质量评价的层次分析法水环境质量评价的层次分析法 4.3 4.3 评价的原则及依据评价的原则及依据4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法4.4.1 4.4.1 水质评价方法水质评价方法 4.4.2 4.4.2 底质质量评价方法底质质量评价方法 4.4.3 4.4.3 水的生物学质量评价方法水的生物学质量评价方法 4.4.4 4.4.4 水环境质量评价方法水环境质量评价方法 4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法4.4.1 4.4.1 水质评价方法水质评价方法 出发点：根据水质组

13、分浓度相对于其环境质量标准的大出发点：根据水质组分浓度相对于其环境质量标准的大小来判断水的质量状况。小来判断水的质量状况。评价方法：评价方法：单项水质参数评价方法单项水质参数评价方法多项水质参数评价方法多项水质参数评价方法单项水质参数评价方法单项水质参数评价方法 单项水质参数单项水质参数 i 在第在第 j 点的标准指数：点的标准指数：siijijSCS 式中式中 Sij 单项水质参数单项水质参数 i在第在第j点的标准指数；点的标准指数；Ci 第第i种污染物在种污染物在j点的实测浓度；点的实测浓度；Si 第第i种污染物的环境评价标准。种污染物的环境评价标准。水质参数的标准指数水质参数的标准指数S

14、ij 1，说明该水质参数超过了规，说明该水质参数超过了规定的水质标准，不能满足使用要求。定的水质标准，不能满足使用要求。溶解氧（溶解氧（DO）的标准指数：）的标准指数：sjsfjfjDODODODODODODOS,sjsjjDODODODODOS,910,TDOf6.31468式中式中 SDO,j 溶解氧溶解氧DO在预测点（可监测点）在预测点（可监测点）j的标准指数；的标准指数；DOj 监测点或预测点（可监测点）监测点或预测点（可监测点）j处的处的DO浓度，浓度，mg/L；DOf 为某水温、气压条件下的饱和溶解氧为某水温、气压条件下的饱和溶解氧DO的浓度，的浓度，mg/L；DOs 溶解氧的评价

15、标准限值，溶解氧的评价标准限值，mg/L。PH的标准指数：的标准指数：0.7,0.70.7,jdsjjPHpHpHpHS式中式中 SpH,j pH在预测点（可监测点）在预测点（可监测点）j的标准指数；的标准指数；pHj 监测点或预测点（可监测点）监测点或预测点（可监测点）j处的处的pH值；值；pHds 水质标准中规定的水质标准中规定的pH值下限；值下限；pHus 水质标准中规定的水质标准中规定的pH值上限。值上限。0.7,0.70.7,jusjjPHpHpHpHS多项水质参数评价方法多项水质参数评价方法 算术均值法算术均值法 加权平均法加权平均法 几何平均法几何平均法 算术均值法算术均值法 水

16、质指数水质指数 的计算公式：的计算公式：),2,1(111niSCnpniii式中式中 p1 水质指数；水质指数；Ci 第第i种污染物的实测浓度；种污染物的实测浓度；Si 第第i种污染物的环境评价标准；种污染物的环境评价标准；n 参加评价的污染物的个数。参加评价的污染物的个数。（3-1）加权平均法加权平均法 考虑水体中各种污染物的污染贡献大小（权重），水考虑水体中各种污染物的污染贡献大小（权重），水质指数质指数 的计算公式：的计算公式：),2,1(12niIwpniii式中式中 p2 水质指数；水质指数；Ii 第第 i 种污染物的分指数，种污染物的分指数，Ii=Ci/Si，其中，其中Ci为为第

