本发明涉及清洁河流的断面综合评价方法，可有效解决对清洁河流断面的准确评价，实现河流治理和生态修复的问题，构建清洁河流断面综合评价要素及指标，包括水文水质特征、生物特征、功能特征与地貌特征；对河流断面的现场采样和监测，进行物理化学指标测定和生物鉴定，计算得到清洁河流断面评价指标的实测值，进行标准化处理，建立评价指标数据转换矩阵，对清洁河流断面采用不清洁、较不清洁、较清洁、清洁、很清洁5级分级，建立自主优势量矩阵，计算得到指标优势序组，计算评价指标的最终优势权向量，计算评价断面综合评价值，综合评价值越小越好，本发明易操作使用，效果好，实现对清洁河流断面的准确评价，指导河流治理和生态修复。
1.一种清洁河流的断面综合评价方法，包括以下步骤：(1)构建清洁河流断面综合评价要素及指标：
清洁河流断面评价要素包括水文水质特征Y1、生物特征Y2、功能特征Y3与地貌特征Y4；
河流生态需水保证率X2，记为WE，单位％,计算公式为：式(1)中WE为生态需水保证率，ME为流量大于或等于生态环境需水流量的天数，MT为总天数；
底泥潜在生态危害指数X11，记为RI，计算公式为：RI＝∑Eri＝∑Tri×Cri 式(2)；
式(2)中：RI表示底泥潜在生态危害指数，Eri表示某单个重金属i的潜在生态危害指数；
Tri为第i种重金属的毒性系数，反映重金属的毒性水平及水体对重金属污染的敏感程度；
Cri(Cri＝Csi/Cni)表示某单个重金属i的污染指数，Csi为底泥重金属i的浓度实测值，Cni为底泥重金属i的背景参比值；
生物特征Y2包括浮游动物香农多样性指数X12、浮游植物香农多样性指数X13、固着藻类香农多样性指数X14，底栖动物种数X15，X12、X13、X14的香农多样性指数记为H,计算公式为：H＝-∑pilnpi 式(3)；
式(3)中：pi表示第i种物种个数占总物种个数的比例；
功能特征Y3包括景观效应X16，面源污染强度X17、单位kg/km2，污水处理率X18、单位％，污水处理率X18计算公式为：X16～X18构成功能特征评价指标；
地貌特征Y4包括纵向连通性指标X19和河岸带稳定性指标X20，纵向连通性指标X19的计算公式为：X19～X20构成地貌特征评价指标；
利用分析仪器进行现场监测、对河流断面进行物理化学指标测定和生物鉴定，物理指标包括流速、河宽、水深，化学指标包括水体污染物指标和底泥污染物指标，水体污染物指标为浊度、溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、铅、六价铬；底泥污染物指标包括Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As和有机质，表征地貌数据的纵向连通性采用ArcGIS软件进行数据提取计算获得，用水样采集器、底泥采样器、激光测距仪、卷尺、便携式流速仪、便携式溶解氧测定仪、多参数水质分析仪、便携式冰箱、电子称对河流现场采样，对河流现场采集的样品用原子吸收分光光度计、原子荧光光度计、电感耦合等离子体发射光谱仪进行水质分析，对浮游动物、浮游植物、固着藻类采用生物显微镜鉴定，根据现场测定结果，计算得到清洁河流断面评价指标的实测值；
由于不同评价指标间的量纲不同，为了消除量纲，提高不同指标数据的可比性，需要对n个评价断面，20个评价指标的实测值rij进行标准化处理；根据各评价指标的内涵，评价指标分为“效益型”和“成本型”两类指标，对于“效益型”指标属性值越大越好；而“成本型”指标为属性值越小越好，为了对评价指标建立惩罚机制，采用极差标准化法对各指标数据进行标准化处理，对于效益型和成本型两类指标实测值的标准化结果均用xij表示，具体计算公式如下：对于效益型评价指标，实测值标准化计算公式为：
式(6)、式(7)中max{rij}、min{rij}分别为指标实测值的最大值和最小值；根据以上的标准化结果可知，对于效益型指标，rij越大，水质越好，xij越小，其指标情况越好；对于“成本型”评价指标，rij越小水质越好，xij越小，其指标情况越好；
