本发明涉及一种完整性评估方法，尤其是一种流域化学完整性评估的方法。
背景技术：
：河流对人类社会的发展发挥着重要的作用，流域内的河流为人类提供了大量的淡水资源与食物，还具有发电、航运、地下水补给、纳污及降解污染物、泄洪、景观、休闲娱乐、体育竞技等多种生态服务功能。可见，河流对人类的生存发展具有着重要的意义。近年来，由于社会经济的高速发展以及人类开发活动的不断升级，世界各国的河流都受到了不同程度的污染和破坏，其中，城市河流生态系统遭到破坏的现象最为突出。河流的生态系统因不断受到人类活动的干扰与破坏，河流生态环境出现了河流断流、水质变差、水文情势变化以及河流地貌条件退化等等一系列问题，导致河流生态系统的退化，严重影响河流的健康发展。这一问题，已俨然成为人类社会持续发展的最大危机，现已引起全世界水利工作者和生态研究者的广泛关注。河流生态系统是河流水生态系统的一种，是河流内生物群落与河流环境相互作用的统一体；河流生态系统也是一个流动的生态系统，它与周围的陆地紧密联系在一起，形成了一个相对开放的生态系统，它是陆地与海洋联系的纽带，在生物圈的物质循环中起着重要的作用。河流生态系统包括了陆地河岸生态系统、水生态系统、相关湿地及沼泽等在内的一系列子系统，具有过滤作用、通道作用、屏蔽作用、栖息地功能和源汇功能等多种生态系统服务功能。技术实现要素：本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，而提供一种流域化学完整性评估的方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种流域化学完整性评估的方法，其中分为以下三个步骤，具体如下:步骤一，在河流与河岸栖息地处对应设有若干检测区，每个检测区内设置若干检测点；步骤二，根据比例标度参考表确定各指标权重；(1)根据比较结果可知，对河流水环境状态和河岸栖息地环境状态进行比较，认为河流水环境状态比河岸栖息地环境状态稍重要，由此根据分级比例标度参考表得出单个指标的相对重要性值，并构建判断矩阵A-B；AB1B2B113B21/31根据上述构建判断矩阵A-B，通过公式得到：b2＝0.577由公式可以算出：w2＝0.250因此矩阵B的特征向量为：w＝(0.750,0.250)T；则矩阵B＝[0.750.25](2)根据比例标度参考表确定河流与河岸栖息地内各检测点所检测指标的权重，由此构建权重参数矩阵A，其中针对河流的重权参数矩阵为A1，针对河岸栖息地的重权参数矩阵为A2；(3)首先采用幂乘法或几何平均法或积法判断矩阵的一致性，然后再对矩阵的一致性进行校验；步骤三，模糊评价；(1)一级模糊评价，根据化学完整性评价分级标准，将评价指标分为五个级别，利用柯西分布函数算出同一指标位于不同级别时的参数，从而构建判断矩阵R，其中针对河流的判断矩阵为R1，针对河岸栖息地的判断矩阵为R2；其中当指标处于评价标准的第Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类时：指标处于评价标准的第Ⅰ类时：指标处于评价标准的第Ⅴ类时：式中：xu为对应级别相应参数的上边界值，xi为对应级别相应参数的下边界值，x为实际测得的参数值；N1为河流的一级模糊评价集，其中N1＝A1*R1；N2为河岸栖息地的一级模糊评价集，其中N2＝A2*R2(2)二级评价，首先将N1与N2的集组合构成新的判断矩阵N，然后让矩阵B与矩阵N相乘即B*N，所得到的集合即为二级评价的结果，最后最大的数所在的级别就代表了该河流的隶属度。进一步优化：步骤三中，同一指标位于不同级别时的分类标准表如下；分类标准表进一步优化：在步骤二中，采用几何平均法确定矩阵的一致性；①计算判断矩阵每一行元素的乘积bi，②计算的n次方根bi，③对向量bi＝(b1b2…bn)T作归一化处理，则wi为所求的权重系数，④计算判断矩阵的最大特征根λmax，⑤层次单排序及一致性检验，若判断矩阵A的元素满足下式:则称矩阵A具有一致性；对矩阵A是否具有一致性进行校验：采用以下公式式中：CR－判断矩阵的随机一致性比率；n为判断矩阵的阶数；CI为判断矩阵的一般一致性指标；RI为判断矩阵的平均随机一致性指标；具体值见表；阶矩阵RI值⑥计算各层元素对系统目标的合成权重，并进行排序，当随机一致性比率CR＝CI/RI＜0.10时，认为层次单排序结果具有满意的一致性，否则，就认为初步建立的判断矩阵是不能令人满意的，需要重新调整元素标度值，直到具有满意的一致性为止。进一步优化：在同一检测区内设有18个检测点，其中有9个点位于河流内，分别为PH、电导率、溶解氧、COD、BOD、总氮、总磷、水体重金属、挥发性酚，另外9个检测点位于河岸栖息地内，分别为土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量、土壤全钾含量、土壤有效氮含量、土壤有效磷含量、土壤有效钾含量、六六六、滴滴涕。进一步优化：所述矩阵R1为9行5列的矩阵，其中每行与河流和河岸栖息地上检测区内所检测的指标相对应，每一列代表不同级别的指标层。进一步优化：在步骤二中，根据比例标度参考表，得出这18个点指标权重表，如下；指标权重表得到矩阵：A1＝[0.0280.0280.050.02340.0960.02340.01120.0820.136]A2＝[0.0980.0460.0430.0430.0980.0980.0980.01580.158]。