17、第i 种污染物浓度实测值，种污染物浓度实测值，Si 为第为第 i 种污染物的评价标准；种污染物的评价标准；wi 第第 i 中污染物的权重值，中污染物的权重值，n 参加评价的污染物的个数。参加评价的污染物的个数。（3-2）niiiiIIw1/几何评价法几何评价法 将所有参加评价污染物的污染分指数的平均值将所有参加评价污染物的污染分指数的平均值与所有参加评价污染物的污染分指数的最大值相与所有参加评价污染物的污染分指数的最大值相乘开方求水质指数乘开方求水质指数，计算公式为：，计算公式为：niiiiiSCnSCp131)max(式中式中 p1 水质指数；水质指数；Ci 第第i种污染物的实测浓度；种污染

18、物的实测浓度；Si 第第i种污染物的环境评价标准；种污染物的环境评价标准；n 参加评价的污染物的个数。参加评价的污染物的个数。（3-3）4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法4.4.2 4.4.2 底质质量评价方法底质质量评价方法 由于缺乏底质质量的评价标准，由于缺乏底质质量的评价标准，底质污染物分指数底质污染物分指数Ii的的计算通常是建立在评价区土壤中有害物质自然含量调查计算通常是建立在评价区土壤中有害物质自然含量调查的基础上，计算公式为的基础上，计算公式为iiiLCI 式中式中 Ii 底质中第底质中第i中污染物的分指数；中污染物的分指数；Ci 底质中第底质中第i种污染物的

19、实测值；种污染物的实测值；Li 评价区土壤中第评价区土壤中第i种污染物的自然含量上限，种污染物的自然含量上限，Li 值可采用在未受或少受污染的地区各采样点各有害物质自然值可采用在未受或少受污染的地区各采样点各有害物质自然含量的平均值加两倍标准离差进行计算。含量的平均值加两倍标准离差进行计算。在求出在求出底质污染物分指数底质污染物分指数Ii后，可用计算多项水质参数后，可用计算多项水质参数的方法进行底质质量指数的增和。并根据底质质量指数的方法进行底质质量指数的增和。并根据底质质量指数进行底质分级。进行底质分级。4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法4.4.3 4.4.3 水的生物

20、学质量评价方法水的生物学质量评价方法 它是从生物学角度研究受污染水体（包括河流、湖泊、它是从生物学角度研究受污染水体（包括河流、湖泊、水库和海域等）中的生物的结构和功能，以及发生和演水库和海域等）中的生物的结构和功能，以及发生和演变规律，以便了解污染水环境中生物之间、生物与污染变规律，以便了解污染水环境中生物之间、生物与污染环境之间的环境之间的 相互关系。相互关系。评价方法：评价方法：污水生物体系法污水生物体系法生物指数法生物指数法群落多样性指数群落多样性指数海域的生物学评价方法海域的生物学评价方法污水生物体系法污水生物体系法根据被有机污染的河流自上游至下游随着污染根据被有机污染的河流自上游至

21、下游随着污染程度的减轻，出现一系列特征性的水生动物和水程度的减轻，出现一系列特征性的水生动物和水生植物的现象，提出了污水生物体系。根据河流生植物的现象，提出了污水生物体系。根据河流各区段出现的动植物区系，即可鉴别该区属哪一各区段出现的动植物区系，即可鉴别该区属哪一带及有机污染程度。具体如表带及有机污染程度。具体如表3-11所示。所示。生物指数法生物指数法 根据生物种类的敏感度或种类组成情况来评价环境根据生物种类的敏感度或种类组成情况来评价环境质量的指数。质量的指数。Beck指数（指数（1955）：根据生物对有机物的耐性，把）：根据生物对有机物的耐性，把从采样点采到的底栖大型无脊椎动物分成两大类

22、，利从采样点采到的底栖大型无脊椎动物分成两大类，利用它们来评价水体污染。用它们来评价水体污染。Beck指数计算公式：指数计算公式：类：对有机物污染缺乏耐性的种类类：对有机物污染缺乏耐性的种类类：对有机物污染有中等程度耐性的种类。类：对有机物污染有中等程度耐性的种类。BI=2n+n式中式中 BI 生物指数；生物指数；n 类动物种类类动物种类；n 类动物种类类动物种类。群落多样性指数群落多样性指数根据生物群落的种类和个体数量来评价环境质量的指数。根据生物群落的种类和个体数量来评价环境质量的指数。Shinon-Weaver多样性指数：多样性指数：式中式中 ni 单位面积上单位面积上 第第i种的个体数