河流有n个评价断面O1,O2,…,On，20个评价指标X1,X2,…,X20构成评价指标系统，xij(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,20)为被评价断面Oi关于指标Xj实测值的规范化值，记为N＝{1,
2,…,n}(3≤n≤100),M＝{1,2,…,20}，评价断面Oi的指标值集合为Zi＝{xi1,xi2,…,xi20}，将清洁河流断面各评价指标分级限值作为标准断面处理，建立标准评价断面数据矩阵，对清洁河流断面分为不清洁、较不清洁、较清洁、清洁、很清洁5级；
标准化处理的评价矩阵为xⅠj、xⅡj、xⅢj、xⅣj 4个清洁河流标准断面OⅠ、OⅡ、OⅢ、OⅣ的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类标准上限值标准化处理后的数据，则标准断面OⅠ的指标值集合为ZI＝{xI1,xI2,...,xI20}，记为N*＝{Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ}，因此，N扩展为(N∪N*)；
其中，xij(i＝1,2,…,n,Ⅰ，…，Ⅳ；j＝1,2,…,20)；
λij＝μαij+υβij i∈(N∪N*),j∈M 式(9)其中：μ为竞争性目标偏爱系数，υ为发展性目标惩罚系数，计算出自主优势量λij(i∈(N∪N*),j∈M)，得到自主优势量矩阵B＝[λij](n+4)×20；
λij为评价断面Oi(i∈(N∪N*))关于指标Xj(j∈M)的自主优势量，其值越大说明评价断面自主优势量越大，μ,υ∈[0,1],μ+υ＝1；k表示第k个列优势评价断面，p表示第k个列优势评价断面下第p个指标；αij,βij为评价断面Oi(i∈(N∪N*))在指标Xj(j∈M)上的列优势量及*行优势量，列优势量αij(i∈(N∪N),j∈M)反映了评价断面Oi的第j项指标与其他(n+4)-1个评价断面整体之间改善的差异，行优势量βij(i∈(N∪N*),j∈M)反映了评价断面Oi的第j项指标与其他m-1项指标整体的优势状况差异，评价指标m，1≤m≤20；
自主优势量矩阵B＝[λij](n+4)×20，评价断面Oi的自主优势量向量为λi＝(λi1,λi2,…,*λi20)(i∈(N∪N))，B是根据式(8)与式(9)对评价指标数据转换矩阵A上的信息转换而成，其λij(i∈(N∪N*),j∈M)表征出评价断面Oi在指标Xj上的优势程度，因而，对应的指标分别是评价断面Oi的最优势及最劣势指标；
对自主优势量向量λi＝(λi1,λi2,…,λi20)(i∈(N∪N*))中各分量由大到小降序排列，得到一个有序组，将{1,2,…,n,Ⅰ,…，Ⅳ}上的元素指定给有序(n+4)元组上的对应元素，记λij对应的序值为dij，称dij为评价断面Oi在指标Xj上的优势数；
对评价断面Oi的优势数集合{dij|j∈M}中元素按由小到大升序排序，得到评价断面Oi的指标优势序组，记为Di,i∈(N∪N*)；
当b＝0时，ωij＝1/m，此时，ωi完全均衡各指标的作用，指标自身优势削弱程度最弱；
当b→+∞时，ωi1→1；此时，ωi2,ωi3,…,ωim→0，ωi1最大化削弱了评价断面Oi的自身指标优势，优势弱化能力达到最大；
为关于指标Xj(j∈M)的优势权向量，其中i∈(N∪N*)；将中分量按照被评价断面Oi优势数dij升序排列的结果，即为指标优势序组的优势权向量；
清洁河流断面评价指标分为多个评价要素体系，需要计算重新排列后的评价要素优势权向量 与相应的评价要素下的指标优势权向量 并得到评价指标的最终优势权向量(8)计算评价断面Oi综合评价值；
其中，λij为评价断面Oi关于评价指标Xj的自主优势量， 为评价断面Oi关于评价指标Xj的优势权向量，(9)清洁河流评价断面的优劣排序：
通过比较综合评价值yi(i∈(N∪N*))得到各评价断面Oi的相对优劣；根据n个评价断面的yi值与标准断面yⅠ、yⅡ、yⅢ、yⅣ值的相对情况，对n个评价断面O1,O2,…,On进行评价等级划分，得到清洁河流的评价断面Oi的优劣排序，综合评价值yi(i∈(N∪N*))越小，其综合评价结果越好，从而实现对清洁河流的断面综合评价。
