基于多層級灰色理論的重金屬污染水資源開發(fā)潛力評價

1、基于多層級灰色理論的重金屬污染水資源開發(fā)潛力評價關(guān)鍵詞：多層級灰色理論；重金屬；水資源污染；開發(fā)潛力；資源評價中圖分類號：X522 文獻標(biāo)識碼：A水資源潛力，也叫水資源承載力或水環(huán)境容量.是指一定時期內(nèi)，在不引起環(huán)境退化前提下區(qū)域可供開發(fā)利用的水資源的數(shù)量. 主要包括新開發(fā)可供利用的水源數(shù)量和因水資源開發(fā)利用技術(shù)進步而節(jié)余儲藏的水資源數(shù)量.水資源開發(fā)潛力與社會消費生活、區(qū)域環(huán)境以及經(jīng)濟開展?fàn)顩r親密相關(guān).湘江長株潭段是湖南經(jīng)濟開展的核心地域，區(qū)域GDP總量占全省的80%.據(jù)統(tǒng)計，在湘江長株潭段50多公里的沿河谷地，分布著大大小小約700多家制造、加工、冶金、電子、制革和化工等類型的企業(yè)，每年約有

2、29 308噸含有大量重金屬元素和化合物的工業(yè)廢水直接排入湘江，給湘江帶來了嚴重的重金屬污染，嚴重影響了長株潭沿河居民的消費生活，長株潭區(qū)域經(jīng)濟社會的開展和城市群產(chǎn)業(yè)構(gòu)造的調(diào)整. 因此，開展重金屬污染背景下湘江長株潭段水資源開發(fā)潛力的評價意義重大.多層級灰色評價法5-7是灰色理論和多層次評價法AHP的結(jié)合，常用來研究例證不典型、信息量缺乏的研究目的，通過一定的程序最終形成決策.用多層級灰色理論對重金屬污染背景下的湘江長株潭段水資源開發(fā)潛力進展評價，有助于對水資源的利用和保護做出正確的決策.采用灰色數(shù)學(xué)矩陣來推斷重金屬污染下湘江長株潭段水資源開發(fā)潛力大小，不僅可以為管理層提供可靠的理論參數(shù)，同時

3、可以為具有宏大不確定因素和不完好信息的水資源科學(xué)合理的應(yīng)用提供研究方法.1研究方法1.1指標(biāo)體系的建立1.1.1指標(biāo)體系優(yōu)化原那么指標(biāo)本身就是客觀事實的現(xiàn)象和本質(zhì)的反響，是描繪矛盾系統(tǒng)的框架體系，也是研究目的的集合.開展指標(biāo)選擇工作必須遵循5個優(yōu)化原那么，即：統(tǒng)計原那么、科學(xué)原那么、綜合原那么、等級原那么和比較原那么.其中工業(yè)污水、農(nóng)業(yè)消費污水，部分城市生活污水與城市公用事業(yè)用水等都不同程度地反映重金屬污染的載體.根據(jù)它們在現(xiàn)實消費生活中的重要性和在上一級指標(biāo)中的影響度，分別賦予不同的權(quán)重系數(shù).開發(fā)研究中的理論運用在確定最有效的評價指標(biāo)的根底上，建立起各級各類研究指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)絡(luò)數(shù)，詳細計算公

4、式如式1：由于湘江長株潭段地形地貌、徑流本身狀況和流經(jīng)地自然和經(jīng)濟環(huán)境的復(fù)雜性，使得本研究的原始研究信息過于分散，關(guān)聯(lián)絡(luò)數(shù)計算結(jié)果不同，指標(biāo)的唯一性也難以計算，指標(biāo)間的比較相對困難.因此，筆者選擇最簡單的加權(quán)平均法將整個關(guān)聯(lián)絡(luò)數(shù)集中設(shè)定在某個區(qū)域內(nèi)，從而推導(dǎo)出比較簡單實用的指標(biāo)關(guān)聯(lián)度的數(shù)學(xué)計算法：由于各級各類指標(biāo) Ui 和 Vj 之間的互相聯(lián)絡(luò)以及在長株潭水資源開發(fā)潛力的評價中的重要性不同，賦予它們的權(quán)重也不同，即三級指標(biāo)被分配了不同權(quán)重值. 在經(jīng)過多名專家的多輪挑選和評價后，對各指標(biāo)對應(yīng)最大特征值 max和對應(yīng)向量做出一致性判斷按照本方法，假設(shè)研究的結(jié)果不符合研究假設(shè)，可以重復(fù)上述研究過程.

