环境管理_环境质量现状评价教材

地理与环境科学学院,第三章 环境质量现状评价,1,确定评价目标,2,收集与评价有关的背景资料,3,环境质量现状监测,4,背景值的预测,5,环境质量现状分析,6,评价结论与对策,第一节 环境质量现状评价的基本程序,第一节 环境质量现状评价的基本程序,目标决定 评价区域的范围、评价参数、评价标准。,确定评价目标,？,第一节 环境质量现状评价的基本程序,环境污染为主污染源、污染现状调查； 生态环境破坏为主人群健康的回顾调查； 美学评价为主自然景观资料的收集。,资料收集,第一节 环境质量现状评价的基本程序,根据评价目的，确定监测因子。,现状监测,第一节 环境质量现状评价的基本程序,分析区域主要的污染源及污染物种类数量；对环境质量状况给出总的结论并提出防治对策。,分析与评价,第二节 环境质量现状评价方法分类,环境质量指数法,概率统计法,模糊数学法,生物指标法,一般指数类,分级指数类,方法分类,细目,逻辑概念,因子特点,模糊定权法,模糊定级法,模糊聚类发,环境质量是确定的、可推理的。,环境质量是随机变化的。,等级与变化的界限是模糊的。,生物与它生存的环境是统一整体；生物对其生活环境变化敏感,（1）理化指标 （2）民意测验或专家咨询得到评分值,（1）理化指标 （2）民意测验或专家咨询得到评分值,（1）理化指标 （2）民意测验或专家咨询得到评分值,（1）生物的生理反应指标 （2）环境中生物的种、群变化,指示生物法,生物指数法,其他,互相渗透，综合运用,指数评价法,第三节 环境质量现状评价技术方法,环境质量是各个环境要素优劣的综合概念。衡量环境质量优劣的因素很多，通常用环境中污染物质的含量来表达。 环境质量指数就是这样一个有代表性的数，是质量好坏的表征，既可以表示单因子的，也可以表示多因子的环境质量状况。 指数评价法是最早用于环境质量评价的一种方法。近十几年来，这一方法在环境质量评价中得到了广泛的应用，并有了很大的发展。 根据不同评价目的的需要，环境质量指数可以设计为随环境质量提高而递增，也可设计为随污染程度的提高而递增。,单因子指数 假设只有一种污染物作用与环境因素的情况下，其环境质量指数的公式可以写成： Si指该评价因子的评价标准；Ci 评价因子在环境中的观测值。,P是无量纲数，表示污染物在环境中实际浓度超过评价标准的程度，即超标倍数。 P值越大，环境质量越差,多因子指数 任何一个具体的环境质量问题都不是单一污染物的问题，若某一环境因素中有多种污染物，且这些污染物之间并没有明显的激发或抑制作用，则环境质量指数为,均值型多因子环境质量指数,若考虑各环境因素在某一环境中所占的比例不相等，需根据各环境要素在环境系统中各自与人类行为发生关系时所占的比列来确定其权重 计权型多因子环境质量指数,P1 环境质量不能满足评价标准的要求 P=1 临界状态 P1 较好 计算P值的注意事项： 根据评价的目的不同，s有不同的选择 环境质量值是一个污染物影响的综合结果，计算时应以污染物种类的数目作为计算公式中参数的数目。,定权的方法：,评价参数为抽象的、宏观的，如美学评价参数、综合评价的评价参数如大气、水体等，可采用打分法或调查统计法两类定权方法； 评价参数若为具体的、微观的，如评价参数为SO2、NOX等，尽量选用客观定量数据作为定权因子，用序列综合法或公式法来定权。,指数法的局限：,不能全面的反映某一种环境的污染情况。,空气污染指数 空气污染指数（Air Pollution Index, 简称 API）就是将常规监测的几种空气污染物浓度简化成为单一的概念性指数值形式，并用于分级表征空气污染程度和空气质量状况。 这种方法适合于表示城市的短期空气质量状况和变化趋势。 根据我国空气污染的特点和污染防治工作的重点，目前计入空气污染指数的污染物项目暂定为：二氧化硫、氮氧化物和总悬浮颗粒物。随着环境保护工作的深入和监测技术水平的提高，再调整增加其它污染项目，以便更为客观地反应污染状况。,空气污染指数的分级标准是： （1）空气质量指数 API 50 对应的污染物浓度为国家空气质量日均值一级标准； （2）API 100 对应的污染物浓度为国家空气质量日均值二级标准； （3）API 更高值段的分级对应于各种污染物对人体健康产生不同影响时的浓度限制。,空气污染指数分级标准(试行) （2000年4月27日发布）,二氧化硫和可吸入颗粒物的 API 分级标准。（g/NM3）,/,21,模糊综合评判,22,一、模糊现象与模糊数学基础 二、模糊综合评判法的主要步骤 三、模糊综合评判法的主要算子 四、模糊综合评判法实例,23,一、模糊现象与模糊数学基础,24,模糊数学绪论,用数学的眼光看世界，可把我们身边的现象划分为： 1.确定性现象：物质的汽化、冷凝，运动的速率，这种现象的规律性靠经典数学去刻画； 2.随机现象：某种事物的分布，故障发生的概率，这种现象的规律性靠概率统计去刻画; 3.