23、；种的个体数；N 单位面积上各类生物的总个体数单位面积上各类生物的总个体数；s 生生物种类数物种类数。siNnNndsiii,2,1)/ln()/(1niNnNndniii,2,1)/lg(3026.2)/(1或或海域的生物学评价方法海域的生物学评价方法4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法4.4.4 4.4.4 水环境质量评价方法水环境质量评价方法 水环境质量评价是通过水质、底质质量和水的生物学质水环境质量评价是通过水质、底质质量和水的生物学质量来反映水体的污染程度。量来反映水体的污染程度。反映水环境质量的指标称为水体质量指数，其计算方法反映水环境质量的指标称为水体质量指数

24、，其计算方法与水质指数计算方法基本相似。与水质指数计算方法基本相似。评价方法：评价方法：均值法均值法加权平均法加权平均法均值法均值法加权平均法加权平均法 4.2 4.2 评价因子与采样评价因子与采样 4.1 4.1 地表水环境影响评价分级地表水环境影响评价分级 4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法 4.5 4.5 地下水质量评价方法地下水质量评价方法 4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分析方法 4.7 4.7 水环境质量评价的层次分析法水环境质量评价的层次分析法 4.3 4.3 评价的原则及依据评价的原则及依据4.4 4.4 水环境质量

25、评价指数法水环境质量评价指数法4.4.1 4.4.1 水质评价方法水质评价方法 出发点：根据水质组分浓度相对于其环境质量标准的大出发点：根据水质组分浓度相对于其环境质量标准的大小来判断水的质量状况。小来判断水的质量状况。评价方法：评价方法：单项水质参数评价方法单项水质参数评价方法多项水质参数评价方法多项水质参数评价方法单项水质参数评价方法单项水质参数评价方法 单项水质参数单项水质参数 i 在第在第 j 点的标准指数：点的标准指数：ijijsiCSC式中式中 Sij 单项水质参数单项水质参数 i在第在第j点的标准指数；点的标准指数；Ci 第第i种污染物在种污染物在j点的实测浓度；点的实测浓度；C

26、si 第第i种污染物的环境评价标准。种污染物的环境评价标准。水质参数的标准指数水质参数的标准指数Sij 1，说明该水质参数超过了规，说明该水质参数超过了规定的水质标准，不能满足使用要求。定的水质标准，不能满足使用要求。4.2 4.2 评价因子与采样评价因子与采样 4.1 4.1 地表水环境影响评价分级地表水环境影响评价分级 4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法 4.5 4.5 地下水质量评价方法地下水质量评价方法 4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分析方法 4.7 4.7 水环境质量评价的层次分析法水环境质量评价的层次分析法 4.3 4

27、.3 评价的原则及依据评价的原则及依据4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分析方法灰色系统：灰色系统：部分信息已知部分信息未知的系统。部分信息已知部分信息未知的系统。（信息不完全的系统）（信息不完全的系统）控制理论中常用颜色的深浅来形容信息的多少。如黑控制理论中常用颜色的深浅来形容信息的多少。如黑箱就是表示系统内部结构、参数、特征等一无所知。相箱就是表示系统内部结构、参数、特征等一无所知。相反，一个系统的内部特性全部确知，便称这系统是明明反，一个系统的内部特性全部确知，便称这系统是明明白白的，白表示信息充足。白白的，白表示信息充足。4.6 4.6 水环境质量

