基于WQI的城市地表水环境质量评价系统

水质指数(WQI)计算方法

本系统采用考虑权重的WQI计算方法，通过对多种水质参数进行综合评价，得出水体的整体水质状况。WQI值范围为0~100，分为5个水质等级。

WQI = ∑i=1n (Ci × Pi) ∑i=1n Pi

说明：

  • WQI - 水质指数，范围0~100
  • n - 水质参数的总数
  • Ci - 第i个参数的标准化得分值(0~100)，根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)确定
  • Pi - 第i个参数的权重系数(1~4)，反映不同参数对水质评价的重要程度

WQI值由各指标得分加权计算得到。WQI值在0~100之间被划分为5个等级:

  • 优秀: WQI > 90
  • 良好: 70 < WQI ≤ 90
  • 中等: 50 < WQI ≤ 70
  • 一般: 25 < WQI ≤ 50
  • 差: 0 ≤ WQI ≤ 25

本研究以DO、高锰酸盐指数、氨氮、总磷等9项指标作为评价参数计算WQI值，各参数权重基于其对水生态环境的影响程度确定。

水质参数标准化分数表

下表展示了各水质参数在不同标准化分数(0~100)下的取值范围。权重(Pi)范围为1~4，反映了参数对水质评价的重要程度。

参数 权重
(Pi)		 标准化分数
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
水温 1 [16, 21] [15, 16), (21, 22) [14, 15), (22, 24) [12, 14), (24, 26) [10, 12), (26, 28) [5, 10), (28, 30) [0, 5), (30, 32) [-2, 0), (32, 36) [-4, -2), (36, 40) [-6, -4), (40, 45) <-6, >45
pH 1 7 (7, 8] (8, 8.5] (8.5, 9] [6.5, 7) [6, 6.5), (9, 9.5] [5, 6), (9.5, 10] [4, 5), (10, 11] [3, 4), (11, 12] [2, 3), (12, 13] [1, 2), (13, 14]
溶解氧(mg/L) 4 ≥7.5 >7 >6.5 >6 >5 >4 >3.5 >3 >2 ≥1 <1
电导率 2 <750 <1000 <1250 <1500 <2000 <2500 <3000 <5000 <8000 ≤12000 >12000
浊度 2 <5 <10 <15 <20 <25 <30 <40 <60 <80 ≤100 >100
高锰酸盐指数(mg/L) 3 <1 <2 <3 <4 <6 <8 <10 <12 <14 ≤15 >15
氨氮(mg/L) 3 <0.01 <0.05 <0.1 <0.2 <0.3 <0.4 <0.5 <0.75 <1 ≤1.25 >1.25
总磷(mg/L) 1 <0.01 <0.02 <0.05 <0.1 <0.15 <0.2 <0.25 <0.3 <0.35 ≤0.4 >0.4
总氮(mg/L) 2 <0.1 <0.2 <0.35 <0.5 <0.75 <1.0 <1.25 <1.5 <1.75 ≤2.0 >2.0

注：表格数据参考《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)，将其从0~100分为11个级别，根据水质参数的浓度进行赋值。

系统功能介绍

本系统提供三个主要功能模块，帮助用户方便地进行水质数据处理和评价。

WQI计算

通过上传Excel格式的水质监测数据，自动识别和匹配水质参数，计算WQI值并给出水质等级评价。支持批量计算多个监测点或多个时间段的数据，并可导出评价结果。

主要功能：

  • 自动识别水质参数
  • 计算WQI值和水质等级
  • 批量处理多组数据
  • 结果导出为Excel

数据提取

针对复杂的Excel数据文件，提供灵活的数据提取和转换功能。用户可以选择特定的工作表和列，对数据进行筛选和提取，然后导出为自定义格式。

主要功能：

  • 多工作表数据选择
  • 精确列数据提取
  • 数据格式转换
  • 支持多种导出格式(Excel、CSV、JSON)

拆分合并工具

提供Excel文件的拆分和合并功能，帮助用户更灵活地处理多工作表的Excel文件。可以将一个多工作表的Excel拆分为多个单工作表文件，或将多个Excel文件合并为一个。

主要功能：

  • 工作表拆分为独立文件
  • 多Excel文件智能合并
  • 支持日期工作表自动识别和排序
  • ZIP文件自动解析

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