李祚泳，梁曉龍，汪嘉楊

（1.成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，四川成都610225）

基于規(guī)范變換的海水水質(zhì)普適指數(shù)公式

李祚泳1，梁曉龍1，汪嘉楊1

（1.成都信息工程學(xué)院資源環(huán)境學(xué)院，四川成都610225）

為了建立形式簡(jiǎn)潔、計(jì)算簡(jiǎn)便和普適通用的海水水質(zhì)的普適指數(shù)公式，基于海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB3097-1997），只要適當(dāng)設(shè)置海水水質(zhì)各指標(biāo)“參照值”和指標(biāo)值的規(guī)范變換式，并對(duì)各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行規(guī)范變換，使所有27項(xiàng)指標(biāo)的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的規(guī)范值都處于陸地3類水體72項(xiàng)指標(biāo)的同級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的規(guī)范值范圍內(nèi)，從而適用于陸地水體72項(xiàng)指標(biāo)規(guī)范值的6個(gè)水質(zhì)普適指數(shù)公式也適用于27項(xiàng)指標(biāo)規(guī)范值的海水水質(zhì)評(píng)價(jià)。以廈門近海海域和長(zhǎng)江口近海海域的海水水質(zhì)評(píng)價(jià)作實(shí)例，對(duì)指數(shù)公式的實(shí)用性進(jìn)行了效果檢驗(yàn)，并與其他方法的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明：不僅6個(gè)指數(shù)公式使陸地水體水質(zhì)評(píng)價(jià)和海水水質(zhì)評(píng)價(jià)得到普適、統(tǒng)一、規(guī)范和簡(jiǎn)化，而且規(guī)范變換的思想和方法對(duì)水資源及水安全系統(tǒng)的研究亦有借鑒作用。

規(guī)范變換；海水水質(zhì)評(píng)價(jià)；富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)；普適指數(shù)公式

李祚泳，梁曉龍，汪嘉楊.基于規(guī)范變換的海水水質(zhì)普適指數(shù)公式［J］.海洋學(xué)報(bào)，2015，37（1）：80—87，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2015.01.009

Li Zuoyong，Liang Xiaolong，Wang Jiayang.Universalindex formulae of seawater qual ity based on normal ized transformation［J］.Haiyang Xuebao，2015，37（1）：80—87，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2015.01.009

1　引言

多年來(lái)，隨著沿海地區(qū)人口的增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，大量未經(jīng)處理的工業(yè)廢水和城市生活污水及固體廢棄物傾入海水，致使河口近海的海水遭到嚴(yán)重污染，海洋生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，給人類的生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了不利影響［1］。為了滿足人類生產(chǎn)和生活的各種需求，需要在了解和掌握好海水的水質(zhì)狀態(tài)及海水富營(yíng)養(yǎng)化程度基礎(chǔ)上，對(duì)海水水質(zhì)作出客觀合理、準(zhǔn)確可靠的評(píng)價(jià)，從而為海水資源合理開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)和規(guī)劃、管理提供理論依據(jù)。

