水质问题论文.doc

水质评价问题 摘要伴随着农业经济的发展，“三农”问题“民生”问题成为当今社会的热点，倍受关注。同时，与人们生活息息相关的水资源污染也成为一大热点话题。本文主要以四口井监测数据为监测指标为研究对象，并根据相应的水质评价标准。综合分析和评判水质污染对农村、农民、农业的影响。 针对问题一；在给定的四口水井的监测数据基础之上，通过求平均值和方差，建立层次分析模型，借助AHP软件求解得到四口水井水质的排序。确定单项质量指数和相关矩阵，通过SPSS提取主因子，根据公式计算出权系数及权重，再通过模糊综合评判法对四口井的水质进行等级排序，由此建立模糊综合评判模型借助公式计算出四口水井与各种水质标准的相似度，通过MATLAB神经网络编程得到四口井水质排序而建立的神经网络模型。针对问题二；通过给定的水质标准数据，得出其综合评判矩阵，再根据其平均值和相应的权重，建立模糊综合评判模型和隶属原则，得到判别矩阵，求其平均值进行综合评判。根据3种水质标准将四口井进行聚类分析，并运用SPSS软件对四口水井进行等级划分。针对问题三；要求通过计算结果，发现四口水井中含有过高的总大肠菌群和超标的铁，高氟，氟化物和有机化合物等，因此，人们应该减少化肥、农药的使用，农业污水、生活污水的排放等一系列措施。为了人们的身心健康，要求人们养成节约用水的习惯。在生活中，要饮用消毒、过滤、净化之后的纯净水。 【关键词】层次分析模型 AHP SPSS 单项质量指数 权系数及权重 模糊综合评判 MATLAB 神经网络 隶属原则 1问题重述1.1研究背景世界卫生组织（WHO）警示：人类80%的疾病和30%的死亡率均和饮水有关，水污染已严重危害到人类的生存。随着农村经济的发展和农村人口的增加，以及农药、化肥的使用和生活废弃物的排放等一系列人类活动造成地下浅表水受到污染。由于“三农”问题已经是当代的热点话题，与此相连的民生问题也备受关注，面对此问题，通过对农村水质污染的查证，如何应用相关的数据资料对农村水质进行评价，研究水资源受污染的变化程度，也成为人们关注的焦点。大部分的水体都遭受到工业废水、生活用水的污染，据调查尚有9亿人饮用总大肠菌群超标的水，3.8亿人饮用铁超标的水，2亿人饮用氯量超标的水，0.7亿人饮用高氟的水，0.35亿人饮用氟化物的水，1.7亿人饮用有机物化合物污染的水。由此可知，在我们生活中，水污染已严重危害到人们的身体健康。按照不同的地理位置，分为四口不同的井，分别为东井、西井、南井、北井。根据不同的24个指标对四口井的水质进行了监测，并将其监测数据作为我们的研究对象。1.2相关统计资料和数据表一给了我们一些有关各水井的统计数据，附件1给了我们有关水质分级标准的指标，将其分为3个不同的等级。 水质分级标准 序号 分类标准值项目地表水环境质量标准GB3838-2002基本项目标准限值I类II类III类1pH值无量钢6-92溶解氧 （mg/L）饱和率90%（或7.5）653高锰酸盐指数 （mg/L）2464化学需氧量(COD) （mg/L）1515205五日生化需氧量(BOD5)（mg/L）3346氨氮（NH3-N） （mg/L）0.150.51.07总磷（以P计） （mg/L）0.02(湖、库0.01)0.1(湖、库0.025)0.2(湖、库0.05)8总氮（湖、库，以N计）（mg/L）0.20.51.09铜 （mg/L）0.011.01.010锌 （mg/L）0.051.01.011氟化物（以F计） （mg/L）1.01.01.012硒 （mg/L）0.010.010.0113砷 （mg/L）0.050.050.0514汞 （mg/L）0.000050.000050.000115镉 （mg/L）0.0010.0050.00516铬（六价）（mg/L）0.010.050.0517铅 （mg/L）0.010.010.0518氰化物 （mg/L）0.0050.050.219挥发酚 （mg/L）0.0020.0020.00520石油类 （mg/L）0.050.050.0521阴离子表面活性剂（mg/L）0.20.20.222硫化物0.050.10.223粪大肠菌群 （个/L）2002000100001.3需要解决的问题 （1）要求我们用2种以上的数学方法对该村的四口井的水质进行排序，并比较是否由于不同的方法而导致存在的差异，以及分析差异产生的原因。 （2）通过不同的数据和指标对该村的四口井的地表水分别进行水质等级判断。 （3）根据我们的计算结果给该村村民写一篇有关健康饮水和保护水源方法的短文。 2问题的分析 针对问题一：要求我们用2种以上的数学方法对四口水井的水质进行排序，我们结合题目的提示方法，采用了层次分析法、模糊因子分析法和神经网络模型3种方法，通过求平均值和均方差将其指标进行筛选，并根据地表水环境质量标准对相应的指标进行标准化处理，再建立层次结构模型通过MATLAB工具函数箱求解。模糊因子分析法通过依次求每口井的单项质量指数、各指标的相关矩阵，筛选出累积贡献率大于0.8的前三个主因子，再求出其权系数及权重，再通过模糊综合评判法求出主因子的权重分配矩阵，根据模糊合成算子确定模糊评判集，最后根据加权平均原则进行评判得出结论。神经网络模型通过求四口井与3类水质的相似度，运用MATLAB神经网络程序并根据其相似度大小进行排序而得出结论。