J4 ›› 2012, Vol. 42 ›› Issue (4): 1130-1138.

• 地质工程与环境工程 • 上一篇    下一篇

可变模糊理论与模糊粗糙集在地下水污染评估中的应用

马荣|石建省|刘继朝   

  1. 中国地质科学院水文地质环境地质研究所|石家庄050061
  • 收稿日期:2011-10-25 出版日期:2012-07-26 发布日期:2012-07-26
  • 通讯作者: 石建省(1962-),男,研究员,主要从事水文地质评价方面的研究 E-mail:tiger7886@263.net
  • 作者简介:马荣(1982-)|男|博士|主要从事地下水污染方面的研究|E-mail:margroundwater@gmail.com
  • 基金资助:

    国家“973”计划项目(2010CB428800)

Application of Variable Fuzzy Set Theory and Fuzzy-Rough Set to  |Groundwater Pollution Assessment

MA Rong, SHI Jian-sheng, LIU Ji-chao   

  1. The Institute of Hydrogeology and Environmental Geology, Shijiazhuang050061, China
  • Received:2011-10-25 Online:2012-07-26 Published:2012-07-26

摘要:

传统的地下水污染评估方法需检测多项地下水化学变量,成本较高且无法考虑水质指标区间量值的影响。为此,笔者利用可变模糊理论对地下水污染进行综合评估,在此基础上通过模糊粗糙集理论挖掘关键变量,并利用生成的最小决策规则库对样品点的污染综合指数进行预测。将该方法应用于洛阳盆地,对其有效性进行验证,计算结果表明:As、Hg、Se、I、NH3-N对研究区地下水污染分类起控制作用。通过与实测的13种化学变量所计算的地下水污染综合指数相比,测试数据中7组样品的相对误差为0.104 0~0.172 5;剩余15组样品的相对误差为0.001 5~0.093 7,基本满足地下水污染评估的要求。可变模糊集与模糊粗糙集理论能够通过较少的化学变量对污染综合指数进行预测,从而降低地下水污染评估成本,为后续的地下水污染控制与修复提供可靠的数据来源。

关键词: 地下水, 化学变量, 污染, 模糊, 误差

Abstract:

Many hydrochemical variables were required to test in tradition methods in order to assess groundwater pollution, the cost was higher. More importantly, these methods could not consider the effect of interval water quality target limit on synthesis assessment. A new method was introduced in this paper: first the variable fuzzy set theory was employed to assess groundwater pollution; and then application of fuzzy rough set to evacuate critical variable, the min-decision rules were used to forecast groundwater pollution synthesis index, which was yield by fuzzy-rough set. This method was applied in Luoyang basin to evaluate its validity, the result indicated: there were five hydrochemical variables (As, Hg, Se, I, NH3-N) played a controlled role in groundwater pollution classification. In testing data, 7 groups of samples' relative error was 0.104 0-0.172 5; the surplus 15 groups samples’ relative error was 0.001 5-0.093 7. Therefore, the groundwater pollution synthesis index could be predicted by variable fuzzy sets and fuzzy-rough set theory according to the above five hydrochemical variables, which could make the monitoring cost decrease and provide reliable data source for groundwater pollution control and remediation.

Key words: groundwater, hydrochemical variable, pollution, fuzzy, errors

中图分类号: 

  • P641
[1] 杜新强, 尹呈杉, 方永军, 李孜涵, 郭辉. 基于地下水生态水位埋深阈值的可开采量评价——以三江平原普阳灌区为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 635-646.
[2] 束龙仓, 位书静, 澈丽木格, 温中琦, 刘波. 西辽河平原生态输水的地下水响应及不确定性量化[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 647-660.
[3] 张阳阳, 杜威. 基于超收敛单元片梯度恢复的自适应有限元法音频大地电磁正演[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 673-683.
[4] 杨婷, 李亚鑫, 刘娜, 林晓君, 曾经文, 王秀娟, 蔡倩怡, 罗子峰, 张苑铃, 容精男, 余伟达, 丘锦荣, 周建利. 沸石作为PRB填充介质修复NH4+污染地下水的效果及原位再生性能[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 661-672.
[5] 秦传玉, 尤凯鸿, 李小奇, 张成武, 于丽娟. 地下水常见阴离子影响双重改性纳米零价铁降解硝基苯的机制及效果[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 342-351.
[6] 张大奕, 刘志强, 么琳颖, 范晓露, 高静. 微生物诱导碳酸钙沉淀-生物炭联用技术修复农田污染土壤的关键机制和应用前景[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 1958-1980.
[7] 张文静, 涂志鹏, 贾媛媛. 矿区重金属的释放迁移与污染预测研究进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 2001-2027.
[8] 闫纲丽, 冯屾, 刘睿男, 黄冠星. 地下水背景值评估研究进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1655-1670.
[9] 王双, 朱奋, 李亮, 李林坚, 刘娜. 湛江市硇洲岛浅层地下水水化学特征及成因机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1680-1690.
[10] 黄树春, 李洪涛, 邓波, 王丹, 张高华.