迄今為止，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了數(shù)十種海水水質(zhì)評(píng)價(jià)和海水富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)的方法、模型和公式［1—3］。主要有主分量分析評(píng)價(jià)法［4］、模糊分析評(píng)價(jià)法［5］、灰色分析評(píng)價(jià)法［6］、物元分析評(píng)價(jià)法［7］、集對(duì)分析評(píng)價(jià)法［8］和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)［9—10］、支持向量機(jī)［11—12］等人工智能評(píng)價(jià)模型及指數(shù)評(píng)價(jià)公式［13］。這些方法、模型和公式各有其利弊。主分量分析評(píng)價(jià)法雖然能將多個(gè)變量綜合成少數(shù)幾個(gè)互不相關(guān)的變量，具有客觀性和確定性，但總會(huì)丟失部分信息，且計(jì)算過(guò)程較復(fù)雜，使用不便。模糊分析、灰色分析、物元分析和集對(duì)分析等不確定性分析評(píng)價(jià)法雖然在評(píng)價(jià)過(guò)程中考慮了被評(píng)價(jià)對(duì)象所具有的模糊性、灰色性、不相容性、既確定又不確定等特性，但需要構(gòu)造較多的各種評(píng)價(jià)函數(shù)，評(píng)價(jià)函數(shù)的設(shè)計(jì)又無(wú)規(guī)律可循，有較大的主觀性。當(dāng)指標(biāo)較多時(shí)，設(shè)計(jì)和計(jì)算工作量皆很大，而且某些情況下也會(huì)丟失部分信息，影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。人工智能評(píng)價(jià)模型雖然能很好的適用于非線性、高維信息處理問(wèn)題，但建模過(guò)程中有眾多參數(shù)需要優(yōu)化確定，模型的優(yōu)化效果會(huì)受到模型的初始參數(shù)和動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)選擇的影響，模型編程和計(jì)算也較復(fù)雜，使用亦不方便。指數(shù)評(píng)價(jià)公式具有意義明確、形式簡(jiǎn)潔、計(jì)算簡(jiǎn)便、結(jié)果直觀的特點(diǎn)，因而實(shí)際中常被采用。但是傳統(tǒng)的指數(shù)評(píng)價(jià)公式某些情況下過(guò)分忽略或過(guò)分突出某些指標(biāo)在評(píng)價(jià)中的作用，致使評(píng)價(jià)結(jié)果失真?，F(xiàn)有的海水水質(zhì)或富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)方法、模型和公式的共同缺陷是普適性和通用性較差，即未建立對(duì)海水水質(zhì)或富營(yíng)養(yǎng)化所有指標(biāo)都普適通用的簡(jiǎn)潔、和諧、規(guī)范、統(tǒng)一的評(píng)價(jià)方法、模型和公式。無(wú)論從理論研究和實(shí)用角度出發(fā)，探索建立科學(xué)合理、簡(jiǎn)潔直觀、易于計(jì)算、使用方便和普適通用的海水水質(zhì)或富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)的方法、模型和公式是十分必要的。

本文基于《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB3097-1997），適當(dāng)設(shè)置海水水質(zhì)各指標(biāo)的“參照值”和相對(duì)于指標(biāo)值的規(guī)范變換式，使由規(guī)范變換式計(jì)算出各海水指標(biāo)的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范值都處于文獻(xiàn)［14］中的陸地水體（地表水、地下水和湖泊富營(yíng)養(yǎng)化水體）的72項(xiàng)指標(biāo)的同級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值范圍內(nèi)，則文獻(xiàn)［14］中優(yōu)化得到的適用于陸地水體72項(xiàng)指標(biāo)的6個(gè)水質(zhì)評(píng)價(jià)普適指數(shù)公式都可直接用作海水水質(zhì)評(píng)價(jià)的指數(shù)公式。并對(duì)指數(shù)公式的實(shí)用性進(jìn)行了效果檢驗(yàn)，以期建立科學(xué)合理、簡(jiǎn)潔客觀和普適通用的海水水質(zhì)或海水富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)的普適指數(shù)公式，為海水污染的防治和海水水資源的保護(hù)、開(kāi)發(fā)及管理決策提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)手段。

2　海水指標(biāo)的選取和指標(biāo)的參照值及指標(biāo)值規(guī)范變換式

表征海水水質(zhì)或海水富營(yíng)養(yǎng)的指標(biāo)很多［15—16］，本文依照國(guó)家制定的《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB3097-1997），選取了如表1所示的27項(xiàng)海水水質(zhì)指標(biāo)及其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。由于不同指標(biāo)的同級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值差異很大，若直接依據(jù)各指標(biāo)數(shù)據(jù)建立海水水質(zhì)評(píng)價(jià)的某種類型的指數(shù)公式，則不同指標(biāo)的同種類型指數(shù)公式中的參數(shù)值大小必定各不相同，因而不能建立對(duì)任意指標(biāo)都能普適通用的海水水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)公式。但若能對(duì)海水水質(zhì)指標(biāo)j，分別設(shè)定一個(gè)如表1所示的適當(dāng)?shù)摹皡⒄罩怠眂j0和相應(yīng)于參照值cj0的指標(biāo)值的變換式（1）和規(guī)范變換式（2）。各指標(biāo)參照值cj0和指標(biāo)值的規(guī)范變換式設(shè)定原則為：通過(guò)對(duì)表1中各項(xiàng)指標(biāo)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值之間變化規(guī)律的觀察、分析、歸納和比較，使不同指標(biāo)的同級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)規(guī)范變換式變換后的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值差異盡可能小，而不同標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)之間的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值差異盡可能大。這一過(guò)程需要對(duì)選擇的cj0和規(guī)范變換式（1）和（2）反復(fù)設(shè)置、試算和調(diào)整，直到滿足要求為止。從而可以認(rèn)為所有27項(xiàng)海水指標(biāo)皆“等效”于某個(gè)規(guī)范指標(biāo)，使海水水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)公式變得普適和簡(jiǎn)化。

