[發(fā)明專利]一種綜合性水質(zhì)評價(jià)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810107457.0
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108470234A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王琳;孫藝珂;祁峰;祝亞鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G01N33/18
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

本發(fā)明公開了一種綜合性水質(zhì)評價(jià)方法，包括污染因子的指數(shù)值量化、最重污染因子確定、污染因子污染程度量化、平均污染指數(shù)確定、綜合污染指數(shù)確定、水質(zhì)類別判斷與評價(jià)等步驟，方法簡單，具有普適性，易于推廣，且該水質(zhì)評價(jià)方法同時(shí)考慮了不同污染因子的影響程度，強(qiáng)調(diào)了最重污染因子的作用，提高了判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水環(huán)境檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種用于評價(jià)水環(huán)境質(zhì)量的綜合性水質(zhì)評價(jià)方法。

背景技術(shù)

水質(zhì)質(zhì)量是供水安全的保障，水質(zhì)評價(jià)的方法是保障供水安全的關(guān)鍵技術(shù)，簡便、快捷、有效的評價(jià)方法備受關(guān)注，水質(zhì)評價(jià)方法的研究日益受到相關(guān)機(jī)構(gòu)的重視。單因子指數(shù)法通過將污染因子的實(shí)測值與相應(yīng)水質(zhì)類別的標(biāo)準(zhǔn)對比分類，選取水質(zhì)最差的類別作為評價(jià)結(jié)果，單因子評價(jià)法計(jì)算簡單，但通過單因子指數(shù)法得到的水質(zhì)類別結(jié)果間不具有比較性，甚至同一類別的水質(zhì)也無法比較其污染程度，不能反映水體的整體水質(zhì)，不能進(jìn)行多種污染因子的綜合考慮。為此，學(xué)術(shù)界提出聚類分析法、模糊水污染指數(shù)法、水污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)評價(jià)法等評價(jià)方法，其中，聚類分析法多針對水體等級判斷，存在污染因子描述不足的問題；模糊水污染指數(shù)法通過量化水質(zhì)狀況可進(jìn)行同類水質(zhì)比較，但沒有解決不同類別水質(zhì)間相互比較及劣Ⅴ類水體的判斷；水污染指數(shù)法(WP I)可對劣Ⅴ類水體進(jìn)行判斷，也可對水體污染程度進(jìn)行判斷，但不能強(qiáng)調(diào)不同污染因子作用，不利于推廣使用；綜合水質(zhì)評價(jià)法可考慮多種污染因子影響，但存在污染因子判斷情況不足，不能強(qiáng)調(diào)主要污染因子的弊端。

由于水質(zhì)評價(jià)方法較多，不同評價(jià)方法側(cè)重點(diǎn)不同，大多具有一定的局限性，同時(shí)水體有地表水及地下水等不同存在方式，目前并沒有統(tǒng)一使用的某種水質(zhì)評價(jià)方法。因此，發(fā)明一種可進(jìn)行水質(zhì)類別分級、不同水體間污染程度判斷、考慮最大污染因子影響、結(jié)果客觀可靠、易于推廣和具有普適性的綜合性水質(zhì)評價(jià)方法，將具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有水質(zhì)評價(jià)方法的不足，提出了一種綜合性的水質(zhì)評價(jià)方法，通過對不同污染因子的影響進(jìn)行綜合考慮，計(jì)算出待測水體的綜合污染指數(shù)，實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)類別的準(zhǔn)確劃分，結(jié)果客觀，具有普適性。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種綜合性水質(zhì)評價(jià)方法，包括以下步驟：

(1)采集m個(gè)水體樣本，分別檢測每一個(gè)水體樣本的n種污染因子；

(2)采用水污染指數(shù)法，計(jì)算每一個(gè)水體樣本的每一種污染因子的指數(shù)值，生成樣本矩陣W，并將數(shù)值最大的指數(shù)值記為最大指數(shù)值w_max：

(3)采用主成分分析法對樣本矩陣W進(jìn)行降維，生成成分矩陣X以及n種成分的特征值λ和n種成分的貢獻(xiàn)率A：

從所述成分矩陣X中選擇累計(jì)貢獻(xiàn)率超過設(shè)定值Set的前p種成分作為主成分，形成主成分矩陣C:

計(jì)算各種污染因子的特征根向量U_i，形成特征根矩陣U：

其中，λ'為所述λ中前p種成分的特征值；

(4)計(jì)算各種污染因子所占的權(quán)重ω^*：

并對各種污染因子所占的權(quán)重ω_i^*進(jìn)行歸一化處理，生成各種污染因子的標(biāo)準(zhǔn)化權(quán)重ω_i，i＝1,2,......,n；其中，A'為所述A中前p種成分的貢獻(xiàn)率；

(5)將各種污染因子的指數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)化權(quán)重進(jìn)行加權(quán)求和，計(jì)算出平均污染指數(shù)W₁；