28、评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分析方法4.6.1 4.6.1 灰色关联分析方法灰色关联分析方法 4.6.2 4.6.2 灰色聚类法灰色聚类法 4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分析方法4.6.1 4.6.1 灰色关联分析方法灰色关联分析方法 灰序列间关联分析的概念灰序列间关联分析的概念断面水质评价的关联分析法断面水质评价的关联分析法区域水质综合评价的关联分析法区域水质综合评价的关联分析法 实质：实质：为灰色系统多个序列（离散数列）之间接近度为灰色系统多个序列（离散数列）之间接近度的序化分析。的序化分析。方法：方法：根据离散数列之间几何相似程

29、度来判断关联性根据离散数列之间几何相似程度来判断关联性大小，进行排序。大小，进行排序。关联度关联度举例：有三个数据列，如下表所示。判断该地区对收入影举例：有三个数据列，如下表所示。判断该地区对收入影响大的是养猪还是养兔？响大的是养猪还是养兔？1977197819791980198119821983总收入总收入18202240444860养猪养猪10151624384050养兔养兔321210221820 该地区对收入影响大的是养猪，而不是养兔。该地区对收入影响大的是养猪，而不是养兔。对曲线间几何形状的分析比较：几何形状越接近，则发展对曲线间几何形状的分析比较：几何形状越接近，则发展态势越接近，

30、关联程度越大。态势越接近，关联程度越大。母序列，或参考序列母序列，或参考序列子序列，或比较序列子序列，或比较序列子序列，或比较序列子序列，或比较序列X0Xj问题：寻找一种衡量序列间关联程度大小的量化方法。问题：寻找一种衡量序列间关联程度大小的量化方法。子序列子序列Xj相对于母序列（或参考序列）相对于母序列（或参考序列）X0的的关联度关联度maxmaxmin)()(kkjj00式中式中 j0(k)子序列子序列 Xj(k)相对于母序列相对于母序列X0的点的接近的点的接近度，如取绝对值有：度，如取绝对值有：max，min 最小和最大极差，表达式分别为；最小和最大极差，表达式分别为；nkmjkXkXk

31、jj,2,1;,2,1)()()(00)(maxmax0maxkjkj)(maxmax0maxkjkj（1）Xj(k)对对X0(k)在在k点的点的关联系数：关联系数：)()(maxmax)(maxmax00maxkXkXkjkjjkjmax0min min()jjkk)()(max0kXkXjk是指在绝对差是指在绝对差 中按不同中按不同 k 值值挑选其中最大值；挑选其中最大值；)()(0kXkXj分辨系数，分辨系数，0,1，无验前信息多取，无验前信息多取0.5。1977197819791980198119821983总收入总收入18202240444860养猪养猪10151624384050养

32、兔养兔321210221820)(0kX)(1kX)(2kX)60,48,44,40,22,20,18()7(),6(),5(),4(),3(),2(),1(00000000XXXXXXXX)50,40,38,24,16,15,10()7(),6(),5(),4(),3(),2(),1(11111111XXXXXXXX)20,18,22,10,12,2,3()7(),6(),5(),4(),3(),2(),1(22222222XXXXXXXX1977197819791980198119821983总收入总收入18202240444860养猪养猪10151624384050养兔养兔3212102

33、21820)(0kX)(1kX)(2kX16)7()7(,)2()2(,)1()1(max)()(max01010101XXXXXXkXkXkk40)7()7(,)2()2(,)1()1(max)()(max02020202XXXXXXkXkXkk40)40,16max()()(max(,)()(max(max)(maxmax02010maxkXkXkXkXkkkjkj1977197819791980198119821983总收入总收入18202240444860养猪养猪10151624384050养兔养兔321210221820)(0kX)(1kX)(2kX5)7()7(,)2()2(,)1

