模糊綜合評(píng)價(jià)方法在空氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

模糊綜合評(píng)價(jià)方法在空氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

1通過(guò)對(duì)該地區(qū)空氣環(huán)境條件數(shù)據(jù)的分析研究1.12空氣環(huán)境質(zhì)量變化圖表1顯示了區(qū)域污染的狀況。根據(jù)表1可繪制出對(duì)應(yīng)的2000-2006年空氣環(huán)境質(zhì)量變化圖,如圖1所示。從圖1中可以看出該地區(qū)二氧化硫、氮氧化物在2005年最低,總懸浮顆粒物呈下降趨勢(shì)。1.2產(chǎn)污水質(zhì)、顆粒物超標(biāo)根據(jù)表2可繪制出2002年度空氣環(huán)境質(zhì)量變化圖,如圖2所示。從圖2中可看出,該地區(qū)空氣污染狀況冬季污染最為嚴(yán)重,其次為秋季。其中二氧化硫、氮氧化物均符合國(guó)家二類空氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),總懸浮顆粒物超過(guò)國(guó)家二類空氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。超標(biāo)率冬季69.03%,秋季63.86%,春季37.21%,夏季21.74%。主要污染物是總懸浮顆粒物。2采用模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)估監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)2.1模糊控制原理模糊綜合評(píng)價(jià)是通過(guò)建立等級(jí)模糊子集把反映被評(píng)事物的模糊指標(biāo)進(jìn)行量化,然后利用模糊變換原理對(duì)各指標(biāo)綜合。模糊綜合評(píng)價(jià)就是應(yīng)用模糊變換原理和最大隸屬度原則,考慮與評(píng)價(jià)事物的各個(gè)因素對(duì)其所做的綜合評(píng)價(jià),模糊綜合評(píng)價(jià)的著眼點(diǎn)是所考慮的各個(gè)相關(guān)的因素。(1)確定評(píng)估對(duì)象的要素集設(shè)n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),u={u1,u2,…un}(2)選擇評(píng)估集v={v1,v2,…vn}(3)生成單因子模糊評(píng)價(jià)集從一個(gè)因子出發(fā)進(jìn)行評(píng)價(jià),以確定評(píng)價(jià)對(duì)象對(duì)評(píng)價(jià)集元素vij的隸屬程度,vij(j=1,2,…m)對(duì)第個(gè)i因子評(píng)價(jià)的結(jié)果稱為單因子模糊評(píng)價(jià)集,R={ri1,ri2,…rim},它是v上的一個(gè)模糊子集,于是可得到相應(yīng)于每個(gè)因子的單因子模糊評(píng)價(jià)集,將單因子評(píng)價(jià)集的隸屬行組成單因子評(píng)價(jià)矩陣:R=|r11r12?r1mr21r22?r2m????rn1rn2?rnm|R=∣∣∣∣∣∣r11r21?rn1r12r22?rn2????r1mr2m?rnm∣∣∣∣∣∣(4)因素ui對(duì)模糊算子的隸屬度對(duì)模糊評(píng)價(jià)中,權(quán)重集A中的元素ai是因素ui對(duì)模糊子集的隸屬度,因而一般用模糊方法來(lái)確定,且在合成之前要?dú)w一化。即∑ai=1,ai≥0i=1,2,…n(5)vj分級(jí)模糊復(fù)雜點(diǎn)綜合評(píng)價(jià)集B是v上的模糊子集,表示為:B=A?R={b1?b2???bn}={a1?a2???an}?|r11r12?r1mr21r22?r2m????rn1rn2?rnm|B=A?R={b1?b2???bn}={a1?a2???an}?∣∣∣∣∣∣r11r21?rn1r12r22?rn2????r1mr2m?rnm∣∣∣∣∣∣其中bj是由A與R的第j列運(yùn)算得到的,它表示被評(píng)事物從整體上看對(duì)vj等級(jí)模糊子集的隸屬度。2.2環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)2.2.1建立對(duì)比實(shí)驗(yàn)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)根據(jù)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3095-1996)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及主要大氣污染物設(shè)置的,選擇影響大氣的指標(biāo)有二氧化硫、氮氧化物、總懸浮顆粒物,設(shè)評(píng)價(jià)因子集為u={u1,u2,…un}2.2.2原三級(jí)污染狀況根據(jù)環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確定等級(jí)代表值,為了更準(zhǔn)確地描述污染狀況,便于與指數(shù)更好地協(xié)調(diào),將原三級(jí)擴(kuò)為四級(jí),第四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的日均濃度值制定,優(yōu)(清潔)、良(輕度污染)、中(中度污染)、差(重度污染),污染指標(biāo)見表3。2.2.3評(píng)價(jià)因子分級(jí)的隸屬函數(shù)根據(jù)各指標(biāo)的四級(jí)標(biāo)準(zhǔn),以降半梯形分布建立隸屬函數(shù)j=1時(shí)ri1={1xi≤a1(a2-xi)/(a2-a1)a1＜xi≤a20xi≥a2j=2時(shí)j=1時(shí)ri1=?????1(a2?xi)/(a2?a1)0xi≤a1a1＜xi≤a2xi≥a2j=2時(shí)ri2={(xi-a1)/(a2-a1)a1<xi<a2(a3-xi)/(a3-a3)a2<xi<a30xi≤a1或xi≥a3j=3時(shí)ri2=?????