一种清洁河流的断面综合评价方法
技术领域
[0001] 本发明涉及生态保护，特别是一种清洁河流的断面综合评价方法。
背景技术
[0002] 河流是维护陆地生态系统良性循环和能量传输的载体，河流在人类发展进程中发挥着重要的意义，是人类生活不可或缺的水源。如何评价河流的状况，并修复和保护已经受损的河流生态系统以发挥其服务功能，已经成为促进区域经济、社会和环境的可持续发展需要面对并解决的一个全球性问题。随着河流的自然属性、河流生态系统不断受到严重破坏，国内外学者开始对河流健康、退化进行研究，为河流治理及生态修复提供依据。对于河流的评价问题，有人认为单种类型指标只能反映河流某方面受到的影响，无法体现河流生态系统的整体状况，而且选择不同的研究对象会导致评价结果不同。为此，学者们开始建立多指标评价体系，并提出了比较广泛的评价方法，对河流进行综合评价。有人运用熵权综合健康指数法以及综合评价指数、模糊综合评价等方法对各地河流健康进行评价。对于综合评价方法中涉及的评价指标赋权问题，大多数学者采用常数权重，包括采用熵权赋权、层次分析法赋权或者结合主客观相结合的方法对指标进行赋权，很少有学者考虑在河流综合评价中根据评价指标发展变化情况对指标进行变权，并且在评价中往往忽略了对严重污染或不达标指标的评价，或者在评价方法体系中未体现这一点。
[0003] 所述的清洁河流是指流域污染源有效控制、水体清澈、水质基本满足人类对其功能要求、河道通畅、水生生物生存良好的河流。
[0004] 清洁河流的提出考虑到了国内河流总体正处于水质改善的状态，属于安全与健康的过渡阶段。构建清洁河流断面综合评价指标体系包括评价要素及评价指标，评价要素包括水文水质状况、生物状况、功能状况与地貌状况，评价指标包括流速、河流生态需水保证率、浊度、溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、铅、六价铬、有机质、底泥潜在生态危害指数、浮游动物香农多样性指数、浮游植物香农多样性指数、固着藻类香农多样性指数、底栖动物种数、景观效应、面源污染强度、污水处理率、纵向连通性、河岸带稳定性。考虑到对表征清洁河流水文水质、生物、河流功能、地貌状况等评价要素的评价指标需要“全面”“均衡”发展，也就是说参与评价指标不能污染较大；由此特别需要在河流综合评价中对污染严重的评价指标建立惩罚机制，以削弱该指标优势，保证评价指标的均衡性优势；
[0005] 为此，建立一种基于综合评价的清洁河流断面评价，通过将竞争性目标偏爱系数，发展性目标惩罚系数引入到清洁河流断面综合评价中，既可以对河流断面清洁状况进行定量综合评价，又能充分体现其相较其它参与评价河流断面的竞争优势，适合于多个河流断面评价对象和多个评价指标的评价，从而更加能够体现河流的动态发展问题，通过对河流的现状、治理前后以及对有潜在污染增大趋势的指标加以动态监测、评价，实现对河流治理和生态修复提供更加科学地决策分析和指导，促进河流向清洁及健康状态进行发展，但如何对河流断面清洁状况进行综合评价至今未见有公开报道。
发明内容
[0006] 针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种清洁河流的断面综合评价方法，可有效解决对清洁河流断面的准确评价，实现河流治理和生态修复的问题。
[0007] 本发明解决的技术方案是，包括以下步骤：
[0008] (1)构建清洁河流断面综合评价要素及指标：
[0009] 清洁河流断面评价指标要素包括水文水质特征Y1、生物特征Y2、功能特征Y3与地貌特征Y4；
[0010] 水文水质特征Y1包括流速X1、单位m/s；
[0011] 河流生态需水保证率X2，记为WE，单位％,计算公式为：
[0012]
[0013] 式(1)中WE为生态需水保证率，ME为流量大于或等于生态环境需水流量的天数，MT为总天数；
[0014] 浊度X3、单位NTU；
[0015] 溶解氧X4、单位mg/L；
