熵权集对分析模型在湖泊富营养化评价中的应用研究

【摘要】近年来，随着社会经济的快速发展，环境污染问题不断涌现，生态环境状况不断恶化。水环境问题日益引起人们的高度重视，而水体富营养化问题又最引人关注。目前，我国众多湖泊已经富营养化或者正处于富营养化过程中，湖泊富营养化问题已对人类生存环境及饮用水安全构成了严重威胁，并制约了社会、经济及环境的可持续发展。因此，应广泛开展湖泊富营养化研究工作，并对湖泊富营养化评价研究予以足够的重视，采取科学有效的评价方法以准备判定湖泊水体所处的营养状况，以便为湖泊富营养化的防治提供决策依据。本文基于我国众多湖泊富营养化的现状对湖泊富营养化评价方法进行研究，针对湖泊富营养化评价系统中多种不确定信息共存的特点，将集对分析理论引入湖泊富营养化评价领域。先初步计算出评价样本与评价指标间的联系度，再对评价样本做进一步的同一、差异、对立的集对分析以判断评价样本的等级。然后将信息熵引入评价模型，利用熵权法计算各评价指标的权重，建立基于熵权法赋值的集对分析模型，最后通过置信度准则得出湖泊富营养化评价等级。将该模型运用到2011-2012年广州白云湖的富营养化评价中，通过对白云湖周边现状进行调研考察，以了解白云湖外源污染源现状，同时对白云湖通水后两年的水质进行跟踪监测。然后根据白云湖的实际情况选取叶绿素a、总氮、总磷、化学需氧量、透明度5项指标作为白云湖富营养化评价因子，并基于国家标准和前人在湖泊富营养化领域的研究经验对富营养化及5项指标进行分级（包括极贫营养、贫营养、中营养、轻富营养、重富营养），构建白云湖富营养化评价指标体系。最后，基于所获得的监测数据对白云湖富营养化状况进行评价，通过置信度准则可得白云湖富营养化等级。白云湖富营养化状况评价结果表明：白云湖富营养化状况严重；从时间上看，2011年1月白云湖富营养化情况最为严重，处于重富营养状态；2011年8月后白云湖富营养化程度略有降低；从空间上看，白云湖西湖的富营养化情况总体上较东湖严重；白云湖丰水期的富营养化状况优于枯水期。根据评价结果，本文建议从环湖全面截污、增加水质改善工程设施数量及加强引水渠及沿湖的湿地生态系统建设改善白云湖富营养化状态。此外，为了验证基于熵权的集对分析模型的合理性，本文将评价结果与传统评价方法的评价结果进行对比，对比结果表明，基于熵权的集对分析评价法与传统评价方法得到的评价结果基本一致。因此，基于熵权法赋值的集对分析模型应用在湖泊富营养化评价中是合理可行的，适于推广。
【作者】林同云；
【导师】袁兴中；曾光明；
【作者基本信息】湖南大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】集对分析；熵权；湖泊富营养化评价；

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