湖南湘潭河西地区近20年岩溶水化学时空演变及其影响因素 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1269-1287.

[11] 王锦博, 贺志毅, 王亚楠, 程诗雨, 刘明柱. 某污染场地土壤与地下水协同修复阈值[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1288-1297.
[12] 王福刚, 管小桐, 何庆成, 程辉, 杨国华, 程中乐, 王耀辉. 考虑边界层流体黏度变化的黏性土低速非达西渗流数学模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 893-905.
[13] 胡启智, 王秀娟, 丘锦荣, 康迪, 曾经文, 蔡倩怡, 刘人涛, 刘娜. 潮汕地区地下水饮用水源地酸性浅层地下水特征及其成因探讨[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 906-918.
[14] 张晟瑀, 申文超, 苏小四. 基于随机森林法的区域地下水硝酸盐污染风险评价[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 943-956.
[15] 高莲凤, 田释梦, 张振国, 张平, 马瑞雪, 邢佳琪, 张忠鑫, . 钼尾矿资源综合利用研究进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1544-1557.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 张世广, 柳成志, 卢双舫, 张雁, 吴高平, 刘秋宏. 高分辨率层序地层学在河、湖、三角洲复合沉积体系的应用--以朝阳沟油田扶余油层开发区块为例[J]. J4, 2009, 39(3): 361 -368 .
[2] 李碧乐,沈鑫,陈广俊,杨延乾,李永胜. 青海东昆仑阿斯哈金矿Ⅰ号脉成矿流体地球化学特征和矿床成因[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2012, 42(6): 1676 -1687 .
[3] 杨晓平,李仰春,柳 震, 汪 岩,王洪杰. 黑龙江东部鸡西盆地构造层序划分与盆地动力学演化[J]. J4, 2005, 35(05): 616 -621 .
[4] 李发文, 冯平, 张超. 天津北三河地区垂向耦合产流模型及应用[J]. J4, 2011, 41(2): 459 -464 .
[5] 王立军,刘国才,黄继国,李跃迁,丛颖,沈照理,赵晓波. 接触氧化技术在公园景观水体功能恢复中的运用试验研究[J]. J4, 2006, 36(03): 458 -461 .
[6] 雷如雄,吴昌志,屈迅,顾连兴,陈刚,吾尔娜,孙洪涛,刘国宁. 中天山天湖东铁钼矿含矿片麻状花岗岩年代学、地球化学和锆石Hf同位素-对于中天山早古生代构造演化的启示[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2014, 44(5): 1540 -1552 .
[7] 初凤友,胡大千,姚杰. 中太平洋YJB海山富钴结核矿物组成与元素地球化学[J]. J4, 2007, 37(1): 8 -0014 .
[8] 周燕,郑培玺,王铁夫,张延洁. 招平断裂带上盘金矿床氢氧同位素地质特征[J]. J4, 2007, 37(4): 668 -0671 .
[9] 唐华风,王璞珺,姜传金,刘杰,张庆晨,冯有良. 松辽盆地火山岩相地震特征及其与控陷断裂的关系[J]. J4, 2007, 37(1): 73 -0078 .
[10] 范晓敏,李舟波. 裂缝性碳酸盐岩储层声波时差曲线的波动和增幅分析[J]. J4, 2007, 37(1): 168 -0173 .