[0016] 化学需氧量X5、单位mg/L；
[0017] 氨氮X6、单位mg/L；
[0018] 总磷X7、单位mg/L；
[0019] 铅X8、单位mg/L；
[0020] 六价铬X9、单位mg/L；
[0021] 有机质X10、单位mg/kg；
[0022] 底泥潜在生态危害指数X11，记为RI，计算公式为：
[0023] RI＝∑Eri＝∑Tri×Cri 式(2)；
[0024] 式(2)中：RI表示底泥潜在生态危害指数，Eri表示某单个重金属i的潜在生态危害指数；Tri为第i种重金属的毒性系数，反映重金属的毒性水平及水体对重金属污染的敏感程度；Cri(Cri＝Csi/Cni)表示某单个重金属i的污染指数，Csi为底泥重金属i的浓度实测值，Cni为底泥重金属i的背景参比值；
[0025] X1～X11构成水文水质特征评价指标；
[0026] 生物特征Y2包括浮游动物香农多样性指数X12、浮游植物香农多样性指数X13、固着藻类香农多样性指数X14，底栖动物种数X15，X12、X13、X14的香农多样性指数记为H,计算公式为：
[0027] H＝-∑pilnpi 式(3)；
[0028] 式(3)中：pi表示第i种物种个数占总物种个数的比例；
[0029] X12～X15构成生物特征评价指标；
[0030] 功能特征Y3包括景观效应X16，面源污染强度X17、单位kg/km2，污水处理率X18、单位％，污水处理率X18计算公式为：
[0031]
[0032] X16～X18构成功能特征评价指标；
[0033] 地貌特征Y4包括纵向连通性指标X19和河岸带稳定性指标X20，纵向连通性指标X19的计算公式为：
[0034] X19～X20构成地貌特征评价指标；
[0035] (2)对河流断面的现场采样和监测：
[0036] 利用分析仪器进行现场监测、对河流断面进行物理化学指标测定和生物鉴定，物理指标包括流速、河宽、水深，化学指标包括水体污染物指标和底泥污染物指标，水体污染物指标为浊度、溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、铅、六价铬；底泥污染物指标包括Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As和有机质，表征地貌数据的纵向连通性采用ArcGIS软件进行数据提取计算获得，用水样采集器、底泥采样器、激光测距仪、卷尺、便携式流速仪、便携式溶解氧测定仪、多参数水质分析仪、便携式冰箱、电子称对河流现场采样，对河流现场采集的样品用原子吸收分光光度计、原子荧光光度计、电感耦合等离子体发射光谱仪进行水质分析，对浮游动物、浮游植物、固着藻类采用生物显微镜鉴定，根据现场测定结果，计算得到清洁河流断面评价指标的实测值；
[0037] (3)数据的标准化处理：
[0038] 由于不同评价指标间的量纲不同，为了消除量纲，提高不同指标数据的可比性，需要对n个评价断面，20个评价指标的实测值rij进行标准化处理；根据各评价指标的内涵，评价指标分为“效益型”和“成本型”两类指标，对于“效益型”指标属性值越大越好；而“成本型”指标为属性值越小越好，为了对评价指标建立惩罚机制，采用极差标准化法对各指标数据进行标准化处理，对于“效益型”和“成本型”两类指标实测值的标准化结果均用xij表示，具体计算公式如下：
[0039] 对于效益型评价指标，实测值标准化计算公式为：
[0040]
[0041] 对于成本型评价指标，实测值标准化计算公式为：
[0042]
[0043] 式(6)、式(7)中max{rij}、min{rij}分别为指标实测值的最大值和最小值；根据以上的标准化结果可知，xij越小，其指标情况越好；
[0044] (4)评价指标数据转换矩阵的建立：