(xi?a1)/(a2?a1)(a3?xi)/(a3?a3)0a1<xi<a2a2<xi<a3xi≤a1或xi≥a3j=3時(shí)ri3={(xi-a2)/(a3-a2)a2<xi<a3(a2-xi)/(a2-a1)a3<xi<a40xi≤a2或xi≥a4ri3=?????(xi?a2)/(a3?a2)(a2?xi)/(a2?a1)0a2<xi<a3a3<xi<a4xi≤a2或xi≥a4j=4時(shí)ri4={0xi≤a3(xi-a3)/(a4-a3)a3<xi<a41xi≥a4ri4=?????0(xi?a3)/(a4?a3)1xi≤a3a3<xi<a4xi≥a4式中:xi——表示第i種因素平均濃度的實(shí)測(cè)值;rij——表示第i種因素對(duì)第j級(jí)的隸屬度;a1、a2、a3、a4——表示第Ⅰ級(jí)、第Ⅱ級(jí)、第Ⅲ級(jí)、第Ⅳ級(jí)空氣環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)以上隸屬函數(shù)式并結(jié)合評(píng)價(jià)因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)表,可求出評(píng)價(jià)參數(shù)對(duì)各評(píng)定等級(jí)的具體隸屬函數(shù)。例如:二氧化硫Ⅰ級(jí)r11={1xi≤0.0510(0.15-xi)0.05<xi≤0.150xi≥0.15r11=?????110(0.15?xi)0xi≤0.050.05<xi≤0.15xi≥0.15Ⅱ級(jí)r12={10(xi-0.05)0.05<xi<0.1510(0.25-xi)0.15<xi<0.250xi≤0.05或xi≥0.25Ⅲ級(jí)r13={10(xi-0.15)0.15<xi<0.254(0.50-xi)0.25<xi≤0.500xi≤0.25或xi≥0.50Ⅳ級(jí)r14={0xi≤0.254(xi-0.25)0.25<xi<0.501xi≥0.50同理,其余各評(píng)價(jià)指標(biāo)采用降半梯形分布建立函數(shù),可得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)與級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬函數(shù)。有了各評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬函數(shù),就可以進(jìn)行單因素評(píng)價(jià),建立模糊關(guān)系矩陣R和權(quán)值,如表4和表5。2.2.4空氣指數(shù)加權(quán)的確定加權(quán)平均原則是將等級(jí)看作一種相對(duì)的位置,使其連續(xù)化,為了能定量處理,用“1,2,…m”依次表示各等級(jí),并稱為各等級(jí)的秩,然后用B中相對(duì)應(yīng)的量將各等級(jí)的秩加權(quán)求積得到被評(píng)事物的相對(duì)位置,可表示為:B*=m∑j=1bkj?jm∑j=1bkjbj—為隸屬于第等j級(jí)的隸屬度k——為待定系數(shù)(k=1,或k=2)采用加權(quán)平均原則對(duì)空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行模糊綜合評(píng)價(jià),結(jié)果進(jìn)行處理后得到2000-2006年的B*(k=1)如表6。3各年度參與評(píng)價(jià)的指標(biāo)權(quán)重從模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果和隸屬度加權(quán)平均處理結(jié)果可看出2000-2006年中,2003年、2005年、2006年略偏于一級(jí)外,其他均趨于二級(jí),七年由好到差排序?yàn)?006年,2005年,2003年,2004年,2001年,2002年,2000年。從不同年度評(píng)價(jià)因素的權(quán)重可看出,參與評(píng)價(jià)的指標(biāo)七年的變化趨勢(shì)為總懸浮顆粒物有所下降,二氧化硫、氮氧化物2000—2003年基本持平,2004年二氧化硫、氮氧化物下降較為明顯。從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出,研究地區(qū)空氣的主要污染物仍是總懸浮顆粒物。4燃煤鍋爐污染物排放情況近年來(lái),該地區(qū)政府從控制燃煤鍋爐推廣清潔燃料,機(jī)動(dòng)車尾氣排放、建筑工地?fù)P塵和增大綠地面積等方面進(jìn)行治理,尤其是在2002年以后,加大燃煤鍋爐改造力度,城市區(qū)域內(nèi)6蒸噸以下的燃煤鍋爐已經(jīng)全部拆除,從2004年以后某地區(qū)二氧化硫、氮氧化物有明顯下降,該地區(qū)空氣主要污染物總懸浮顆粒物已得到有效的控制,空氣環(huán)境質(zhì)量不斷好轉(zhuǎn)。但是,2006年某地區(qū)市區(qū)二氧化硫,二氧化氮和可吸入顆粒物的年均濃度分別比2005年上升25.0%、31.2%和2.3%,其源于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工業(yè)發(fā)展步伐的加快,如耗煤量、機(jī)動(dòng)車尾氣、餐飲業(yè)油煙等空氣污染物的無(wú)序排放,使環(huán)境污染反彈時(shí)有發(fā)生,因此應(yīng)認(rèn)識(shí)到環(huán)境空氣污染的嚴(yán)峻性,進(jìn)一步健全空氣質(zhì)量管理機(jī)制,促進(jìn)大氣污染控制,保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展同時(shí)維護(hù)空氣環(huán)境質(zhì)量。5理論與實(shí)踐對(duì)比通過(guò)對(duì)某地區(qū)空氣質(zhì)量的模糊綜合評(píng)價(jià),得出模糊綜合評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)單,結(jié)論客觀