閆榮榮

(太原工業(yè)學(xué)院 環(huán)境與安全工程系，山西 太原 030008)

近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展、城市規(guī)模的擴大，工業(yè)廢水和生活污水排放量急劇增加，導(dǎo)致城市地表水環(huán)境嚴重惡化，地表水質(zhì)狀況備受關(guān)注[1].因此，對城市地表水質(zhì)量做出評價，并及時、客觀、準(zhǔn)確地分析出水污染的具體原因，對城市水污染治理和環(huán)境管理具有重要意義.在水質(zhì)評價中優(yōu)先考慮哪些水質(zhì)指標(biāo)將成為水污染治理和環(huán)境管理的首要考慮的問題.

層次分析法是最常用的一種決策思維的方法.該方法把復(fù)雜的問題按照主次或支配關(guān)系分組而形成有序的遞階層次結(jié)構(gòu)，使之條理化，然后根據(jù)一定判斷準(zhǔn)則就每一層的相對重要性給予定量表示，即利用數(shù)學(xué)方法確定表達每一層中所有元素的相對重要性的權(quán)重，最后通過排序結(jié)果分析來解決問題[2].該方法需要建立遞階層次結(jié)構(gòu)、構(gòu)造判斷矩陣、確定單一層次元素相對權(quán)重，進行層次單排序、判斷矩陣的一致性檢驗和計算各層元素對目標(biāo)層的合成權(quán)重，進行層次總排序等五個步驟[3,4].其中，后三步的計算過程中，由于計算公式復(fù)雜并需要很多次計算，為了結(jié)果正確，需要多次校核，工作量巨大.雖然如此，計算結(jié)果也不一定準(zhǔn)確.為了更好地使用層次分析法解決實際問題，本文將采用邁實AHP軟件進行分析.該軟件具有方便高效的層次模型繪制、智能的判斷矩陣一致性比例及排序權(quán)重計算功能，在解決地表水環(huán)境評價分析中起到積極意義.

本文以某地表水環(huán)境評價為例來介紹邁實層次分析法軟件的使用.

1 水質(zhì)評價指標(biāo)

水質(zhì)指標(biāo)有重金屬、有機物和無機物三大類.其中，重金屬包括As、Cd、Pb、Zn和Cu；有機物包括BOD和DO；無機物包括TP、TN和F.

2 水質(zhì)評價指標(biāo)層次分析

2.1 建立遞階層次結(jié)構(gòu)

啟動軟件后，首先，選擇軟件左下角：“第一步：模型”，然后利用工具欄——頂層目標(biāo)、中間層規(guī)則、底層方案，繪制出如圖1的層次分析模型.

圖1 地表水水質(zhì)遞階層次結(jié)構(gòu)圖

2.2 構(gòu)造原始權(quán)重矩陣

層次分析方法所采用的權(quán)重是兩兩比較法.為使原始矩陣每個因素定量化，采用“1～9”比較標(biāo)度法.標(biāo)度的含義見表1.綜合考慮多種因素，反復(fù)推敲，根據(jù)表1對中間層和底層構(gòu)造原始權(quán)重矩陣，結(jié)果見表2、表3、表4和表5.

選擇軟件左下角的“第二步：數(shù)據(jù)”，切換到數(shù)據(jù)頁面，錄入原始權(quán)重.

表1 比較標(biāo)度及其含義

表2水質(zhì)因子原始權(quán)重矩陣

水質(zhì)重金屬有機物無機物重金屬135有機物1/511無機物1/511

表3重金屬因子原始權(quán)重矩陣

重金屬AsCdPbZnCuAs13557Cd1/31335Pb1/51/3133Zn1/51/31/313Cu1/71/51/31/31

表4有機物因子原始權(quán)重矩陣

有機物BODDOBOD11DO11

表5無機物因子原始權(quán)重矩陣

無機物TPTNFTP133TN1/311F1/311

2.3 計算結(jié)果與分析

選擇軟件左下角“第三步：報表”，進入計算結(jié)果報表頁.計算結(jié)果如表6.

從表6中可以看出，在中間層中，重金屬占的權(quán)重是0.714 286，有機物和無機物占的權(quán)重一樣，都是0.142 857，說明在地表水評價中，重金屬對水質(zhì)的影響作用遠遠高于有機物和無機物對水質(zhì)的影響作用；在底層中，As占重金屬同級權(quán)重的0.488 1，遠高于其它同級水質(zhì)因素的同級權(quán)重，Cd占重金屬同級權(quán)重的0.239 978，As和Cd的同級權(quán)重之和為0.728 078，說明As和Cd對水質(zhì)的影響作用占重金屬對水質(zhì)的影響作用的72.8%，所以在地表水評價中，首要考慮重金屬的水質(zhì)指標(biāo)，其中重點考察As和Cd的水質(zhì)指標(biāo).

表6 層次總排序計算結(jié)果

另外，將底層因素按照全局權(quán)重進行排序并對總排序進行一致性檢驗，檢驗結(jié)果為一致性，說明總排序具有可信度.其中，As占第一位，Cd為第二位，全局權(quán)重分別為0.348 643和0.171 413，比其它底層因素的全局權(quán)重高一個數(shù)量級.從這方面也可以看出，As和Cd對水質(zhì)的影響遠高于其它底層因素對水質(zhì)的影響.

因此，在地表水評價中，應(yīng)該首要考慮As和Cd的水質(zhì)指標(biāo)，然后再考慮其它底層因素對水質(zhì)的影響.

3 結(jié)論

本文根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)在邁實AHP軟件“第一步：模型”界面建立水質(zhì)遞階層次結(jié)構(gòu)、在“第二步：數(shù)據(jù)”錄入原始權(quán)重矩陣、點擊“第三步：報表”，查看計算結(jié)果圖和表.通過分析結(jié)果，得出在地表水評價中，應(yīng)該首要考慮As和Cd的水質(zhì)指標(biāo)，再考慮其它底層因素對水質(zhì)的影響.

邁實AHP軟件比手工計算簡便、快捷，并且只要操作正確，結(jié)果不容易出錯.所以，邁實AHP軟件在解決環(huán)境領(lǐng)域中的某些問題時具有一定的積極意義.