改進尼梅羅算法研究評價陜北某石油工程項目對地下水環境的影響

許 豪，司訓練

（西安石油大學經濟管理學院，陜西 西安 710065）

本文結合傳統尼梅羅指數法和模糊綜合指數法，得到更加全面系統的數據，為陜北地區地下水資源環境保護和污染治理提供合理化數據建議。

1 傳統尼梅羅污染綜合指數法工作原理

1.1 傳統的尼梅羅綜合污染指數計算公式

國標地下水質量評價標準GB/T14848-93 是整個評價標準的評價依據，對水質指標劃分為五個等級，并逐項進行分組評價，如表1（地下水質量評分表）。

表1 地下水質量評分表

然后，確定尼梅羅指數計算綜合評價值Fi：

式中，Fi是尼梅羅污染指數；Fmax為權重值wi最大的評價因子Ci和Sij的比值；Ci為第i 種評價因子的實測濃度；Sij為第j 種評價因子在 種標準下的標準值。

最后，在傳統尼梅羅綜合污染指數公式中規定j=3，規定Ⅰ類用途權重為0.4,Ⅱ類用途權重為0.4，Ⅲ類用途權重為0.2，所以F總=0.4F1+0.4F2+0.2F3[1]。并且指定了污染等級的劃分：F總＜0.80 為優良，08.＜F總＜2.50 為良好，2.50＜F總＜4.25 為較好，4.25＜F總＜7.20 為較差，F總＞7.20 為極差。如表2（地下水質量分級表）。

表2 地下水質量分級表

1.2 傳統尼梅羅指數綜合評價法特點

作為地下水水質評價中使用簡便、運算方便、數學過程簡單的綜合評價方法，其物理概念清晰，對于待評價對象，對應其分級標準計算出其綜合指數便可得知該待評價對象的綜合質量，傳統尼梅羅污染指數的使用是廣泛且非常常用的方法。

但其缺點也較為明顯，即就是Fmax被過分突出，由于公式中突出了最大污染因子，使得整個參評體系中只要有一項指標Fmax偏高，將會影響整個綜合指數，使其也偏高而干擾到最終的評價結果。也即就是待評價水體的水質等級由最大污染因子來決定；其二就是沒有考慮到各污染因子的權重比，而是將各因子同等對待。事實上不同的污染因子對環境及人體造成的傷害是不同的。研究表明，一般情況下某種污染因子的危害性和該污染因子的排放標準基本上存在反比關系。是故應該引入權重占比，對同一個質量登記的各種污染因子區別看待，其F 值根據權重比來運用到模型運算中去。

2 基于模糊綜合評價法的尼梅羅指數法改進

在傳統的尼梅羅污染綜合指數法對研究區域地下水環境進行評價時考慮了極大值最地下水環境評價的影響但是沒有考慮危害最大因子對水環境評價的影響。模糊綜合指數法采用濃度超標進行權重計算，權重系數依據各污染因子實測濃度對各地下水等級標準影響進行判定，并考慮了各種污染物對評價等級的貢獻程度（隸屬度）。但是沒有考慮到極大值對地下水環境質量評價的影響[3]。綜合兩種方法優缺點見表3。

表3 傳統方法評價機理分析

通過分析，傳統尼梅羅污染綜合指數法和傳統模糊綜合指數法在進行地下水環境評價時可以互補優缺點。所以我們利用均方根法構建新的污染綜合指數模型，在新構建的綜合指數模型前提下，引入評價分級標準，如表4 所示。

表4 綜合指數評價水質類別

在新構建的綜合指數模型中，對研究區域地下水環境質量評價結果見表5 所示。

2.1 改進結果分析

綜合傳統尼梅羅污染綜合指數法、模糊綜合指數法和新建綜合指數模型對研究區域的地下水環境質量評價結果可知，新構建模型評價研究區地下水環境質量一區深層、二區深層、二區淺層為國家水質標準四類水，一區淺層為三類水。并解釋了一區深層地下水住要污染因子為錳離子，主要危害因子為pH 值；一區淺層地下水主要污染因子為鐵離子，主要危害因子為pH 值；二區深層地下水主要污染因子是硝酸鹽，主要危害因子是pH 值；二區淺層地下水主要污染因子和主要危害因子都是硝酸鹽[2]。

表5 綜合指數評價結果

3 結語

傳統的尼梅羅污染綜合指數法很好的反應了地下水環境的污染程度，但是沒有考慮到危害因子的影響，也沒有考慮到權重值的影響，夸大了極大值影響。而模糊綜合指數法避免了主觀性判斷的弊端，解決了其他非“最大污染、最大危害”因子的模糊影響，它考慮了危害因子影響和其他因子對各級標準評價的影響，但是沒有考慮極大值對地下水環境質量評價的影響。

通過均方根法將模糊綜合指數模型評價結果和尼梅羅污染綜合指數評價結果聯系起來，使得評價結果更加全面客觀，它充分考慮到了各方面因素。并且能夠分析地下水環境的主要污染因子和主要危害因子以及其他因子對地下水環境質量評價的影響。更好的為地下水環境保護和污染治理提供科學數據。