灰色系統(tǒng)理論在大氣污染總量控制中的應用.pdf

1、環(huán)境問題已成為二十一世紀人類最嚴重的社會問題之一?？偭靠刂剖菍嵤┪廴揪C合治理的一項行之有效的措施，其主要過程是先對系統(tǒng)的環(huán)境質量進行準確的綜合評價，然后再根據(jù)環(huán)境目標確定總量控制值，最后實施合理公平的優(yōu)化分配。環(huán)境系統(tǒng)是一個典型的灰色系統(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具有實際意義且較前沿的課題。 我國現(xiàn)行的環(huán)境質量評價方法主要是單因子評價，其局限性在于無法反

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

3、果。經過修正聚類模型計算，確定2004年杭州市環(huán)境空氣綜合質量等級為二級，已達到該地區(qū)規(guī)定的環(huán)境空氣質量標準。 對系統(tǒng)現(xiàn)狀進行綜合評價后，接下去要進行因子分析，以確定首要影響因子。灰色系統(tǒng)理論是通過灰色關聯(lián)分析法進行因子分析的，然而經典的灰色關聯(lián)分析法在計算關聯(lián)度時采用等權重的思想，并沒用考慮各因子的實際權重。在此基礎上，提出了分級的變權重思想，從而建立修正關聯(lián)分析評價模型。以杭州市經濟技術開發(fā)區(qū)2003年環(huán)境空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)

4、為樣本，分別利用經典關聯(lián)模型、加權關聯(lián)模型與修正關聯(lián)模型進行計算，并進行結果比較，可知修正關聯(lián)模型的精確度與靈敏度均有所提高。應用修正關聯(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，與可吸入顆粒物關聯(lián)最密切的因子為二氧化硫。 在總量控制實踐中，確定各因子的目標總量控制值是一個關鍵的技術問題?，F(xiàn)行的計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。結合修正聚類分析模型及灰色預測GM(1，1)模型，

5、建立了污染物達標濃度閾值計算模型，從而可確定系統(tǒng)內各因子在達標這個環(huán)境目標下的濃度臨界值，即目標總量控制值。在濃度閾值計算模型中，先要對系統(tǒng)內各因子的濃度進行預測，然后計算各個等級的綜合隸屬度，最后基于綜合隸屬度的調整變化確定該因子的濃度閾值。而基于綜合隸屬度的調整計算，實際上就是體現(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