城市景观水体表观质量评价方法参数优化

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目前,多数城市水体的功能仅为景观功能,而水体表观污染导致城市水体景观功能恶化的主要原因,尽管人们已经关注了水体表观污染的问题,但是由于其难以记录、比较,使得有关水体表观污染的深入研究较少。因此,找到水体表观污染的有效评价方法极为重要。基于水质指标的景观水体表观质量评价方法在城市景观水体表观质量评价应用中取得了阶段性进展:能够以连续数字形式量化地反映水体表观质量实际状况,评价结果具有可记载性和可比性。相较于目前应用较为广泛的侧重于水质功能区分的水质评价方法,基于水质指标的景观水体表观质量评价方法更适合于评价城市水体表观质量。在应用中,基于水质指标的景观水体表观质量评价方法的不足之处也逐渐显现:吻合率不高,水质指标监测不易等。为使其得到发展,本研究对其进行参数优化。对苏州城区31处典型城市景观河道进行长期水环境观察和水质监测,经过统计分析水质指标与水体表观质量的定性定量关系,选择合适的模型参数,并以建模意外水体进行验证,以期提高基于水质指标的景观水体表观质量评价方法的吻合率,同时使其更加科学合理、应用便捷。本研究得到主要结论如下:⑴城市景观水体表观质量现场主观评价方法思路清晰、方向正确。由于各水体表观要素对水体表观质量贡献率不同,造成现场主观评价时评定等级与评价得分吻合率不高。将水体颜色、浑浊程度和异味三个表观要素的权重修改为0.45,0.45和0.1,吻合率由66%提高到87.04%。此时评价分数更接近于人对于水体直接的主观感受,能够为表观质量指数法提供更准确的标准值。⑵将评价因子体系中色度和透明度去掉,增加叶绿素a和硫离子弥补描述颜色的指标缺失,根据水质指标与水体表观质量的定性定量关系,确定各评价因子的各级评价标准;对比不同权重赋值方法对评价结果产生的影响,参考各评价因子对水体表观质量的贡献率,对各评价因子赋予固定分布权重;对比不同算子对评价结果产生的影响,以算子M(·,+)替代算子M(∧,∨),避免因丢失信息造成评判结果不易分辨的情况。精确度和可靠性检验的结果表明该模型精确度良好,具有一定可靠性。⑶将修改过的表观质量指数法应用于苏州市区建模水体以外水体:38处广域采样水体吻合率到达88.75%,苏州科技学院江枫校区北门景观河道8次连续评价中仅有一次不吻合,且应以表观质量指数为准。由此认为表观质量指数法在苏州市区具有一定的普遍适用性、可记载性和可对比性,能为景观水体的规划管理和利用提供重要依据,值得推广应用。对比2011年和2013年的表观质量评价结果和水质监测数据,结果表明表观质量指数法更能够更明确地反映景观河道治理效果,在工程研究中对于评估水体表观质量改善效果具有一定的参考价值。
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