34、()1(min)()(min01010101XXXXXXkXkXkk10)7()7(,)2()2(,)1()1(min)()(min02020202XXXXXXkXkXkk5)10,5min()()(min(,)()(min(min)(minmin02010minkXkXkXkXkkkjkj1977197819791980198119821983总收入总收入18202240444860养猪养猪10151624384050养兔养兔321210221820)(0kX)(1kX)(2kX20)()(25405.0)()(405.05)(000kXkXkXkXkjjj893.02082520)1()1

35、(25)1(0110XX12052520)2()2(25)2(0110XX833.020102520)7()7(25)7(0110XX)833.0,893.0,962.0,694.0,962.0,1,893.0(101977197819791980198119821983总收入总收入18202240444860养猪养猪10151624384050养兔养兔321210221820)(0kX)(1kX)(2kX20)()(25405.0)()(405.05)(000kXkXkXkXkjjj20)()(25)(0120kXkXk)417.0,5.0,595.0,5.0,833.0,658.0,714

36、.0(20同理（2）关联度：）关联度：子序列子序列 Xj 对母序列对母序列 X0 的关联度为的关联度为NkijikNr1)(1)417.0,5.0,595.0,5.0,833.0,658.0,714.0(20)833.0,893.0,962.0,694.0,962.0,1,893.0(10890.0)833.0893.0962.0694.0962.01893.0(7110r602.0)417.05.0595.05.0733.0658.0714.0(7120r4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分析方法4.6.1 4.6.1 灰色关联分析方法灰色关联分析方法

37、灰序列间关联分析的概念灰序列间关联分析的概念断面水质评价的关联分析法断面水质评价的关联分析法区域水质综合评价的关联分析法区域水质综合评价的关联分析法 设某水域有设某水域有m个待分级评价的断面，每个断面又有个待分级评价的断面，每个断面又有n项被项被评价的单项水质指标，它们可以排成一个样本矩阵，记为评价的单项水质指标，它们可以排成一个样本矩阵，记为m断面断面断面断面断面断面21)()2()1()()2()1()()2()1(222111nXXXnXXXnXXXXmmmnm 根据各个断面的实测水质指标，可以确定评价水体污染根据各个断面的实测水质指标，可以确定评价水体污染程度的分级数程度的分级数P。按

38、根据地面水环境质量标准。按根据地面水环境质量标准GB3838-88，可确定对应的可确定对应的P水质标准浓度水质标准浓度SPn，即，即级级级级级级PnSSSnSSSnSSSSPPPnP21)()2()1()()2()1()()2()1(222111 断面水质评价的任务是通过对断面的断面水质评价的任务是通过对断面的n个因子与水质标准个因子与水质标准的距离分析，即进行监测序列和水质标准各级数序列间的的距离分析，即进行监测序列和水质标准各级数序列间的关联性分析，说明该断面隶属于关联性分析，说明该断面隶属于SPn矩阵中的哪一级水。矩阵中的哪一级水。对各个断面水质评价而言，各个水质指标的量级可能不对各个断

39、面水质评价而言，各个水质指标的量级可能不完全相同，另外，指标间的单位也不尽一样，因此，在关完全相同，另外，指标间的单位也不尽一样，因此，在关联分析之前，有必要将联分析之前，有必要将Xmn和和SPn的元素归一化。的元素归一化。规定：规定：1级水水质标准在级水水质标准在SPn中的对应元素为中的对应元素为1，P级水级水水质标准在水质标准在SPn中的对应元素为中的对应元素为0，1P级之间的水质标准级之间的水质标准在（在（0，1）之间。）之间。统一记统一记Xmn矩阵归一化后的实测水质样本矩阵为：矩阵归一化后的实测水质样本矩阵为：SPn矩阵归一化后的水质矩阵归一化后的水质P级标准矩阵为：级标准矩阵为：m断

