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梦清园景观水体生态净化系统模糊综合评价

肖冰 杨银川 陆昕渝 李欣然 黄民生 尹超 何岩

肖冰, 杨银川, 陆昕渝, 李欣然, 黄民生, 尹超, 何岩. 梦清园景观水体生态净化系统模糊综合评价[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2019, (4): 144-155. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.04.014
引用本文: 肖冰, 杨银川, 陆昕渝, 李欣然, 黄民生, 尹超, 何岩. 梦清园景观水体生态净化系统模糊综合评价[J]. 华东师范大学学报(自然科学版), 2019, (4): 144-155. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.04.014
XIAO Bing, YANG Yin-chuan, LU Xin-yu, LI Xin-ran, HUANG Min-sheng, YIN Chao, HE Yan. Fuzzy comprehensive assessment of landscape water eco-compositive purifying process in Mengqing Garden[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2019, (4): 144-155. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.04.014
Citation: XIAO Bing, YANG Yin-chuan, LU Xin-yu, LI Xin-ran, HUANG Min-sheng, YIN Chao, HE Yan. Fuzzy comprehensive assessment of landscape water eco-compositive purifying process in Mengqing Garden[J]. Journal of East China Normal University (Natural Sciences), 2019, (4): 144-155. doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.04.014

梦清园景观水体生态净化系统模糊综合评价

doi: 10.3969/j.issn.1000-5641.2019.04.014
基金项目: 

上海市科技创新行动计划 18DZ1203806

详细信息
    作者简介:

    肖冰, 女, 硕士研究生, 研究方向为城市水环境与蚊虫孳生.E-mail:xiaobing-19940430@163.com

    通讯作者:

    黄民生, 男, 教授, 博士生导师, 研究方向为水环境治理与修复.E-mail:mshuang@des.ecnu.edu.cn

  • 中图分类号: X824

Fuzzy comprehensive assessment of landscape water eco-compositive purifying process in Mengqing Garden

  • 摘要: 梦清园景观水体生态净化系统对苏州河河水进行处理后排放,根据2017年3月-11月的水质监测数据,采用单因子评价法以及模糊综合评价法分别对苏州河河水和景观水体生态净化系统的水质类别进行评估.结果表明,该处理工艺对NH3-N、TN和TP等指标有一定的去除率,分别为29.7%、55.2%和24.3%,溶氧浓度有很大提升,但各单元水质波动较大,其中由于植物堆积、内源释放、基质饱和等原因,芦苇湿地的水质最差(劣Ⅴ类),需要加强管理维护以恢复水体净化效能.
  • 图  1  梦清园水系平面图、生态净化系统流程

    Fig.  1  General plan of Mengqing Garden and water system

    图  2  溶解氧浓度沿程变化趋势

    注: 图中$\circ$表异常值及其所在月份, 下同

    Fig.  2  Variation in DO concentration throughout the landscape water purifying process

    图  3  氨氮和总氮沿程变化趋势

    图中$\circ$和$\star$表异常值及其所在月份, 下同

    Fig.  3  Variation in NH$_{4}^{+}$-N and TN concentration throughout the landscape water purifying process

    图  4  总磷沿程变化趋势

    Fig.  4  Variation in TP concentration throughout the landscape water purifying process

    图  5  BOD$_{5}$和COD$_{\rm Mn}$沿程变化趋势

    Fig.  5  Variation in BOD$_{5}$ and COD$_{\rm Mn}$ concentration throughout the landscape water purifying process

    图  6  叶绿素a浓度沿程变化趋势

    Fig.  6  Variation in Chla concentration throughout the landscape water purifying process

    表  1  水质强化净化部分主要参数

    Tab.  1  Basic parameters of water strengthened purifying process

    水体面积/m$^{2}$ 最终水深/m 底泥厚度/m 停留时间/h 植物面积/m$^{2}$ 植物构成
    芦苇湿地 800 0.8 0.9 12.80 795 芦苇
    下湖 1 905 1.1 0.3 41.91 900 宽叶香蒲、伊乐藻和菹草
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    表  2  各采样点层次分析法权重值