[0045] 河流有n个评价断面O1,O2,…,On，20个评价指标X1,X2,…,X20构成评价指标系统，xij(i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,20)为被评价断面Oi关于指标Xj实测值的规范化值，记为N＝{1,2,…,n}(3≤n≤100),M＝{1,2,…,20}，评价断面Oi的指标值集合为Zi＝{xi1,xi2,…,xi20}，将清洁河流断面各评价指标分级限值作为标准断面处理，建立标准评价断面数据矩阵，对清洁河流断面采用不清洁、较不清洁、较清洁、清洁、很清洁5级分级，5级分级标准为(单位见前对X1～X20的说明)：
[0046]
[0047]
[0048] 标准化处理的评价矩阵为xⅠj、xⅡj、xⅢj、xⅣj 4个清洁河流标准断面OⅠ、OⅡ、OⅢ、OⅣ的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类标准上限值标准化处理后的数据，则标准断面OⅠ的指标值集合为ZI＝{xI1，xI2，...，xI20}，记为N*＝{Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ}，因此，N扩展为(N∪N*)；
[0049] 评价指标数据转换矩阵A为：
[0050]
[0051] 其中，xij(i＝1,2,…,n,Ⅰ，…，Ⅳ；j＝1,2,…,20)；
[0052] (5)自主优势量矩阵的建立：
[0053] 根据式(8)：
[0054]
[0055] 式(9)：
[0056] λij＝μαij+υβij i∈(N∪N*),j∈M 式(9)
[0057] 其中：μ为竞争性目标偏爱系数，υ为发展性目标惩罚系数，计算出自主优势量λij(i∈(N∪N*),j∈M)，得到自主优势量矩阵B＝[λij](n+4)×20；
[0058] λij为评价断面Oi(i∈(N∪N*))关于指标Xj(j∈M)的自主优势量，其值越大说明评价断面自主优势量越大，μ,υ∈[0,1],μ+υ＝1；k表示第k个列优势评价断面，p表示第k个列优势评价断面下第p个指标；αij，βij为评价断面Oi(i∈(N∪N*))在指标Xj(j∈M)上的列优势量及行优势量，列优势量αij(i∈(N∪N*),j∈M)反映了评价断面Oi的第j项指标与其他(n+4)-1个评价断面整体之间改善的差异，行优势量βij(i∈(N∪N*),j∈M)反映了评价断面Oi的第j项指标与其他m-1项指标整体的优势状况差异；
[0059] 自主优势量矩阵B＝[λij](n+4)×20，评价断面Oi的自主优势量向量为λi＝(λi1,λi2,…,λi20)(i∈(N∪N*))，B是根据式(8)与式(9)对评价指标数据转换矩阵A上的信息转换而成，其λij(i∈(N∪N*),j∈M)表征出评价断面Oi在指标Xj上的优势程度，因而，对应的指标分别是评价断面Oi的最优势及最劣势指标；
[0060] (6)计算得到指标优势序组：
[0061] 对自主优势量向量λi＝(λi1,λi2,…,λi20)(i∈(N∪N*))中各分量由大到小降序排列，得到一个有序组，将{1,2,…,n,Ⅰ,…，Ⅳ}上的元素指定给有序(n+4)元组上的对应元素，记λij对应的序值为dij，称dij为评价断面Oi在指标Xj上的优势数；
[0062] 对评价断面Oi的优势数集合{dijj∈M}中元素按由小到大升序排序，得到评价断面Oi的指标优势序组，记为Di,i∈(N∪N*)；
[0063] (7)计算评价指标的最终优势权向量：
[0064] 最终优势权向量计算公式为：
[0065]
[0066] 其中，u为连续递增函数；1≤m≤20；
[0067] 为可变参数；
[0068] 当b＝0时，ωij＝1/m，此时，ωi完全均衡各指标的作用，指标自身优势削弱程度最弱；当b→+∞时，ωi1→1；此时，ωi2,ωi3,…,ωim→0，ωi1最大化削弱了评价断面Oi的自身指标优势，优势弱化能力达到最大；
[0069] 为关于指标Xj(j∈M)的优势权向量，其中i∈(N∪N*)；将中分量按照被评价断面Oi优势数dij升序排列的结果，即为指标优势序组
的优势权向量；
[0070] 清洁河流断面评价指标分为多个评价要素体系，需要计算重新排列后的评价要素优势权向量 与相应的评价要素下的指标优势权向量 并得到评价指标的最终优势权向量