模糊现象：年轻、重、热、美、厚、薄、快、慢、大、小、高、低、长、短、贵、贱、强、弱，靠模糊数学去刻画。 模糊现象的共同特点：外延不清晰,模糊数学研究和揭示模糊现象的定量处理方法。,25,产生,1965年，L.A. Zadeh（扎德） 发表了文章模糊集 (Fuzzy Sets，Information and Control, 8, 338-353 ),基本思想,用属于程度（隶属度）代替属于或不属于。,如某员工属于优秀的程度为0.6, 属于良好的程度为0.2，属于一般的程度为0.1，属于较差的程度为0.1。,模糊数学绪论,26,模糊代数，模糊拓扑，模糊逻辑，模糊分析， 模糊概率，模糊图论，模糊优化等模糊数学分支,涉及学科,分类、识别、评判、预测、控制、排序、选择；,人工智能、信息控制、聚类分析、专家系统、综合评判等,模糊数学绪论,应用领域,27,二、模糊综合评判法的主要步骤,28,29,模糊综合评判的步骤,30,【引例】科研成果评价,假设评价科研成果，评价指标集合 U=u1 ，u2 ，u3 =学术水平，社会效益，经济效益， 其各因素权重设为,31,确定评语集为V= V1 ，V2 ，V3 ，V4 =很好，好，一般，差 请该领域专家若干位，分别对此项成果每一因素进行单因素评价，例如对学术水平，有50%的专家认为“很好”，30%的专家认为“好”，20%的专家认为“一般”。由此得出学术水平的单因素评价结果为,全部因素的评价结果为,32,综合评价为,其中“ ”为模糊算子,33,三、模糊综合评判法的主要算子,34,表示取大,四个主要的模糊算子,(1) 算子,表示取小,35,(2),36,表示相加,(3),37,(4),38,以上四个算子在综合评价中的特点是,39,四、模糊综合评判法实例,40,41,42,43,比如用户关心电脑的以下几个指标： “运算功能（数值、图形等）”； “存储容量（内、外存）”； “运行速度（CPU、主板等）”； “外设配置（网卡、调制调解器、多媒体部件等）”； “价格”。,【例2】用户对电脑的综合评判,44,=“运算功能（数值、图形等）”；,=“存储容量（内、外存）”；,=“运行速度（CPU、主板等）”；,=“外设配置（网卡、调制调解器、多媒体部件等）”；,=“价格”。,则,构成指标集或因素集。,对各指标分别表示如下：,45,评语集,其中,=“很受欢迎”；,=“较受欢迎”；,=“不太受欢迎”；,=“不受欢迎”；,对于某个型号的电脑，请一些用户对各因素进行评价：,若对于运算功能 有20%的人认为是“很受欢迎”，50%的人认为“较受欢迎”，30%的人认为“不太受欢迎” ，没有人认为“不受欢迎”，则 的单因素评价向量为,46,同理，对存储容量 ，运行速度 ，外设配置 和价格,分别作出单因素评价，得,组合成评判矩阵,47,据调查，近来用户对微机的要求是：工作速度快，外设配 置较齐全，价格便宜，而对运算和存储量则要求不高。于 是得各因素的权重分配向量：,作模糊变换：,存储容量,运行速度,外设配置,价格,运算功能,48,49,若进一步将结果归一化得：,结果表明，用户对这种微机表现为“最受欢迎”的程度为 0.32，“较受欢迎”和“不太受欢迎”的程度为0.27，“不受欢 迎”的程度为0.14。 按最大隶属原则，结论是：“很受欢迎”。,50,【例3】学生答辩成绩的评定,51,52,【例4】对科技成果项目的综合评价,有甲、乙、丙三项科研成果，现要从中评选出优秀项目。,三个科研成果的有关情况表,53,设评价指标集合： U科技水平，实现可能性，经济效益 评语集合： V高，中，低 评价指标权系数向量： A（0.2，0.3，0.5）,54,专家评价结果表,由上表，可得甲、乙、丙三个项目各自的评价矩阵R1、R2、R3：,55,根据最大隶属度原则，项目乙可推荐为优秀项目。,评价某市环境质量,评价因素集B= 大气，地表水，昼间噪音 整体环境划分为5个等级Y= 清洁，尚清洁，轻污染，中污染，重污染 大气环境因子集b= 总悬浮微粒，二氧化硫，氮氧化物，降尘 地表水的环境因子集b= 溶解氧，BOD5，COD，挥发酚，石油类，总铅，总锌 噪音因子集b= 特殊住宅区，居民区，文教区，一类混合区，二类混合区，工业集中区，交通干线两侧,单因素评价环境质量分级表见书本P41，表3-4 隶属函数的确定参照书本P42,经归一化处理后，得,显然，在大气因子集中，V类的隶属度最大。,生物指标法,指示生物法是指根据对环境中有机污染或某种特定污染物质敏感的或有较高耐受性的生物种类的存在或缺失，来指示其所在水体或河段污染状况的方法。 选作指示种的生物是生命期较长比较固定生活于某处的生物，可在较长时期内反映所在环境的综合影响。 静水中指示生物主要为底栖动物或浮游生物，流水中主要用底栖动物或着生生物，鱼类也可作为指示生物，大型无脊椎动物是应用最多的指示生物。,用简单的数值表示群落内种类多样性的程度，用来判断群落或生态系统的稳定性指标。 在清洁或良好环境中，生物种类多样，数量较少；