40、面断面断面断面断面断面21)()2()1()()2()1()()2()1(222111naaanaaanaaaAmmmnm级级级级级级PnbbbnbbbnbbbSPPPnP21)()2()1()()2()1()()2()1(222111归一化方法可采用分段线性变换：归一化方法可采用分段线性变换：（1）对于）对于BOD、重金属毒物等指标，它具有数值愈大、污、重金属毒物等指标，它具有数值愈大、污染愈重的特点，可采用以下方法：染愈重的特点，可采用以下方法：nkPikSkSkSkSkbPiPi,2,1;,2,1,)()()()()(1)()(,0)()()(,)()()()(,2,1);()(,1)(

41、111kSkXkSkXkSkSkSkSkSmjkSkXkaPjjPPjPjj归一化方法可采用分段线性变换：归一化方法可采用分段线性变换：（2）对于）对于DO等水质指标数值愈大、污染程度愈轻的因素，等水质指标数值愈大、污染程度愈轻的因素，可采用以下方法：可采用以下方法：nkPikSkSkSkSkbPPii,2,1;,2,1,)()()()()(1)()(,0)()()(,)()()()(,2,1);()(,1)(111kSkXkSkXkSkSkSkSkSmjkSkXkaPjjPPPjjj归一化方法可采用分段线性变换：归一化方法可采用分段线性变换：其他其他,05.8)(5.6,0.1)(kSkbi

42、i（3）对）对PH值，可按两个状态变换，即：值，可按两个状态变换，即：其其他他,05.8)(5.6,0.1)(kSkaij)()2()1(nbbbbiiii关联系数关联系数子序列子序列 bj 对母序列对母序列 aj 的关联度可用加权平均表示为的关联度可用加权平均表示为mkjijjikkr1)()(式中式中j(k)第第 j 个序列个序列 k 中指标的权重值。中指标的权重值。j(k)的一种简单确定方法：取实测值与水质标准平均的一种简单确定方法：取实测值与水质标准平均允许值之比的超标加权值，再归一化。（见表允许值之比的超标加权值，再归一化。（见表3-16）4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析

43、方法水环境质量评价的灰色系统分析方法4.6.1 4.6.1 灰色关联分析方法灰色关联分析方法 灰序列间关联分析的概念灰序列间关联分析的概念断面水质评价的关联分析法断面水质评价的关联分析法区域水质综合评价的关联分析法区域水质综合评价的关联分析法评价计算举例评价计算举例判断这三个断面水质分别属于哪一级？判断这三个断面水质分别属于哪一级？4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析方法水环境质量评价的灰色系统分析方法4.6.1 4.6.1 灰色关联分析方法灰色关联分析方法 4.6.2 4.6.2 灰色聚类法灰色聚类法 聚类分析：聚类分析：采用数学定量手段确定聚类对象间的亲疏采用数学定量手段确定聚类对

44、象间的亲疏关系并进行分型化类的一种多元分析方法。关系并进行分型化类的一种多元分析方法。灰色聚类分析：灰色聚类分析：在聚类分析方法中引进灰色理论的白在聚类分析方法中引进灰色理论的白化函数，将聚类对象对不同聚类指标所拥有的白化数，化函数，将聚类对象对不同聚类指标所拥有的白化数，按几个灰类进行归纳，以判断该聚类对象属于哪一类。按几个灰类进行归纳，以判断该聚类对象属于哪一类。聚类对象：聚类对象：水域中各水质监测点水域中各水质监测点聚类指标：聚类指标：监测点的各种污染物监测点的各种污染物白化数：白化数：污染物浓度实测值（确切的数）污染物浓度实测值（确切的数）灰类：灰类：即聚类灰数，是指水体环境质量等级即

45、聚类灰数，是指水体环境质量等级 具体步骤：具体步骤：水质聚类样本的生成水质聚类样本的生成 数据的标准化处理数据的标准化处理 建立各污染物的白化函数建立各污染物的白化函数 计算聚类权计算聚类权 计算聚类系数计算聚类系数 聚类及水质评价聚类及水质评价 水质聚类样本的生成水质聚类样本的生成聚类样本聚类样本0098.086.600.026.20098.010.465.050.70044.150.474.040.60097.493.407.008.57,4nm聚类样本聚类样本7,5nh30.025.01.005.001.030.025.010.005.001.090804020102348100.50.