问题二：在给了我们3种水质分级标准的基础之上，要求我们对四口水井的水质进行等级判断，我们采用了系统聚类分析，把所给的水质等级标准作为先验概率，然后对根据四口水井的监测数据进行判断，再建立模糊综合评价模型对其进行综合评判。从而，对四口水井的水质进行等级判断。问题三：根据计算结果，可以知道哪些指标在水污染中充当了催化剂的作用，并通过降低这些指标可以在一定程度上对水资源的保护和净化有着至关重要的作用。最主要的是可以通过计算结果告诉村民从源头上保护水源的方法，关系到人们的健康生活。 3模型假设与符号说明3.1模型的假设l 题中所给监测数据真实可靠l 污染元素的含量无较大变化l 四口水井的净化能力相似l 研究期间，无大量降水和干旱，周围环境无较大变化3.2符号说明 各标准观测值第j性指标的平均值最小均方差 第j号井的i个指标的值在4个井的所相应标准指标的值的总和中所占的比例.第j号井的第i个指标的值Cij 评价指标集合 U 评语集合V最大特征根特征向量特征向量矩阵模糊综合评判矩阵第i口水井第j中评价因子的实际浓度第j种评价因子的评价标准第i个水井第j种评价因子的单项质量指样本集，距离是-R+的一个函数100 模型的准备先运用SPSS求其特征根， I 类 Total Variance ExplainedComponentInitial EigenvaluesExtraction Sums of Squared LoadingsRotation Sums of Squared LoadingsTotal% of VarianceCumulative %Total% of VarianceCumulative %Total% of VarianceCumulative %18.00847.10947.1098.00847.10947.1095.96735.09835.09824.63527.26774.3764.63527.26774.3765.59332.90067.99834.35625.624100.0004.35625.624100.0005.44032.002100.00045.555E-163.268E-15100.00053.399E-162.000E-15100.00062.730E-161.606E-15100.00072.320E-161.365E-15100.00081.800E-161.059E-15100.00097.460E-174.388E-16100.000103.064E-171.802E-16100.000111.387E-178.160E-17100.00012-2.978E-17-1.752E-16100.00013-1.242E-16-7.303E-16100.00014-1.494E-16-8.789E-16100.00015-2.237E-16-1.316E-15100.00016-3.508E-16-2.064E-15100.00017-4.848E-16-2.852E-15100.000 II 类Total Variance ExplainedComponentInitial EigenvaluesExtraction Sums of Squared LoadingsRotation Sums of Squared LoadingsTotal% of VarianceCumulative %Total% of VarianceCumulative %Total% of VarianceCumulative %18.60950.64450.6448.60950.64450.6446.18636.38936.38924.55326.78177.4254.55326.78177.4255.90334.72571.11533.83822.575100.0003.83822.575100.0004.91128.885100.00041.851E-151.089E-14100.00054.823E-162.837E-15100.00063.751E-162.207E-15100.00072.396E-161.410E-15100.00081.853E-161.090E-15100.00091.412E-168.306E-16100.000105.583E-173.284E-16100.00011-2.056E-18-1.210E-17100.00012-9.984E-17-5.873E-16100.00013-1.223E-16-7.196E-16100.00014-2.534E-16-1.491E-15100.00015-3.652E-16-2.148E-15100.00016-3.805E-16-2.238E-15100.00017-6.400E-16-3.765E-15100.000 III 类Total Variance ExplainedComponentInitial EigenvaluesExtraction Sums of Squared LoadingsRotation Sums of Squared LoadingsTotal% of VarianceCumulative %Total% of VarianceCumulative %Total% of VarianceCumulative %18.17248.07148.0718.17248.07148.0716.78339.90339.90325.40931.81779.8885.40931.81779.8885.31931.28771.18933.41920.112100.0003.41920.112100.0004.89828.811100.000。