表1　海水27項(xiàng)指標(biāo)參照值cj0、分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值cjk、標(biāo)準(zhǔn)變換值xjk和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值x′jkTab.1 Benchmarkscj0，grade standard valuescjk，standard transformation valuesxjkand normalized standard valuesx′jk

續(xù)表1

cj0和cjk的單位：p H無(wú)單位；PP（浮游植物）和細(xì)菌：104個(gè)/m3；其余：mg/L。

海水指標(biāo)值變換式：

5)AR技術(shù)運(yùn)用范圍廣闊，軍事、銷售、娛樂(lè)、教育、技術(shù)、傳媒、旅游、醫(yī)療等八個(gè)領(lǐng)域，都是AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展方向。

式中，xj為指標(biāo)j的變換值；cj0為設(shè)定的指標(biāo)j的“參照值”。設(shè)置27項(xiàng)海水指標(biāo)的“參照值”cj0如表1所示；cj為指標(biāo)j的實(shí)測(cè)值cj或分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值cjk。

海水指標(biāo)值的規(guī)范變換式：

式中，xj′為指標(biāo)j的規(guī)范值（j=1，2，…，27）。

3　海水水質(zhì)評(píng)價(jià)的普適指數(shù)公式

文獻(xiàn)［14］中已優(yōu)化得出適用于陸地3類水體72項(xiàng)指標(biāo)規(guī)范值的6個(gè)普適指數(shù)公式，如式（3）～（8）所示。

對(duì)數(shù)型冪函數(shù)普適指數(shù)公式：

韋伯-費(fèi)希納（W-F）定律普適指數(shù)公式：

Γ型分布普適指數(shù)公式：

污染危害S型普適指數(shù)公式：

加和型冪函數(shù)普適綜合指數(shù)公式：

式（3）～（8）中，xj為由式（1）計(jì)算得到的指標(biāo)j的變換值；xj′為由式（2）計(jì)算得到的指標(biāo)j的規(guī)范值；m為指標(biāo)數(shù)目；wj為指標(biāo)j的歸一化權(quán)值。

在優(yōu)化得出式（3）～（8）過(guò)程中，72項(xiàng)指標(biāo)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值xjk′（j=1～72；k=1～5）的變化范圍，即所有指標(biāo)中的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值極小值和極大值構(gòu)成的區(qū)間，如表2所示。而表1中27項(xiàng)指標(biāo)的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值xjk′（j=1～27；k=1～4）的變化范圍亦見(jiàn)表2。從表2可以看出：海水27項(xiàng)指標(biāo)的1～4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值的變化范圍都處于陸地水體72項(xiàng)指標(biāo)相應(yīng)的1～4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值的變化范圍內(nèi)，即海水27項(xiàng)指標(biāo)的［minxjk′，maxxjk′］?陸地水體72項(xiàng)指標(biāo)［minxjk′，maxxjk′］。因此，優(yōu)化得到的適用于陸地水體72項(xiàng)指標(biāo)的6個(gè)普適指數(shù)公式（3）～（8）亦適用于海水27項(xiàng)指標(biāo)的水質(zhì)評(píng)價(jià)。

表2　陸地水體72項(xiàng)指標(biāo)和海水的27項(xiàng)指標(biāo)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值變化范圍Tab.2 The variation ranges of the normalized index values in each grade standards on 27 indexes of seawater and 72 indexes of land water body

將表1中27項(xiàng)指標(biāo)的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)變換值xjk或規(guī)范值xjk'分別代入式（3）～（8），在視各指標(biāo)為等權(quán)情況下，由式（8）或式（9）計(jì)算得到適用于任意m項(xiàng)（1≤m≤27）指標(biāo)的6種不同類型的綜合指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值XIk（k=1，2，3，4），如表3所示。

式中，XIj為由式（3）～（7）計(jì)算得到指標(biāo)j的某種類型的指數(shù)值。XI為m項(xiàng)指標(biāo)的某種類型的綜合指數(shù)值，字母X代表L、F、Γ、P和λ；wj為指標(biāo)j的歸一化權(quán)值。

表3　海水水質(zhì)不同類型指數(shù)值的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值XIkTab.3 Grading standard valuesXIkof index values of different types in the quality of seawater

