[發明專利]一種基于指標權重優化的河流水生態質量評價方法

在審

• 申請號: 202111230255.3
• 申請日: 2021-10-21
• 公開（公告）號: CN114139855A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 常聞捷;劉媛;蔡穎;張淼;舒瑞琪
• 申請（專利權）人: 江蘇省環境工程技術有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/26
• 代理公司: 南京協行知識產權代理事務所(普通合伙) 32493
• 代理人: 蔣志棟

本發明公開了一種基于指標權重優化的河流水生態質量評價方法，包括如下步驟：采集河流的各指標數據；按正向指標處理序列和逆向指標處理序列對各指標數據進行劃分和標準化處理，得到正向指標處理值和逆向指標處理值；構建河流水生態質量綜合評價模型，并對各指標處理值進行劃分；結合河流水生態質量綜合評價模型，計算各指標數據的實際權重值；計算河流水生態質量綜合指數，依據河流水生態質量綜合指數劃分水生態質量等級。本發明可反映河流水生態環境自身的完整循環鏈，采用改進層次分析法計算的權重值，有效解決了傳統層次分析法中由于不同評價值的差異性與指標間存在重疊關系導致權重分配存在不均衡的問題。

技術領域

本發明涉及水生態質量評價技術領域，具體涉及一種基于指標權重優化的河流水生態質量評價方法。

背景技術

針對各類河流、流域質量評價的指標體系層出不窮，發達國家將水生態作為環境管理的基本單元，在實踐應用上開展了長期細致的工作，與這些國家相比，我國水環境管理依然以污染源減排、水污染物控制為主，不符合水環境評價逐漸由水質考核向水質、水生態綜合考核轉變的需求導向，縱觀國內外河流水生態評價的有關研究，總結發現相關技術存在一些不足：

(1)缺少系統評價，評價指標角度較為單一。指標多只集中于水質理化指標或水生態健康等某一方面，缺乏綜合性，不能系統地反映河流水環境健康和體現河流水生態系統的循環鏈，導致評價結果有所偏頗；亦或評價指標過于冗雜，雖具有全面性，但未兼顧實際運用的便利性，不易操作；

(2)指標權重確定方法存在不足。對河流水生態質量等級評價來說，計算各項指標數據的權重是綜合評價體系的重要環節。權重的合理與否直接關系到評價結果是否客觀、合理。目前確定指標權重的方法主要有專家打分法、層次分析法、主成分分析法和模糊綜合評價法等，運用層次分析法的較多，但根據當前對于層次分析法的研究可知，該方法具有一定缺陷：一是未考慮不同類別指標數據權重的差異性；二是不同指標數據之間存在關聯性，計算時未考慮指標數據之間的重疊部分，導致權重分配存在不均衡問題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于指標權重優化的河流水生態質量評價方法，旨在解決現有技術中評價方法的評價指標較為單一或過于繁雜的不足，有效解決了層次分析法中不同評價值的差異性和數據指標不獨立導致權重分配存在不均衡的問題。

本發明采取以下技術方案實現：

一種基于指標權重優化的河流水生態質量評價方法，包括如下步驟：

步驟S1：采集河流的各指標數據，所述指標數據包括水質要素A、水生態要素B和沉積物要素C，所述水質要素A包括化學需氧量指標A₁、氨氮指標A₂和總磷指標A₃，所述水生態要素B包括底棲動物BMWP指數B₁、底棲動物BPI指數B₂、浮游動物Shannon-Wiener多樣性指數B₃和浮游動物豐富度指數B₄，所述沉積物要素C包括沉積物全氮指數C₁、沉積物總磷指數C₂和沉積物重金屬潛在風險生態指數C₃；

步驟S2：按正向指標處理序列和逆向指標處理序列對各指標數據進行劃分和標準化處理，得到正向指標處理值和逆向指標處理值；

步驟S3：構建包括目標層、準則層和指標層的河流水生態質量綜合評價模型，所述目標層、準則層和指標層為階梯層次且由高到低依次降序排列，所述目標層包括河流水生態質量要素S；所述準則層包括水質要素A、水生態要素B和沉積物要素C；將與水質要素A、水生態要素B和沉積物要素C對應的正向指標處理值和逆向指標處理值劃分至各指標層；

步驟S4：結合河流水生態質量綜合評價模型，計算各項指標數據的理論權重值，采用改進層次分析法優化理論權重值，對河流水生態質量綜合評價模型進行修正，得到實際權重值；