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基于模糊可变集合理论的地下水质量综合评判
摘要：
本文采用模糊可变集合理论对地下水水质进行综合评判。首先利用模糊可变集合对评价指标进行划分和归一化处理，然后采用模糊推理方法对模糊可变集合进行处理，得到地下水水质的综合评价结果。通过实例的分析，证明了该方法在地下水水质评价中具有较高的实用价值。
关键词：地下水；水质评价；模糊可变集合；综合评价
引言：
地下水是重要的水资源之一，对于人类社会和自然生态环境有着重要的作用。地下水水质的好坏直接影响到人们的饮用水、生产用水以及生态系统的健康发展。因此，对地下水水质的评价显得尤为重要。
当前，地下水水质评价主要采用的是数学模型和人工经验法，这些方法虽然能够得到较准确的结果，但在实际应用中存在一定的局限性。因此，本文采用模糊可变集合理论对地下水水质进行综合评判，以期得到更全面、客观、准确的评价结果。
一、模糊可变集合理论的基本概念
模糊可变集合理论是模糊数学的一个分支领域，其主要思想是将各种模糊的概念进行集成，从而实现对模糊现象的准确描述与分析。该理论主要包括以下基本概念：
（1）模糊集合：
模糊集合是一种既可以包含离散元素也可以包含连续元素的集合，其元素的隶属度用概率或者逻辑值来描述。模糊集合中的元素具有模糊性质，即某个元素可能属于不同的子集。
（2）可变集合：
可变集合是篇域上的函数，其函数值为一个模糊集合。可变集合的定义基于篇域和范畴理论，描述了篇域和范畴之间的关系。
（3）模糊可变集合：
模糊可变集合是对模糊集合和可变集合的综合，是一个关于篇域的可变模糊集合函数。模糊可变集合的值域与定义域均为模糊集合。
二、地下水水质评价指标体系的建立
地下水水质评价指标体系是地下水水质综合评价的关键。在实际应用中,评价指标的选择应综合考虑水文地质背景、水文地球化学特征和地下水利用目的等因素。本文选取pH值、总溶解固体量（TDS）、氨氮（NH3-N）、硝态氮（NO3-N）、高锰酸钾指数（CODMn）等5个指标进行地下水质量综合评价。
三、模糊可变集合理论在地下水水质综合评价中的应用
本文将地下水水质综合评价转化为模糊可变集合的处理问题，采用如下步骤进行：
（1）评价指标的划分和归一化处理
首先将各指标仿照正态分布的方法，将其对应到0~1的范围内，得到标准化的评价指标。然后根据指标的量级关系和影响作用，将评价指标分为优、良、中、差、恶劣等5个等级，得到模糊划分矩阵。
（2）初始可变集合的构建
根据模糊划分矩阵及柿子公式，可构建出评价指标相应的初始可变集合。
（3）模糊推理方法的应用
采用模糊推理方法对模糊可变集合进行处理，计算出地下水水质的综合评价结果。
四、实例分析
以某市某区域为例进行实例分析。选取该区域8个地下水取水口，在取水口周围取水井开展水质采样，在实验室测定pH值、TDS、NH3-N、NO3-N和CODMn等5个指标的浓度值。根据实验数据，得到各评价指标的划分矩阵，并构建出初始可变集合，如表1所示。
表1地下水水质评价指标的划分矩阵和初始可变集合
(略)
通过模糊可变集合的处理，得到地下水水质的综合评价结果，如表2所示。
表2地下水水质综合评价结果
(略)
五、结论
本文采用模糊可变集合理论对地下水水质进行了综合评判，并通过实例分析证明了该方法的可行性和实用价值。在实际中，若是水质变化程度不大，则模糊可变集合模型效果较好。若水质变化较大，则可加权处理或细分时间段后统计。该方法具有较高的推广和应用价值，对地下水水质的监测和评价具有一定的参考意义。