4　實(shí)例分析

4.1實(shí)例分析1

廈門市同安灣海域6個(gè)斷面的6項(xiàng)海水指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表4所示。數(shù)據(jù)摘自文獻(xiàn)［17］。從表1中查出表4中的6項(xiàng)指標(biāo)的參照值cj0，由式（1）和式（2）計(jì)算各斷面各指標(biāo)的變換值xjk和規(guī)范值xjk′，并用線性加權(quán)公式（10）對(duì)各指標(biāo)指數(shù)值XIj進(jìn)行加權(quán)，由式（3）～（9）計(jì)算得到各監(jiān)測(cè)斷面的6種類型普適綜合指數(shù)值，并根據(jù)表3中海水水質(zhì)不同類型綜合指數(shù)值的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)XIk作出的海水水質(zhì)分級(jí)判定結(jié)果如表4所示。

式中，xj為指標(biāo)j的變換值；m為指標(biāo)數(shù)目。

表4　廈門市同安灣海域水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)cij和各種綜合指數(shù)值XI及評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.4 Monitoring datacij，comprehensive index valuesXIand evaluation results of seawater qual ity of the sea area in Tongan of Xiamen City

4.2 實(shí)例分析2

長(zhǎng)江口及其鄰近2個(gè)水域的海水11項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表5所示，數(shù)據(jù)摘自文獻(xiàn)［18］。用與實(shí)例分析1完全相同的計(jì)算步驟，最終得出長(zhǎng)江口等3個(gè)水域的海水水質(zhì)級(jí)別如表5所示。

表5　長(zhǎng)江口及其鄰近海域水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)cij、各種綜合指數(shù)值XI及多種方法評(píng)價(jià)結(jié)果Tab.5 Monitoring datacij，comprehensive index valuesXIand evaluation results of seawater quality in the sea areas of Yangtze River outlet and the adjacency using a varity of methods

5　比較與討論

從實(shí)例分析1的表4可以看出：除指數(shù)公式（5）和（7）外，其余4個(gè)指數(shù)公式對(duì)廈門海域6個(gè)斷面水質(zhì)作出的評(píng)價(jià)結(jié)果完全一致。其真實(shí)情況是：在6項(xiàng)指標(biāo)中，斷面1～5均只有3項(xiàng)指標(biāo)（DO，CODMn，BOD5）值處于2級(jí)和1級(jí)范圍，有3項(xiàng)指標(biāo)值處于4級(jí)和3級(jí)范圍。因此綜合評(píng)價(jià)為3級(jí)是合理的；斷面6雖然只有1項(xiàng)指標(biāo)值處于1級(jí)，但其余5項(xiàng)指標(biāo)值都處于2級(jí)和3級(jí)的分界閾值附近，因此，綜合評(píng)價(jià)為2級(jí)或3級(jí)皆是可以的。文獻(xiàn)［17］用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)斷面1～6水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果分別為4、4、3、3、2、2。由于模糊綜合評(píng)價(jià)采用取極大、極小運(yùn)算，丟失了部分信息，易使評(píng)價(jià)失真。根據(jù)上述分析，斷面1和2水質(zhì)評(píng)價(jià)為3級(jí)比評(píng)價(jià)為4級(jí)更適當(dāng)。

從實(shí)例分析2的表5可以看出：除去公式（7）外，其余5個(gè)指數(shù)公式對(duì)長(zhǎng)江口、杭州灣和舟山群島海域的3個(gè)水域的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果幾乎完全一致。文獻(xiàn)［18］用熵權(quán)物元分析法評(píng)價(jià)結(jié)果為4、4、2級(jí)；用灰色聚類法的評(píng)價(jià)結(jié)果為3、3、3級(jí)，亦見(jiàn)表5。實(shí)際情況是：在11項(xiàng)指標(biāo)中，3個(gè)海域均只有5項(xiàng)指標(biāo)值處于1級(jí)和2級(jí)的范圍，分別各有3項(xiàng)指標(biāo)值處于3級(jí)和4級(jí)范圍，因此3個(gè)海域水質(zhì)評(píng)價(jià)為3級(jí)比評(píng)價(jià)為2級(jí)或4級(jí)要更適當(dāng)。

6　結(jié)論

（1）實(shí)例分析表明：基于指標(biāo)規(guī)范值的6個(gè)不同類型的水質(zhì)普適指數(shù)公式不僅適用于陸地3類水體72項(xiàng)指標(biāo)中的任意項(xiàng)指標(biāo)規(guī)范值的水質(zhì)評(píng)價(jià)，也完全適用于海水27項(xiàng)指標(biāo)中的任意項(xiàng)指標(biāo)規(guī)范值的海水水質(zhì)評(píng)價(jià)，從而表明其通用性。

