灰色系統(tǒng)理論在大氣污染總量控制中的應(yīng)用.pdf

1、環(huán)境問題已成為二十一世紀(jì)人類最嚴(yán)重的社會問題之一?？偭靠刂剖菍?shí)施污染綜合治理的一項(xiàng)行之有效的措施，其主要過程是先對系統(tǒng)的環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確的綜合評價(jià)，然后再根據(jù)環(huán)境目標(biāo)確定總量控制值，最后實(shí)施合理公平的優(yōu)化分配。環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)典型的灰色系統(tǒng)，部分信息明確，部分信息不明確，而且數(shù)據(jù)量少。因此，采用灰色理論方法系統(tǒng)的研究環(huán)境總量控制問題是一個(gè)具有實(shí)際意義且較前沿的課題。 我國現(xiàn)行的環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法主要是單因子評價(jià)，其局限性在于無法反

2、映系統(tǒng)整體的情況。經(jīng)典的灰色聚類分析法由于采用直線型白化函數(shù)計(jì)算實(shí)際權(quán)，從而存在零權(quán)重現(xiàn)象，使得最終評價(jià)結(jié)果出現(xiàn)偏差。為有效解決零權(quán)重問題，構(gòu)建了指數(shù)型白化函數(shù)，從而建立修正聚類分析模型用于評價(jià)環(huán)境空氣綜合質(zhì)量。在修正聚類模型中，實(shí)際監(jiān)測值與非零權(quán)重值之間存在一一對應(yīng)關(guān)。根據(jù)2004年貴陽市環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別利用修正聚類模型與經(jīng)典聚類模型進(jìn)行評價(jià)，并將結(jié)果進(jìn)行比較，可得修正聚類模型的評價(jià)結(jié)果在準(zhǔn)確性上明顯好于經(jīng)典聚類模型的評價(jià)結(jié)

3、果。經(jīng)過修正聚類模型計(jì)算，確定2004年杭州市環(huán)境空氣綜合質(zhì)量等級為二級，已達(dá)到該地區(qū)規(guī)定的環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 對系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行綜合評價(jià)后，接下去要進(jìn)行因子分析，以確定首要影響因子?；疑到y(tǒng)理論是通過灰色關(guān)聯(lián)分析法進(jìn)行因子分析的，然而經(jīng)典的灰色關(guān)聯(lián)分析法在計(jì)算關(guān)聯(lián)度時(shí)采用等權(quán)重的思想，并沒用考慮各因子的實(shí)際權(quán)重。在此基礎(chǔ)上，提出了分級的變權(quán)重思想，從而建立修正關(guān)聯(lián)分析評價(jià)模型。以杭州市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)2003年環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)

4、為樣本，分別利用經(jīng)典關(guān)聯(lián)模型、加權(quán)關(guān)聯(lián)模型與修正關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行計(jì)算，并進(jìn)行結(jié)果比較，可知修正關(guān)聯(lián)模型的精確度與靈敏度均有所提高。應(yīng)用修正關(guān)聯(lián)模型確定了杭州市2004年大氣首要污染物為可吸入顆粒物，與可吸入顆粒物關(guān)聯(lián)最密切的因子為二氧化硫。 在總量控制實(shí)踐中，確定各因子的目標(biāo)總量控制值是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問題。現(xiàn)行的計(jì)算方法大都屬于單因子模式，即沒有考慮其它因子對該因子的綜合影響作用。結(jié)合修正聚類分析模型及灰色預(yù)測GM(1，1)模型，

5、建立了污染物達(dá)標(biāo)濃度閾值計(jì)算模型，從而可確定系統(tǒng)內(nèi)各因子在達(dá)標(biāo)這個(gè)環(huán)境目標(biāo)下的濃度臨界值，即目標(biāo)總量控制值。在濃度閾值計(jì)算模型中，先要對系統(tǒng)內(nèi)各因子的濃度進(jìn)行預(yù)測，然后計(jì)算各個(gè)等級的綜合隸屬度，最后基于綜合隸屬度的調(diào)整變化確定該因子的濃度閾值。而基于綜合隸屬度的調(diào)整計(jì)算，實(shí)際上就是體現(xiàn)了其它因子對該因子的綜合影響作用。先通過GM(1，1)模型預(yù)測，得到2005年杭州市大氣首要污染物可吸入顆粒物的濃度為0.11458mg/m3，然后利用修