(Octavo Instituto de Exploración Geológica y Mineral de la provincia de Shandong, Rizhao 276826)
Acerca del autor: Li Xinyong (1962-), hombre, ingeniero senior, dedicado a geología y manejo de minerales.
Con base en el análisis integral de los indicadores de calidad del ambiente geológico ecológico, se determinó y aplicó el método de evaluación integral difusa a la evaluación de la calidad del ambiente geológico ecológico en el distrito de Kuishan, ciudad de Rizhao. Los resultados muestran que este método puede proporcionar más información que los métodos tradicionales, mejorando así el carácter científico de los resultados de la evaluación.
Palabras clave: matemáticas difusas; evaluación integral; calidad ambiental
0 Introducción
La evaluación de la calidad ambiental geológica ecológica es un proyecto sistemático enorme que involucra una amplia gama de áreas. Hay muchos factores que influyen, incluidas combinaciones complejas de calidad y cantidad, tiempo y espacio. En primer lugar, existe una gran cantidad de fenómenos confusos en el campo de los sistemas ambientales, como la concentración de contaminantes; en segundo lugar, los métodos de evaluación de la calidad ambiental más tradicionales utilizan el método de índice integral. Después de seleccionar los factores de evaluación, compare los valores de monitoreo de cada factor de evaluación con un cierto valor estándar del estándar de calidad ambiental, calcule el índice de factor único y luego calcule el índice de contaminación de calidad ambiental integral de acuerdo con un método determinado y calcule el índice de contaminación integral de calidad ambiental de acuerdo con el valor de cada índice de contaminación. La calidad ambiental se clasifica manualmente y finalmente se determina la calidad ambiental. Este método tiene un cierto grado de subjetividad; en tercer lugar, todos los problemas ambientales son el resultado de la acción combinada de más de un factor ambiental, y cada factor ambiental está compuesto por múltiples factores ambientales, por lo que muchas veces es imposible dar una respuesta determinada basada en ellos. sobre un factor ambiental. Hacer una evaluación cualitativa del valor de la calidad ambiental finalmente, a través de varias operaciones individuales e integrales, se da una conclusión sobre el medio ambiente. Sin embargo, debido a que los cambios en la calidad ambiental son dinámicos y continuos, la conclusión de la evaluación ambiental. La calidad también es vaga.
La matemática difusa amplía el ámbito de aplicación de las matemáticas desde fenómenos precisos hasta fenómenos difusos. Es una ciencia que estudia y trata fenómenos difusos. La evaluación integral difusa determina la clasificación de la calidad ambiental basándose en la teoría y el método de conjuntos difusos; utiliza grados de membresía para describir los estados de transición intermedios de las diferencias, proporcionando una base para la evaluación de la calidad del medio ambiente geológico ecológico regional, mejorando así la naturaleza científica de la calidad ambiental; resultados de la evaluación. La evaluación de la calidad del entorno geológico ecológico se discutió utilizando el método de matemáticas difusas y, tomando como ejemplo el distrito de Kuishan de la ciudad de Rizhao, se utilizaron los datos medidos de seis indicadores que incluyen agua subterránea, suelo, ingeniería geológica, pendiente hidráulica, espesor cuaternario y cobertura vegetal. realizar la evaluación.
Principio de evaluación integral difusa de 1
Supongamos que el conjunto de índices de evaluación (es decir, factores de calidad ambiental) en una unidad de evaluación es U = {U1, U2,...,um} , y El conjunto de estándares de evaluación de la calidad ambiental es V = {V1, V2,...,Vn}, V1, V2,..., Vn es el conjunto de estándares de evaluación correspondiente a Ui.
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De acuerdo con la definición de relación matemática difusa, en esta matriz de relación difusa, rij representa la posibilidad de que el I-ésimo factor participante sea clasificado como ambiental Clase J. calidad, es decir, el grado de pertenencia de I a J. Por lo tanto, la I-ésima fila de la matriz de relaciones difusas R RI = (Ri1, ri2,..., rin), I = 1, 2,... , m, en realidad. La J-ésima columna RJ = (R1J, r2j,...,rmj) y J = 1, 2,..., N en la matriz de relaciones difusas representan el grado de pertenencia de cada factor de evaluación al J-ésimo estándar de calidad ambiental.
Si el subconjunto difuso del factor ambiental u es
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En la fórmula, AI (I = 1, 2,..., m) representa la medida del papel del factor único ui en todos los factores, que puede considerarse como el peso del I-ésimo factor de evaluación entre los factores de evaluación de la calidad ambiental.
El subconjunto difuso de los criterios de evaluación es
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donde bj (j = 1, 2,..., n) representa el par integral de vj Evalúe el grado de membresía del subconjunto difuso, es decir, el grado de membresía del estándar de calidad ambiental de nivel J a la clasificación de calidad integral.