本发明的优点：通过本评估方法对河流进行生态系统完整性评价，是进行生态系统恢复的首要条件，根据其评价结果评估受损河流进行生态恢复的成效，可以为具体治理措施的选择提供理论基础，有利于河流生态系统的管理，其评价结果不仅为河流生态建设社会经济的可持续发展提供决策支持，还对河流流域未来的治理规划具有重要的指导意义。附图说明图1是本发明评估结果的柱状图。具体实施方式一种流域化学完整性评估的方法，其中分为以下三个步骤，具体如下:步骤一，在河流与河岸栖息地处对应设有若干检测区，每个检测区内设置若干检测点；其中在整条河流中总共设有17个检测区，在每个检测区内设有18个检测点，其中有9个点位于河流内，分别为PH、电导率、溶解氧、COD、BOD、总氮、总磷、水体重金属、挥发性酚，其检测所得数据如下表：数据表1另外9个检测点位于河岸栖息地内，分别为土壤有机质含量、土壤全氮含量、土壤全磷含量、土壤全钾含量、土壤有效氮含量、土壤有效磷含量、土壤有效钾含量、六六六、滴滴涕，其检测所得数据为下表:数据表2步骤二，根据比例标度参考表确定各指标权重；其中比例标度参考表(1)根据比较结果可知，对河流水环境状态和河岸栖息地环境状态进行比较，认为河流水环境状态比河岸栖息地环境状态稍重要，由此根据分级比例标度参考表得出单个指标的相对重要性值，并构建判断矩阵A-B；AB1B2B113B21/31根据上述构建判断矩阵A-B，通过公式得到：b2＝0.577由公式可以算出wiw2＝0.250因此矩阵B的特征向量为：w＝(0.750,0.250)T；则矩阵B＝[0.750.25](2)同理根据比例标度参考表确定河流与河岸栖息地内各检测点所检测指标的权重如下表，指标权重表由此构建权重参数矩阵A，其中针对河流的重权参数矩阵为A1，针对河岸栖息地的重权参数矩阵为A2，且：A1＝[0.0280.0280.050.02340.0960.02340.01120.0820.136]A2＝[0.0980.0460.0430.0430.0980.0980.0980.01580.158](3)因为二阶矩阵总是具有一致性，所以此判断矩阵不需要进行检验，因此需要对重权参数矩阵的一致性进行判断，可以采用幂乘法、几何平均法、积法判断矩阵的一致性，在此采用几何平均法来判断：①计算判断矩阵每一行元素的乘积bi，②计算的n次方根bi，③对向量bi＝(b1b2…bn)T作归一化处理，则wi为所求的权重系数，④计算判断矩阵的最大特征根λmax，⑤层次单排序及一致性检验，若判断矩阵A的元素满足下式:则称矩阵A具有一致性；接着，对矩阵A是否具有一致性进行校验：采用以下公式式中：CR－判断矩阵的随机一致性比率；n为判断矩阵的阶数；CI为判断矩阵的一般一致性指标；RI为判断矩阵的平均随机一致性指标；具体值见表。阶矩阵RI值⑥计算各层元素对系统目标的合成权重，并进行排序，当随机一致性比率CR＝CI/RI＜0.10时，认为层次单排序结果具有满意的一致性，否则，就认为初步建立的判断矩阵是不能令人满意的，需要重新调整元素标度值，直到具有满意的一致性为止。步骤三，模糊评价；(1)一级模糊评价，根据化学完整性评价分级标准表，将评价指标分为五个级别，利用柯西分布函数算出同一指标位于不同级别时的参数，从而构建判断矩阵R，其中针对河流的判断矩阵为R1，针对河岸栖息地的判断矩阵为R2；当指标处于评价标准的第Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类时：指标处于评价标准的第Ⅰ类时：指标处于评价标准的第Ⅴ类时：式中：xu为对应级别相应参数的上边界值，xi为对应级别相应参数的下边界值，x为实际测得的参数值；评价分级标准表以福德店处的检测值为例，经过计算得出N1为河流的一级模糊评价集，其中N1＝A1*R1；N1＝[0.29570.16100.53350.27350.4115]N2为河岸栖息地的一级模糊评价集，其中N2＝A2*R2N2＝[0.13180.14220.31300.21300.1467](2)二级评价，首先将N1与N2的集组合构成新的判断矩阵N，然后让矩阵B与矩阵N相乘即M＝B*N，此时M＝[0.25470.15630.47850.25840.3453]从M所得到的矩阵可以看出，在该矩阵中位于第三列的数0.4785是最大的，因此该数所在的列即代表了该检测区处河流的隶属度，因此福德店处的评价结果为一般。因为每一行代表同一指标参数，因此从R1中的第一行开始，到R2中的最后一行，每行依次表示PH、电导率、溶解氧、……六六六、滴滴涕，例如：R1矩阵中第一行第一列的0.743的计算过程。1.由于该位置对应的是河流水环境状态的PH指标，根据数据表1可知福德店PH数值为8.117，由评价分级标准表可知，当8.117处于第一等级时，选取公式如(2-3)；此时a＝xu＝9(最大值)；即α＝4/(9-6)2＝0.444；x值为数据表1中实际测量获取的数据，这里指福德店河流水环境中的PH值，即8.117；2.将a和α代入公式(2-1)可得近似0.743。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
技术领域：
，均同理包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3