    Tab.  2  Index weight by AHP

    采样点 DO NH$_{4}^{+}$-N TP BOD$_{5}$ COD$_{\rm Mn}$
    苏州河 0.186 0 0.243 3 0.317 9 0.138 6 0.114 2
    折水涧 0.181 9 0.139 9 0.310 4 0.133 1 0.234 7
    芦苇湿地 0.163 0 0.060 8 0.392 0 0.105 0 0.279 2
    挡水板槽 0.194 5 0.110 8 0.340 4 0.115 2 0.239 1
    下湖 0.120 8 0.183 8 0.288 4 0.082 7 0.324 3
    蝴蝶泉 0.145 0 0.202 0 0.292 8 0.102 9 0.257 3
    星月湾 0.069 1 0.148 2 0.212 0 0.113 2 0.455 3
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    表  3  各评价因子熵权

    Tab.  3  Entropies and weights of indicators

    采样点 DO NH$_{4}^{+}$-N TP BOD$_{5}$ COD$_{\rm Mn}$
    苏州河 0.210 7 0.230 9 0.173 0 0.230 9 0.154 5
    折水涧 0.218 4 0.192 9 0.194 8 0.200 8 0.193 0
    芦苇湿地 0.228 4 0.152 1 0.228 4 0.211 7 0.179 4
    挡水板槽 0.231 4 0.186 5 0.198 8 0.190 8 0.192 4
    下湖 0.190 0 0.209 2 0.201 4 0.189 6 0.209 9
    蝴蝶泉 0.199 4 0.213 7 0.198 3 0.187 8 0.200 8
    星月湾 0.159 2 0.193 5 0.175 2 0.222 1 0.250 0
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    表  4  各评价因子的权重系数

    Tab.  4  Weight coefficients of evaluation factors for each sampling site

    采样点 DO NH$_{4}^{+}$-N TP BOD$_{5}$ COD$_{\rm Mn}$
    苏州河 0.198 3 0.237 1 0.245 4 0.184 8 0.134 4
    折水涧 0.200 2 0.166 4 0.252 6 0.167 0 0.213 9
    芦苇湿地 0.195 7 0.106 4 0.310 2 0.158 4 0.229 3
    挡水板槽 0.213 0 0.148 7 0.269 6 0.153 0 0.215 8
    下湖 0.155 4 0.196 5 0.244 9 0.136 1 0.267 1
    蝴蝶泉 0.172 2 0.207 8 0.245 6 0.145 3 0.229 1
    星月湾 0.114 1 0.170 9 0.194 7 0.167 7 0.352 7
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    表  5  各采样点水质综合权重的模糊综合评价结果

    Tab.  5  Evaluation results for water quality at sampling sites

    采样点 水质类别隶属度 水质等级B$_{T}^{1}$ 水质类别
    Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 Ⅴ类 劣Ⅴ类
    苏州河 0.000 0 0.012 1 0.288 8 0.368 4 0.232 6 0.098 2 3.963 6
    折水涧 0.000 0 0.127 5 0.425 5 0.380 6 0.066 4 0.000 0 3.396 5
    芦苇湿地 0.000 0 0.073 3 0.140 8 0.240 3 0.006 1 0.539 5 5.474 6 劣Ⅴ
    挡水板槽 0.000 0 0.123 9 0.332 6 0.335 8 0.207 7 0.000 0 3.651 6
    下湖 0.155 4 0.165 2 0.265 4 0.377 2 0.036 9 0.000 0 3.261 4
    蝴蝶泉 0.172 2 0.090 1 0.209 0 0.527 7 0.000 9 0.000 0 3.308 7
    星月湾 0.114 1 0.000 0 0.208 6 0.129 9 0.005 8 0.541 5 5.374 2 劣Ⅴ
    注: $^{1}$将水质等级看成连续的相对位置, 并用数值$\{1, 2, 3, 4, 5, 6\}$表示水质等级Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ, 劣Ⅴ, 对应每个评价对象将各水质等级进行加权运算, 得到评价对象的相对位置.其公式$B_T=(\sum_{j=1}^6W_j^\beta j)/(\sum_{j=1}^6W_j^\beta)$, 式中$W_{j}$表示评价对象在第$j$级水质标准的隶属度; $\beta$为加权系数, 本文取$\beta$=2
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    表  6  单因子评价及不同权重模糊综合评价结果

    Tab.  6  Evaluation results for water quality based on different assessment methods

    采样点 层次分析法 熵权法 综合权重 单因子评价法
    苏州河
    折水涧
    芦苇湿地 劣Ⅴ 劣Ⅴ 劣Ⅴ
    挡水板槽
    下湖
    蝴蝶泉
    星月湾 劣Ⅴ 劣Ⅴ 劣Ⅴ
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  • 收稿日期:  2018-06-08
  • 刊出日期:  2019-07-25

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