[0071] (8)计算评价断面Oi综合评价值；
[0072] 清洁河流综合评价值为：
[0073]
[0074] 其中，λij为评价断面Oi关于评价指标Xj的自主优势量， 为评价断面Oi关于评价指标Xj的优势权向量，
[0075] (9)清洁河流评价断面的优劣排序：
[0076] 通过比较综合评价值yi(i∈(N∪N*))得到各评价断面Oi(含标准断面)的相对优劣；根据n个评价断面的yi值与标准断面yⅠ、yⅡ、yⅢ、yⅣ值的相对情况，对n个评价断面O1,O2,…,On进行评价等级划分，得到清洁河流的评价断面Oi(含标准断面)的优劣排序，综合评价值yi(i∈(N∪N*))越小，其综合评价结果越好，从而实现对清洁河流的断面综合评价，以有效用于对河流的监控与综合治理。
[0077] 本发明建立了清洁河流综合评价的指标体系和判据，为借助现场采样监测数据和资料，实现河流清洁状态的评价提供一种途径和工具；在河流评价领域中，本发明提出一种新颖的综合评价方法，既可对清洁河流评价断面各评价要素以及各断面的评价指标进行分析，也可找出污染较大指标等。通过对污染较大的评价要素及污染较大的评价指标进行监控与治理，为河流修复提供技术支持，有效改善河流的清洁状况，本发明方法新颖独特，易操作使用，效果好，解决了影响评价的准确性和有效性的问题，实现对清洁河流断面的准确评价，指导河流治理和生态修复，经济和社会效益巨大。
附图说明
[0078] 图1为本发明的工艺流程框示图。
具体实施方式
[0079] 以下结合工艺流程图和具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。
[0080] 由附图给出，本发明方法是包括对清洁河流指标体系的构成、现场指标采集、指标标准化及评价标准数据矩阵的建立、设定竞争性目标偏爱系数、设定发展性目标惩罚系数、建立自主优势量矩阵、建立指标优势序组、计算评价要素优势权向量及其指标层优势权向量、计算按指标次序重新排序的全指标优势权向量、计算综合评价值、评价对象分级及优劣排序，从而实现对河流断面清洁状况作出准确评价，以北方S河流域8个河流断面(O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8)为例，具体步骤是：
[0081] (1)构建河流断面退化评价要素及指标
[0082] 构建清洁河流断面综合评价要素及指标体系X1-X20(见发明内容部分步骤1)；
[0083] (2)进行河流断面的现场采样和监测
[0084] 对河流断面进行现场采样和监测，采用2013年丰水期8个河流断面(O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8)现场采样、监测数据，主要包括水文水质数据、河流生物数据、河流功能数据及地貌数据。利用分析仪器进行现场监测、对所采集样品进行水质化学指标分析和生物鉴定，根据分析鉴定结果计算得到各评价指标的现状值；
[0085] (3)进行数据标准化处理
[0086] 根据各评价指标的定义，利用式(6)、式(7)，对各评价断面与标准断面指标数据进行标准化处理，如下表所示：
[0087]
[0088]
[0089]
[0090] (4)自主优势量矩阵的建立
[0091] 结合清洁河流的定义，考虑到S河流域的河流现状问题，设竞争性目标偏爱系数μ为0.5，发展性目标惩罚系数υ为0.5，利用式(8)、式(9)计算得到S河流域8个清洁河流评价断面的自主优势量和自主优势量矩阵；
[0092] (5)计算得到优势序组和指标优势权向量
[0093] 1)考虑到清洁河流指标体系包含4个评价要素，依据各评价要素的重要程度，设定各评价要素的优势数集合为(4,3,2,1)，对应的各评价要素的优势序组为(1,2,3,4)，依据式(10)得到优势权向量为(0.0333,0.1333,0.3000,0.5333)，重新排列后的评价要素优势权向量为