46、30.150.025.030251262 数据的标准化处理数据的标准化处理 是指对是指聚类样本各个指标的白化值（污染物浓度）是指对是指聚类样本各个指标的白化值（污染物浓度）Cki 和灰类和灰类Sij 进行无量纲化处理。进行无量纲化处理。以级水质（表3-18）为参考标准，由 将聚类样本无量纲化处理为0098.086.600.026.20098.010.465.050.70044.150.474.040.60097.493.407.008.5ikikiCCd0聚类样本聚类样本,2,1,2,1 0hjniCSriijij 建立各污染物的白化函数建立各污染物的白化函数)(1xfi0 xmxhx1 ir

47、x10 xmxhxijrx1)(xfij0 xmxihrx1)(xfih)(a)(b)(c图图3-2 白化函数曲线白化函数曲线 计算聚类权计算聚类权026.00.517.40.20.133.033.0niijijijrrw108.00.517.40.20.133.00.1 计算聚类系数计算聚类系数 聚类及水质评价聚类及水质评价 4.2 4.2 评价因子与采样评价因子与采样 4.1 4.1 地表水环境影响评价分级地表水环境影响评价分级 4.4 4.4 水环境质量评价指数法水环境质量评价指数法 4.5 4.5 地下水质量评价方法地下水质量评价方法 4.6 4.6 水环境质量评价的灰色系统分析方法水

48、环境质量评价的灰色系统分析方法 4.7 4.7 水环境质量评价的层次分析法水环境质量评价的层次分析法 4.3 4.3 评价的原则及依据评价的原则及依据4.7 4.7 水环境质量评价的层次分析法水环境质量评价的层次分析法 层次分析法（层次分析法（AHP）是美国匹兹堡大学教授）是美国匹兹堡大学教授A.L.Saaty在在20世纪世纪70年代初提出来的。该方法通过建立层年代初提出来的。该方法通过建立层次分析结构模型，构造判断矩阵，利用求特征值的方法，次分析结构模型，构造判断矩阵，利用求特征值的方法，确定各环境因子相对重要性即权重，根据综合权重按最确定各环境因子相对重要性即权重，根据综合权重按最大权重原

49、则确定相应的污染程度。大权重原则确定相应的污染程度。4.7 4.7 水环境质量评价的层次分析法水环境质量评价的层次分析法4.7.1 4.7.1 层次分析法的计算步骤层次分析法的计算步骤 4.7.2 4.7.2 水质评价层次分析法水质评价层次分析法4.7 4.7 水环境质量评价的层次分析法水环境质量评价的层次分析法4.7.1 4.7.1 层次分析法的计算步骤层次分析法的计算步骤 将被评价的环境组成和环境因子按照评价的目标层次进行将被评价的环境组成和环境因子按照评价的目标层次进行排列，建立层次结构的综合评价体系。排列，建立层次结构的综合评价体系。环境影响评价总体环境影响评价总体自然环境自然环境社会

50、环境社会环境水质水质气候气候环境地质环境地质水生生物水生生物As Cd Pd Zn重重金金属属有有机机物物无无机机物物人口人口景观文物景观文物移民移民()()评价目标层评价目标层()环境种类层环境种类层()环境因子层环境因子层()环境组成层环境组成层1B2B3B 层次分析法的基础是对每一层次各因子的相对重要性给出层次分析法的基础是对每一层次各因子的相对重要性给出判断，用数值表示出来，写成矩阵形式，称为判断，用数值表示出来，写成矩阵形式，称为判断矩阵判断矩阵。1iibjiijbb13max00CRCI 层次单排序是指根据判断矩阵计算对于上一层次某元素而言层次单排序是指根据判断矩阵计算对于上一层次