一种地下水质量综合评价方法与流程

技术特征：

1.一种地下水质量综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、重新划分地下水水质指标中锰、氟化物、碘化物、汞、砷、硒、铅、铍、镍、钴、铊、挥发酚、1,1,2-三氯乙烷、1,2-二氯丙烷、氯乙烯、苯并(a)芘、多氯联苯十七项水质指标的分类界值；

b、根据地下水样品测试指标选取参评水质指标，将地下水样品的测试结果和所选取的参评水质指标的分类界值代入隶属度函数，计算得到模糊隶属度矩阵；

c、对水质指标的毒性指数进行数据转换；

d、根据转换后的指标毒性指数、样品测试结果以及水质指标的分类界值计算权重矩阵；

e、将模糊隶属度矩阵和权重矩阵进行耦合，得到地下水水质评价结果矩阵和评价等级。

2.根据权利要求1所述的地下水质量综合评价方法，其特征在于，所述步骤a中的十七项水质指标的分类界值为：

序号指标I类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类1锰(mg/L)≤0.05≤0.07≤0.1≤1.5＞1.52氟化物(mg/L)≤0.5≤0.7≤1.0≤2.0＞2.03碘化物(mg/L)≤0.04≤0.06≤0.08≤0.5＞0.54汞(mg/L)≤0.0001≤0.0002≤0.001≤0.002＞0.0025砷(mg/L)≤0.001≤0.002≤0.01≤0.05＞0.056硒(mg/L)≤0.005≤0.007≤0.01≤0.1＞0.17铅(mg/L)≤0.005≤0.007≤0.01≤0.1＞0.18铍(mg/L)≤0.0001≤0.0002≤0.002≤0.06＞0.069镍(mg/L)≤0.002≤0.005≤0.02≤0.1＞0.110钴(mg/L)≤0.005≤0.01≤0.05≤0.1＞0.111铊(mg/L)≤0.00005≤0.00007≤0.0001≤0.001＞0.00112挥发酚(以苯酚计，μg/L)≤1≤1.5≤2≤10＞10131,1,2-三氯乙烷(μg/L)≤0.5≤1≤5≤60>60141,2-二氯丙烷(μg/L)≤0.5≤1≤5≤60>6015氯乙烯(μg/L)≤0.5≤1≤5≤90>9016苯并(a)芘(μg/L)≤0.002≤0.005≤0.01≤0.5>0.517多氯联苯(μg/L)≤0.05≤0.1≤0.5≤10＞10

上表中，每个指标均划分出有明确界限的五类。

3.根据权利要求1所述的地下水质量综合评价方法，其特征在于，步骤b包括以下子步骤：

b-1、使用下述隶属度函数，结合评价标准，将隶属度划分为五级，其中：

第I级(j＝1)：

$r_{ij}=\left\{\begin{array}{c}1,(C_i\<S_{ij})\\ \frac{S_{ij+1}-C_i}{S_{ij+1}-S_{ij}},(S_{ij}\<C_i\<S_{ij+1})\\ 0,(C_i\>S_{ij+1})\end{array}\right.---\left(1\right)$

第II-IV级(j＝2-4)：

$r_{ij}=\left\{\begin{array}{c}0,(C_i\<S_{ij-1})\\ \frac{C_i-S_{ij-1}}{S_{ij}-S_{ij-1}},(S_{ij-1}\<C_i\<S_{ij})\\ \frac{S_{ij+1}-C_i}{S_{ij+1}-S_{ij}},(S_{ij}\<C_i\<S_{ij+1})\end{array}\right.---\left(2\right)$

第V级(j＝5)：

$r_{ij}=\left\{\begin{array}{c}0,(C_i\<S_{ij-1})\\ \frac{C_i-S_{ij-1}}{S_{ij}-S_{ij-1}},(S_{ij-1}\<C_i\<S_{ij})\\ 1,(C_i\>S_{ij})\end{array}\right.---\left(3\right)$

上列公式中，r_ij表示水质指标i对应的水质级别j的模糊隶属度，S_ij表示水质指标i对应的水质级别j(I-V)的标准值，C_i表示单个样品水质指标i的实验测试结果；

b-2、当C_i＝S_ij，即指标i的实验测试结果跟水质指标的分类界值相同时，隶属度函数为r_ij＝0.5，r_ij+1＝0.5；在这种情况下，认为该实验测试结果对相邻两个水质级别的隶属度均为0.5；

b-3、将水质实验测试结果和水质指标的分类界值带入隶属度函数，计算得到模糊隶属度矩阵R：

$R=\left[\begin{array}{ccccc}{r}_{11}& r_{12}& r_{13}& r_{14}& r_{15}\\ r_{21}& r_{22}& r_{23}& r_{24}& r_{25}\\ r_{31}& r_{32}& r_{33}& r_{34}& r_{35}\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}\\ r_{i1}& r_{i2}& r_{i3}& r_{i4}& r_{i5}\end{array}\right]---\left(4\right)$

4.根据权利要求1所述的地下水质量综合评价方法，其特征在于，步骤c中的毒性指数的数据转换的计算公式为：

T_i＝t_i×3/200+1 (5)

其中，T_i表示水质指标i转换后的毒性指数，t_i表示水质指标i的初始毒性指数。

5.根据权利要求1所述的地下水质量综合评价方法，其特征在于，步骤d包括以下子步骤：

d-1、按下式计算水质指标的权重值：

$a_i=(T_i\×\frac{C_i}{S_i})/{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n(T_i\×\frac{C_i}{S_i})---\left(6\right)$

其中，a_i表示水质指标i的权重值，n表示参与评价的水质指标的个数，S_i表示水质指标i的五个级别的分类界值的平均值，C_i表示单个样品水质指标i的实验测试结果，T_i表示水质指标i的毒性指数；

d-2、将计算得到的权重值a_i带入下式，得到权重矩阵A：

A[a₁ a₂ a₃ … a_i] (7)

6.根据权利要求1所述的地下水质量综合评价方法，其特征在于，步骤e是将模糊隶属度矩阵R与权重矩阵A进行耦合，计算得到以下的单个地下水样品的评价结果矩阵B：

B＝A×R[b₁ b₂ b₃ b₄ b₅] (8)

所得评价结果矩阵B中的b₁、b₂、b₃、b₄、b₅分别为单个地下水样品的对应于I类—V类的五类水质评价等级的综合指数，五个综合指数中数值最大者所对应的水质类别即为该单个地下水样品的综合评价等级。