基于熵權的TOPSIS模型在水污染風險評價中的應用

李 婷

（黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080）

基于熵權的TOPSIS模型在水污染風險評價中的應用

李 婷

（黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080）

水污染風險評價是實現水資源可持續利用的重要依據，隨著人們對水環境危險的認識，水污染問題逐漸引起了專家的重視。文章以大伙房渾河流域撫順段為研究對象，根據已有文獻提供的數據資料，選取6個指標，利用熵權法確定指標的權重，并應用TOPSIS模型對1996—2004年間的水質情況進行評價。結果表明：1997年的水質相對最好，2004年的水質情況相對最不好。

TOPSIS；水污染風險；熵權；渾河流域；評價指標

0 引 言

近年來，隨著社會發展水平的不斷提高和經濟的飛速發展，城市化和工業化產生的污水、固體垃圾的排放以及農業面源污染的不斷增加，導致流域水污染日益嚴重，局部地區水質性缺水問題突出，我國部分江河面臨著流域受到污染的嚴重問題。由于水體的不斷惡化引起的不良環境效應已危及到整個環境的生態平衡［1］，并已成為可持續發展的瓶頸。由于水污染問題變得越來越嚴重，人們對其產生災害的意識也日益增強，因此，水污染問題逐漸引起了專家的關注。雖然目前對于現階段的研究已經取得了一定的成果，但是對于宏觀水質受污染的風險性研究比較少。在國內，現已開展了一些關于水污染環境問題的研究工作，但因為資料的不足和缺乏水污染具體可操作的定量分析方法，全國各流域的水污染風險評價仍以定性為主。在某些地區，人們已開始嘗試使用定量方法，不過仍處于探索階段。

準確而客觀的水風險評價能為流域綜合治理提供重要的依據，選用一種合適的方法至關重要，目前應用比較多的水污染分析方法有模糊綜合評價法、主成分分析法、人工神經網絡法等數學方法，但單獨的方法往往存在局限性。文章嘗試從科學合理性、實用性出發，利用已有數據資料，應用TOPSIS方法對大伙房渾河流域撫順段進行研究。

1 評價方法

1.1 指標權重的確定

指標的權重直接影響評價結果，理論上，權重一方面是決策者的主觀評價，另一方面也是指標本身的物理屬性的客觀反映，是對主觀度量的評價結論。

1.2 貼近度計算分析

貼近度的計算主要分為兩個步驟［4］：

1）對加權決策矩陣求取最有向量z＋和最劣向量z-，即由每個評價指標中真的最大和最小值所組成的向量；

2）利用歐式距離D的計算公式，對各樣本的理解D＋和負理想解D-進行計算，計算公式為：

最后，最優解的相對貼近度Ci計算公式為：

2 實例分析

2.1 研究區概況

大伙房水庫建在遼寧撫順渾河上，遼寧省撫順市境內，距撫順市18 km，距沈陽市68 km，是一座防洪、供水、灌溉、發電、養魚等綜合利用的大型水庫。控制流域面積5 437 km2，多年平均流量52.3 m3／s，設計洪水流量15 600 m3／s，總庫容21.81×108m3，設計灌溉面積8.53萬hm2，裝機容量3.2×104kW。

2.2 評價指標及權重的確定

2.2.1 評價指標的確定

根據數據的可獲取性，文章引用文獻［8］選取6種典型污染物對其污染現狀和污染特征進行分析，如表1所示。

2.2.2 權重的確定

根據前文權重的計算公式，得出DO、高錳酸鹽指數、COD、BOD5、NH4＋、油的權重值分別為0.2450、 0.0863、0.1534、0.1196、0.2576、0.1381。

表1 1996—2004年渾河撫順段監測指標年平均濃度mg／l

2.3 評價結果及分析

結合權重，應用TOPSIS模型對指標進行計算，得出綜合結果，如圖1所示。

圖1 評價排序結果圖

圖1 可以清晰判別出該評價的排序綜合結果：1997＞1998＞2001＞2000＞2003＞1996＞2002＞1999＞2004，由此得出，1997年水污染風險最小，說明年水質相對健康，2004年水污風險最大，說明水質情況相對不健康。

3 結 論

1997＞1998＞2001＞2000＞2003＞1996＞2002＞2004，1997年水污染風險較小，水質相對健康，2004年水污染風險最大，水質相對不健康。從以上結果分析說明該流域隨著年份的增加，城市化和工業化產生的污水、固體垃圾的排放以及農業面源的不斷增加，導致流域水污染日益嚴重，水污染風險越大。文章在已有原數據的基礎上，嘗試應用TOPSIS模型對大伙房水庫流域水污染風險進行評價，得出1997—2004年該區域的水質的綜合排序，為今后治理流域提供數據基礎。

［1］周林飛，鄒飛，顧曉琳，等.石佛寺人工濕地水質綜合評價與分析［J］.節水灌溉，2015（01）：60-64.

Application of TOPSIS Model based on Entropy in Evaluation of Water Pollution Risk

LI Ting
（Heilongjiang Provincial Water Conservancy＆Hydropower Investigation，Design and Research Institute，Harbin 150080，China）

An evaluation of water pollution risk is the important accordance to use sustainably the water resources.With people＇s understanding of the water environment，water pollution problem has gradually attracted the attention of experts.Taking Fushun section of Dahuofang Hunhe river basin as the research object，according to the data provided by the existing literature to select six indexes，applying entropy method to determine the weight of indexes，and the TOPSIS model was used to evaluate water quality from 1996 to 2004.The results show that water quality in 1997 is relatively best and water quality in 2004 is relatively worst.

TOPSIS；risk of water pollution；entropy；hunhe watershed；evaluation index

X52；X820.4

B

1007-7596（2015）08-0016-02

2015-06-28

李婷（1983-），女，黑龍江哈爾濱人，工程師。