（2）理論分析與實(shí)例驗(yàn)證表明：對(duì)其他的任意指標(biāo)，只要能適當(dāng)設(shè)定其“參照值”和指標(biāo)值的規(guī)范變換式，使由規(guī)范變換式計(jì)算出此指標(biāo)的各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范值處于某類指標(biāo)的同級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范值范圍內(nèi)，則優(yōu)化得出的適用于該類指標(biāo)規(guī)范值的普適指數(shù)公式亦適用于此指標(biāo)。因此，規(guī)范變換思想和方法具有廣泛意義上的規(guī)范不變性和普適性。

（3）基于規(guī)范值的水質(zhì)普適指數(shù)公式意義明確、形式簡(jiǎn)潔、計(jì)算簡(jiǎn)便、結(jié)果直觀，并且只需稍加改進(jìn)，還可推廣應(yīng)用于水資源可持續(xù)利用或水資源承載力分析評(píng)價(jià)。

［1］Bricker SB，F(xiàn)erreira JG，Smas T.An integrated methodology for assessment of estuarine trophic status［J］.Ecological Model l ing，2003，169：39 -60.

［2］Wang Baodong.Assessment of trophic statusin the Changj iang（Yangtze River）Estuary［J］.Chinese Journal of Oceanology and Limnology，2007，25（3）：261-269.

［3］王保棟，孫霞，韋欽勝，等.我國(guó)近岸海域富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)新方法及應(yīng)用［J］.海洋學(xué)報(bào)，2012，34（4）：61-66.

Wang Baodong，Sun Xia，Wei Qinsheng et al.Anew method for assessment of eutrophication statusin estuarine and coastal waters of China and its appl ication［J］.Haiyang Xuebao，2012，34（4）：61-66.

［4］丁言者，李飛，徐敏，等南通近岸海域水質(zhì)特征的因子及聚類分析研究［J］.海洋學(xué)報(bào)，2014，36（8）：1-11.

Ding Yanzhe，Li Fei，Xu Min，et al.Aresearch on water qual ity characteristics of Nantong nearshore based on factor analysis and cluster analysis［J］.Haiyang Xuebao，2014，36（8）：1-11.

［5］王亮根，陳偉洲，曹會(huì)彬，等.汕頭港水質(zhì)的模糊綜合評(píng)價(jià)［J］.生態(tài)科學(xué)，2014，33（2）：332-338.

Wang Lianggen，Chen Weizhou，Cao Huibin，et al.Acomprehensive assessment ofseawater qual ity and Shantou Port by fuzzy mathematical model［J］.Ecological Science，2014，33（2）：332-338.

［6］平仙隱，沈新強(qiáng).灰色聚類法在海水水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.海洋漁業(yè)，2006，28（4）：326-330.

Ping Xianyin，Shen Xinqiang.Appl ication of grey clustering method in seawater qual ity evaluation［J］.Marine Fisheries，2006，28（4）：326-330.

［7］徐恒振，尚龍生，周傳光.海水水質(zhì)評(píng)價(jià)的物元分析法［J］.海洋環(huán)境科學(xué)，1996，15（3）：10-14.

Xu Hengzhen，Shang Longsheng，Zhou Chuanguang.Assessment on the sea water qual ity using a matter element analysis［J］.Marine Environmental Science，1996，15（3）：10-14.

［8］李嘉竹，劉賢趙.不確定性理論集對(duì)分析在海水水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2009，39（1）：84-88.

Li Jiazhu，Liu Xianzhao.The appl ication research of the theory of uncertainty-set pair analysisin seawater eutrophication assessment［J］.Mathematicsin Practice and Theory，2009，39（1）：84-88.

［9］Li Xue，Liu Changfa，Wang Lei，et al.Integrated assessment of sea water qual ity on BPartificial neural network［J］.Marine Science Bul letin，2011，13（2）：62-71.

［10］刁美娜，溫小虎，劉有剛，等.基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的海水水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)［J］.海洋通報(bào)，2012，31（2）：228-232.

Diao Meina，Wen Xiaohu，Liu Yougang，et al.Integrated assessment on sea water qual ity based on the fuzzy neural network［J］.Marine Science Bul letin，2012，31（2）：228-232.

［11］王洪禮，王長(zhǎng)江，李勝朋.基于支持向量機(jī)理論的海水水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化評(píng)價(jià)研究［J］.海洋技術(shù)，2005，24（1）：48-51.

