温捷模糊数学

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基于水质含磷量的研究作者：温捷

班级：10统计2班

学号：0211

工作单位：河北联合大学

摘要：水是地球上一切生物赖以生存也是人类生产生活不可缺少的最基本物质。随

着经济的发展和工业化进程的加大，水污染问题日益严重，改善当下的水污染问题

和水质的富营养化问题刻不容缓。磷是导致水体浮游藻类异常增殖并造成湖泊水体

富营养化的重要控制因子，利用模糊模式识别的直接方法对数据进行分析，根据各

个湖水的含磷量数据和隶属函数，划分湖水的含磷量等级，以便根据水质不同程度

的污染进行治理和保护。文档来自于网络搜索
模糊识别就是指把要辨别的对象，通过与已知的模式进行比较，确定它与那个

模式类同的过程。模糊模式识别时模糊识别最常用的一种方法。文档来自于网络搜索

模糊模式识别方法有直接识别方法和间接识别方法两种。直接识别方法又包括

最大隶属原则和阈值原则；间接识别方法包括则进原则1和则进原则2两种方法。

文档来自于网络搜索

本研究中，我们采用最大隶属原则对水质的含磷量进行分类。

最大隶属原则思想：设Ai∈F(U)（i=1,2，…,n）,u0∈U,若存在j∈

（i=1,2，…,n），使得Aj（u0）=max（A1(u0)，A2(u0)，…，An（u0)），则认为

u0 相对隶属于Aj，即元素u0应归于模式Aj。文档来自于网络搜索这种直接由计算元素的从属函数值来判断具体对象归属的方法，就称为模糊模

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式识别的直接方法，这种方法适合处理具有如下特点的问题：文档来自于网络搜索

（1）用作比较的模式是模糊的；

（2）被识别的对象本身是确定的。

最大隶属原则方法的形式和归类方法简单，并且计算容易，并且能够有效地处

理许多问题，用处较广。

问题的提出和解决：下面给出我国最大的几个淡水湖的含磷量和隶属函数，，依据

湖水总磷含量确定各个湖湖水的等级。文档来自于网络搜索

湖水总磷含量表

将含磷量数值一次带入五个隶属函数得到如下数据：

杭州西湖：μA=μB=μC=0，μD=0.9，μE=0.036；根据最大隶属原则，μD>μE（表示西湖属于富营养的程度远远大于极富营养），所以西湖属于富营养。文档来自

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于网络搜索

武汉东湖：μA=μB=μC=0，μD=0.248,μE=0；东湖属于富营养。

青海湖：μA=μD=μE=0,μB=0.158,μC=0.842；青海湖属于中营养。

巢湖：μA=μB=μE=0，μC=0.920，μD=0.021；巢湖属于中营养。

滇池：μA=μD=μE=0，μB=0.158，μC=0.842；滇池属于中营养。

由此可以看出水质的富营养化日愈严重，严重的影响了水体的质量和居民用

水，直接的导致我们的身体健康。

结论：磷是导致水体浮游藻类异常增殖并造成湖泊水体富营养化的重要控制因子。

湖泊水体中磷的来源主要包括内源和外源两部分,在外源得到控制后,磷的内源释放

即从沉积物中释放出的磷的作用就显得尤为突出。环境因子的变化对湖泊尤其是浅

水湖泊水的富营养化有严重的影响，如生活废水的排放，工业污水的排放和化工污

控制污水排放的标准，严格执行国家环保总局也制订了《污水综合排放标准》
水的排放，这些都将严重影响到湖水的水质，最终将污染地下水。所以我们应加强

保总局又制订了"一控双达标“”：“一控”--对主要污染物进行总量控制；

“双达标”--重点企业、工业企业污染源处理达标；城市的地面水和空气质量实现

按功能区达标。我们要保护我们的淡水资源，工厂应该执行产业改造，淘汰落

后生产工艺和产品，结合技术改造，促进企业污水排放达标；加快治理设施建设进

度，巩固达标成果，对逾期不能达标的企业，限期治理和停产或关闭，大力开展执

法检查和监督。文档来自于网络搜索

参考文献：

【1】胡宝清：《模糊理论基础》，武汉大学出版社（2004）。

【2】张志宏：《模糊系统与数学》，北京科技大学学报（2011）。

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