Cuando se conocen el vector difuso A y la matriz de relación difusa R, el subconjunto difuso de la evaluación integral se puede expresar como: b = a R.
Dos ejemplos de aplicación
Tomando como ejemplo el distrito de Kuishan, ciudad de Rizhao, se ilustra la aplicación del método de evaluación integral difusa. La Tabla 1 muestra los valores de seguimiento de los indicadores ambientales en el área, incluyendo suelo, agua subterránea, geología de ingeniería, espesor del Cuaternario, pendiente hidráulica y cobertura vegetal. Por lo tanto, se puede establecer un conjunto de factores de evaluación de la calidad del ambiente ecológico: u = {suelo, agua subterránea, ingeniería geológica, espesor cuaternario, gradiente hidráulico, cobertura vegetal}.
Tabla 1 Tabla de evaluación integral de la calidad del medio ambiente ecológico y geológico en el área de Kuishan
2.1 Establecimiento de un conjunto de evaluación
Este artículo selecciona seis factores ecológicos y ambientales importantes en Área de Kuishan: índice de calidad ambiental del suelo P, índice de calidad ambiental del agua subterránea F, índice de calidad ambiental de ingeniería SE, espesor cuaternario (m), pendiente hidráulica (‰) y cobertura vegetal (). Según la situación real de la región, la calidad ambiental de los factores anteriores se divide en cuatro niveles. La Tabla 2 enumera los valores correspondientes para diferentes niveles de cada factor.
Tabla 2 Tabla estándar de evaluación de la calidad ambiental, geológica y ecológica
2.2 Establecimiento de funciones de miembro
Esta vez, se utiliza una función de membresía lineal y la fórmula es la siguiente siguiente:
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Entre ellos: uⅰ(x), uⅱ(x), uⅲ(x) y uⅳ(x) son el grado de pertenencia al nivel I. factores de evaluación para estándares de calidad de nivel I-IV; A1, a2, a3, a4 son los cuatro valores estándar del factor de evaluación x es el valor real del factor de evaluación I;
Primero, obtenga el grado de membresía a partir de la fórmula anterior. Basado en el valor medido real
2.3 Cálculo del peso
Dado que los valores de los factores e indicadores de evaluación son diferentes, el grado de impacto en la calidad del entorno geológico ecológico también es diferente, por lo que el peso de cada indicador en cada punto de evaluación se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula, determine 1 × n P vectores.
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Donde Wik es el vector de peso índice del punto de evaluación k I, cuanto mayor es el valor, mejor es la calidad del entorno geológico ecológico, y se toma el recíproco; en el cálculo.
Después del cálculo, la matriz de ponderación de cada índice de evaluación en el área es la siguiente:
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2.4 Evaluación integral difusa
Con base en los resultados del cálculo anterior, se adopta la fórmula del modelo ponderado normalizado:
Bjk=Aik Rij
Donde: Bjk es la matriz integral de cada nivel al que se evalúa cada evaluación. el punto pertenece; Aik es cada punto de evaluación. La matriz de ponderación del factor exponencial es la matriz de membresía de cada punto de evaluación.
La matriz de calificaciones para cada punto de evaluación se calcula de la siguiente manera:
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A través de la evaluación integral de la calidad del entorno ecológico geológico del área de Kuishan , la calidad del entorno ecológico y geológico de esta zona se divide en zona buena (ⅰ), zona buena (ⅱ) y zona pobre (ⅲ). El área buena (I) se distribuye principalmente en la línea río Daqu-Dingjialou y el área occidental, ubicada en la fuente de agua del tramo medio del río Futuan. La calidad del agua subterránea es buena, el sistema Cuaternario es espeso y las actividades humanas son principalmente agrícolas, pero la masa de agua es pobre. Las zonas afectadas por la pobreza (iii) se encuentran principalmente en la desembocadura del río Futuan y la costa sur. La calidad del agua subterránea en esta zona es mala, la intrusión de agua de mar es grave, el paisaje costero ha sido destruido y la superficie de bosque protector costero también está disminuyendo.
3 Conclusión
En comparación con el método tradicional de evaluación de la calidad del entorno geológico, el método de evaluación integral difusa es razonable y científico y puede reflejar correctamente la calidad del entorno geológico ecológico. Sin embargo, si la función de membresía y la función de peso se establecen incorrectamente, también conducirá a desviaciones en los resultados de la evaluación. Por lo tanto, el método de evaluación integral difusa debe utilizarse con precaución.
Referencia
Deng Julong. 1985. Métodos básicos de sistemas grises, Wuhan: Prensa de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong.
Ministerio de Geología y Recursos Minerales 1993. GB/t 14848-1993 Norma de Calidad de Aguas Subterráneas.
Xia Jun. Evaluación de la calidad del medio ambiente regional y del entorno ecológico. 1999. Wuhan: Prensa de Energía Hidráulica y Eléctrica de la Universidad de Wuhan.