Wang Hongl i，Wang Changj iang，Li Shengpeng.Eutrophication evaluation of seawater based on suppor t vector machine［J］.Ocean Technology，2005，24（1）：48-51.

［12］梁曉龍，李祚泳，汪嘉楊.基于指標(biāo)規(guī)范值的海水水質(zhì)評(píng)價(jià)的SVR模型［J］.成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，29（2）：208-212.

Liang Xiaolong，Li Zuoyong，Wang Jiayang.Model of seawater qual ity evaluation with normal ized indices values based on support vector regression［J］.Journal of Chengdu University of Information Technology，2014，29（2）：208-212.

［13］郭樹(shù)宏，林志杰，洪小琴，等.基于熵權(quán)的綜合指數(shù)法在海水水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.環(huán)境科學(xué)與管理，2009，34（12）：165-167.

Guo Shuhong，Lin Zhi j ie，Hong Xiaoqin，et al.On the appl ication of compositeindex method based on entropy authority to the water qual ity evaluation［J］.Environ mental Science and Management，2009，34（12）：165-167.

［14］李祚泳，張正健，汪嘉楊，等.基于水環(huán)境信息規(guī)范變換的水質(zhì)普適指數(shù)公式［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32（3）：668-677.

Li Zuoyong，Zhang Zhengj ian，Wang Jiayang，et al.Universalindex formulae of water qual ity based on normal ized transformation of water environmentinformation［J］.Acta Scientiae Circumstantiae，2012，32（3）：668-677.

［15］Nixon SW.Coastal marine eutrophication：Adefinition，social causes，and future concerns［J］.Ophel ia，1995，41：199-219.

［16］Cloern JE.Our revolving conceptual modelfor the coastal eutrophication problem［J］.Mar Ecal Prog Ser，2001，210：223-253.

［17］孟東平，林聯(lián)泉，楊順生.模糊綜合評(píng)價(jià)在海水水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.四川建筑，2010，30（4）：243-245.

Meng Dongping，Lin Lianquan，Yang Shunsheng.Appl ication of fuzzy comprehensive method in seawater qual ity evaluation［J］.Sichuan Bui lding，2010，30（4）：243-245.

［18］余立斌，張江山，王菲鳳.熵權(quán)物元分析模型在海水水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.黑龍江水專學(xué)報(bào)，2008，35（2）：71-74.

Yu Libin，Zhang Jiangshan，Wang Feifeng.Appl ication of matter element model based on enropy weight to evaluation of seawater qual ity［J］. Journal of Hei longj iang Hydraul ic Engineering，2008，35（2）：71-74.

Universalindex formulae of seawater quality based on normalized transformation

Li Zuoyong1，Liang Xiaolong1，Wang Jiayang1

（1.College of Resources and Environment，Chengdu University of Information and Technology，Chengdu610225，China）

This study aims to set up severalindex formulae for assessing the seawater qual ity，which enjoy the priority of being simple in form，easy in calculation and universalin appl ications.On the bases of the seawater qual ity standards（GB3097-1997），the proposed formulae，which make the varied rage of the normal ized index values of 27 indexes in each grade standards of seawater to be conformity with those ofthe normal ized index values of 72 indexes in same grade standards of 3 classified water body，have been establ ished，if only it can be properly set a reference value and normal ized transformation form as well as make a normal ized transformation in the grade standard value for each index of seawater.Therefore，the 6 optimized universalindex formulae，which are suitable to the environmental qual ity evaluation of 72 normal ized index values of 3 classified water body，can also be suitable to the evaluation of 27 normal ized index values of seawater qual ity.Furthermore，in order to testthe practical effectiveness of the 6 index formulae，it could be appl ied to the practical qual ity evaluations of seawater for 2 cases ofthe coastal waters in Xiamen City and in Yangtze River Estuary.The evaluation results of 6 universalindex formulae proved to be basically in full conformity with those obtained from the com monly used evaluation methods.The results showed that not only the 6 universalindex formulae to make the evaluations between land water body and seawater body universal，unified，normal ized and simpl ified，but also the ideas and methods of normal ized transformation can be reference for the studies of water resources and water security.

normal ized transformation；seawater qual ity evaluation；eutrophic evaluation；index formula

X824

A

0253-4193（2015）01-0080-08

2013-10-09；

2014-05-15。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51209024）。

李祚泳（1944—），男，四川省宜賓縣人，教授，主要從事水資源、水環(huán)境系統(tǒng)分析，可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)研究。E-mai l：l izuoyong@cuit.edu.cn