[0094] 2)以O1断面中水文水质为例，各指标的优势数集合为(1,2,10,11,7,4,5,8,9,6,3)，该断面的评价要素下的指标所对应的优势序组为(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11)，依据式(10)得到优势权向量为(0.0056,0.0158,0.0290,0.0447,0.0624,0.0820,0.1034,0.1263,
0.1507,0.1765,0.2036)，重新排列后的评价指标优势权向量为：
[0095] ωi”*＝(0.0056,0.0158,0.1765,0.2036,0.1034,0.0447,0.0624,0.1263,0.1507,0.0820,0.0290)，由于最终优势权向量 得到水文水质评价指标的最终
权向量，其具体结果为 其
他断面各评价要素各指标可仿此分别计算；
[0096] (6)各评价断面(含标准断面)综合评价值及排序
[0097] 利用式(11)计算各评价断面(含标准断面)的综合评价值，情况如下表所示；
[0098]
[0099] 根据表中的各评价断面(含标准断面)的排序情况，可得排序优劣序组为:
[0100] OⅠ＞OⅡ＞O1＞O2＞O7＞OⅢ＞O8＞O4＞O3＞O5＞O6＞OⅣ；
[0101] 最终分级结果如下表所示：
[0102]
[0103] (7)S河流域清洁河流评价结果分析
[0104] 通过对S河流域清洁河流断面的各评价要素的评价值进行分析，可得到各评价要素的断面优劣排序，具体排序结果如下表所示：
[0105]
[0106] 以水文水质评价要素为例进行分析，O2断面水文水质最优，属于Ⅰ级，O1、O3断面次之，属于Ⅱ级，结合O3断面的水文水质要素下各指标优势度计算结果，表明浊度(X3)、氨氮(X6)较差，因此，需要对O3断面的水文水质方面加强管理、控制，特别是浊度(X3)、氨氮(X6)指标。
[0107] 按本发明方法同时对以北方S河流域8个河流断面进行清洁河流的评价，所得到的结果与实测的情况完全相同，实际应用充分证明本发明方法稳定可靠，具有很强的操作性和实用价值，本发明建立了清洁河流综合评价的指标体系和判据，为借助现场采样监测数据和资料，实现河流清洁状态的评价提供一种途径和工具；在河流评价领域中，本发明提出一种新颖的综合评价方法，该方法中评价者通过设定竞争性目标偏爱系数、发展性目标惩罚系数，对被评价断面“关注竞争”、“发展自身”的“人体”行为特征程度进行调节。既可对清洁河流评价断面各评价要素以及各断面的评价指标进行分析，也可找出污染较大指标等。通过对污染较大的评价要素及污染较大的评价指标进行监控与治理，为河流修复提供技术支持，可有效的改善河流的清洁状况。
[0108] 清洁河流各表征评价要素的指标需要“均衡”发展，也就是说某表征指标不能污染较大；同时，河流需要在安全且满足河流设定功能的基础上，具备一定的“改善竞争能力”，促使河流能够不断趋向清洁和健康河流进行发展，从而更加能够体现河流的动态发展问题，将河流清洁特征构建为一个“人体”的形态特征。本发明通过将竞争性目标偏爱系数，发展性目标惩罚系数引入到清洁河流综合评价中，既可以对河流清洁状况进行定量综合评价，评价结果又能充分体现其相较其它参与评价河流的竞争优势，适合于多个评价对象和多因子评价。
[0109] 申请人要指出的是，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化，其本质与本发明技术方案相同，均属于本发明的保护范围。本发明结合清洁河流的定义，采用综合评价方法，对参与评价的断面应该兼顾两方面的信息，其一，评价断面的现状情况，即对各断面污染较大指标采用相对较大惩罚机制，削弱该指标优势，保证指标均衡性优势；其二，与其他断面的竞争(改善)态势，即断面需要不断的改善；最终实现在河流断面各评价指标均衡性发展的同时，各断面也在不断的改善，从而整体提高河流断面清洁水平。实例表明本发明方法所作出的评价结果与河流的实际情况相符，表明方法准确可靠，具有实际的应用价值，可效用于对河流断面清洁程度进行准确评价，保证对河流治理和生态修复，有巨大的经济和社会效益。
