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模糊聚类分析在大庆地区非点源污染负荷中的应用摘要:农业非点源污染是当今世界普遍存在的环境问题,直接制约着各国社会和经济的可持续发展。了解各主要污染源的产污情况和特点,对控制农业非点源污染、保护生态环境和实现区域农业、资源与环境协调发展具有重要的理论意义和现实意义。本文采用基于模糊等价矩阵的模糊聚类分析对研究地区的污染类型进行划分,并提出了相应的控制对策。关键词:模糊等价矩阵;模糊聚类分析;非点源污染负荷;控制对策1概述随着人类活动的不断加剧,水环境污染已经成为全球性的问题。传统上经常把水体污染源划分为:点源、面源(非点源)和内源。点源污染主要来自于工业和生活污水的集放排放;非点源污染来源比较广泛,其中以来自农田的非点源污染最为突出;内源污染主要指水系沉积物的释放,即底泥释放出来的污染物质。非点源污染(Non-pointSourcePollution),简称NPS污染,是指溶解性或固体污染物在大面积降水和径流冲刷作用下汇入受纳水体(包括河流、湖泊、水库和海湾等)而引起的水体污染。农业活动是最大的非点源污染,是指在农业生产活动中,溶解的或固体污染物(农田中的土粒、氮素、磷素、农药、重金属及其农村农禽粪便与生活垃圾等有机或无机污染物质)从非特定的地域,在降水和径流冲刷作用下,通过农田地表径流、农田排水和地下渗漏,使大量污染物质进入受纳水体所引起的水体污1,2。非点源污染具有随机性、广泛性、滞后性、潜伏性和研究与控制难度大等特点。其主要类型有农田化肥、农药施用及农村畜禽粪便、农田污水灌溉、地表径流污染等。非点源污染来源面广,挟带的大量泥沙、营养物、有毒物和有害物进入江河、湖泊、水库,引起水体悬浮物质浓度升高、有毒有害物质含量增加、溶解氧减少、水体富营养化等,对农业生产、水资源、水生生物栖息地、流域水文特征和人类的身体健康均有严重的影响。2模糊聚类分析聚类分析就是根据事物间的不同特征、亲疏程度和相似性等关系,对它们进行分类的一种数学方法,其数学基础是数理统计中的多元分析。由于现实生活中,事物间的关系其界限往往是不分明的,即为模糊关系,故利用模糊数学方法来进行聚类分析会显得更自然,更符合客观实际。聚类分析根据实际的需要可分为两类,一是对样品进行聚类,称为Q型聚类法;也可以按指标进行分类,称为R型聚类法。本文采用的即为R型聚类法。,故在运算过程中可能突出某数量级特别大的特性指标对分类的作用,而降低甚至排出了某些数量级很小的特性指标的作用。为了消除特性指标单位的差异和特性指标数量级不同的影响,必须对各指标值施行数据规格化的处理,从而使每一个指标值统一于某种共同的数值特性范围。常用的数值规格化方法有数据标准化和最大值规格化,本文采用最大值规格化作变换。对特性指标矩阵的第列,计算然后做变换;(;)均已规格化,下面用多元分析的方法来确定对象和之间的相似程度:从而构建出一个对象与对象之间的模糊相似矩阵确定常用的方法有相似系数法和贴近度法,其中相似系数法又包括夹角余弦法和相关系数法,贴近度法包括最大最小法和算数平均最小法。本文采用最大最小法确定相似程度。,本文采用模糊传递闭包法。由上述各种方法构造出的对象与对象之间的模糊关系矩阵,一般说来只是一个模糊相似矩阵,