5、1設(shè)定評價函數(shù)值域3構(gòu)建灰色束1.3推導(dǎo)與計算1.3.1建立灰色權(quán)重矢量和判斷矩陣假設(shè)評價指標(biāo)Vij的灰色評價束的灰色評價系數(shù)可記為xsije，屬于每個評價灰色束的評價系數(shù)即可記做xsij. 決定于灰色束h的灰色評價矢量評價指標(biāo)是Vi，記為：asijh，所以1.3.3重金屬污染背景下湘江長株潭段水資源開發(fā)潛力綜合評判價值和等級的計算通過建立灰色束，每個評價灰色束又都被賦予了研究值域，因此，每個灰色束的值域矢量是因此，可根據(jù)結(jié)果判斷湘江長株潭段水資源在區(qū)域開展建立中的影響程度.2結(jié)果與討論2.1湘江長株潭段水資源開發(fā)潛力評價結(jié)果的推斷綜上研究，可得出每個灰色權(quán)重評價計算矩陣：因此，湘江長株潭段水

6、資源開發(fā)潛力評價系數(shù)計算結(jié)果是2.983，屬于次高層級范圍2.500， 3.250之內(nèi).也就是說，現(xiàn)階段到將來的一定時間內(nèi)，湘江長株潭段的水資源開發(fā)潛力較高，為長株潭城市群的建立提供了水資源方面的戰(zhàn)略保障.2.2討論然而，如何合理開發(fā)和使用水資源仍然是目前以及將來很長一段時間內(nèi)當(dāng)?shù)卣凸芾碚呙媾R的一項艱巨任務(wù).首先要開展環(huán)境教育活動，要求居民樹立對水資源的短缺、節(jié)水、護水意識，即要求人們要有主動參加節(jié)約和保護水資源的活動.倡導(dǎo)在家庭、社會、工廠、學(xué)校、機構(gòu)中安裝節(jié)約用水的設(shè)備設(shè)施，進步水資源的循環(huán)利用率，有助于長株潭城市群社會各個層面有效降低對水資源的直接消費.其次制定完好和科學(xué)的長株潭城市

7、群經(jīng)濟開展戰(zhàn)略長期、中期、短期方案12.三是要進步水資源利用、節(jié)約與保護、水處理的技術(shù)，這不僅意味著利用和重復(fù)利用水資源成為可能，而且還能減少、杜絕重金屬對水資源的污染.最后是制定和推行嚴格的水資源利用和保護的政策和標(biāo)準(zhǔn)，實行區(qū)域水資源生態(tài)補償政策.只有這樣，才能充分、科學(xué)合理地把長株潭城市群打造成綠色、低碳，自然和社會環(huán)境和諧開展的兩型社會.3結(jié)論1 利用多層級灰色系統(tǒng)理論首次評價了長株潭城市群水資源開發(fā)潛力，為重金屬污染背景下水資源開發(fā)潛力評價提供了參考研究的應(yīng)用工具.2 按照5個優(yōu)化原那么，將現(xiàn)有水資源利用率確定為第一參照指標(biāo)，采用灰色類聚法和層次分析法建立四個灰色權(quán)重評價層級及函數(shù)值域，利用加權(quán)平均和推導(dǎo)計算方法得到指標(biāo)的權(quán)重判斷值.3 通過專家的評價和計算挑選優(yōu)化出三個層級24個關(guān)聯(lián)絡(luò)數(shù)超過0.51的評價指標(biāo)，符合研究的一致性需求.4 通過建立灰色權(quán)重計算，推算出長株潭城市群水資源開發(fā)潛力