17-5.756E-16-3.386E-15100.000 5模型的建立与求解5.1针对问题一（四口水井的水质排序分析）模型一（层次分析法） ：设对于n评价对象，每个评价对象有m各指标其监测值分别为对其评价指标的筛选：Step(1)求出第j性指标的平均值和均方差（2）求出最小方差（3）如果最小均方差，则可删除与对应的指标。 综上所述，可删除指标PH、铜、挥发酚、化学需氧量、氨氮、氰化物、汞、六价铬、铅。 则只剩下：溶解氧，总硬度，硫酸根离子，氯离子，铁，锰，锌，高锰酸，盐指数，氟化物，砷，粪大肠菌群，总磷，硝酸盐。盐氮，亚硝酸。Step(2)可知做层次分析其指标还是太多，根据地表水环境质量标准（GB 38382002）可知； 集中式生活饮用水地表水源地补充项目标准限值 单位：mg/L表一项 目标 准 极 限硫酸盐（以SO42-计） 250氧化物（以CL-计） 250硝酸盐（以N计） 10铁 0.3锰 0.1利用以上所查标准对 、CL- 、铁、锰、铜等数据进行标准化处理，对四口井监测以上项目进行数据比较。 Step(3)首先建立层次结构模型： 水质监测硫酸盐氧化物锰铁硝酸盐 南井 西井 北井 东井准则层方案层目标层Step(4) 然后再建立成对比较矩阵：A= 再利用Ahp软件，则求出最大特征根，和特征向量w1(见附录1)假设四个水井关于五个指标的判断矩阵为：B1= B2=B3= B4=B5=.则利用dhp软件，分别求出B1，B2，B3，B4，B5的最大特征根。得到特征向量矩阵w2。再由MATLAB程序求出四口井的权重w=w1*w2.即w=0.146 0.3752 0.3431 .01354.最终结论；则可知其四口井先后排序为：西，南，东，北。模型二（模糊因子分析法）Step(1)根据水质评价标准（附表1） Step(2)依据公式（式中为第i口水井第j中评价因子的实际浓度，指第j种评价因子的评价标准，为第i个水井第j种评价因子的单项质量指数），计算各水井的单项质量指数（表2、3、4）。 表2 四口井水质属于I类的指标指数PH溶解氧高锰酸指数化学需氧量硫酸根离子氨氮总磷氯离子总氮锌氟化物砷铁锰总硬度挥发酚粪大肠菌东井1.2461540.6811.93.4266673.6671.33333393.386.8831.480.0520.83.42.33333334.5西井1.2830770.928.18.14.342.7686.666674913.2131.720.3561.13.82.181.59.025南井1.1523080.8533330.950.6333334.640.33333393.6053.247.55.40.530.050.743.4933330.453北井1.10.960.850.64.180.0006671.626.241.53.82.180.42210.8136.80.454.84 表3 四口井水质属于II类的指标指数PH溶解氧高锰酸盐指数化学需氧量硫酸根离子氨氮总磷氯离子总氮锌氟化物砷铁锰总硬度挥发酚粪大肠菌东井1.080.855.953.4266671.2221.47.81.1266672.7520.151.480.0520.43.41.16666730.45西井1.1121.154.054.054.340.92269.85.2840.151.720.3560.553.81.091.50.9025南井0.9986671.2483330.4750.6333331.5466670.137.4421.081.50.540.530.050.3541.7466670.450.3北井0.9533331.20.4250.61.3933330.00020.6482.080.30.382.180.4225.4133.40.450.484表4 四口井水质属于III类的指标指数PH高锰酸盐指数化学需氧量硫酸根离子氨氮总磷氯离子总氮锌氟化物砷铁锰总硬度挥发酚粪大肠菌东井0.9529413.9666672.570.73210.73.90.6761.3760.151.480.0520.2666671.70.7777781.20.09西井0.9811762.72.73.2550.552134.92.6420.151.720.3560.3666671.90.726667300.1805南井0.8811760.3166670.4750.9280.0518.7210.6480.750.270.530.050.23333321.1644440.180.06北井0.8411760.2833330.450.8360.3240.3241.2480.150.192.180.4223.66.52.2666670.180.0968Step(2) 用因子分析程序依次计算各指标的相关矩阵（附表2），筛选出累积贡献率大于0.7的前三个主因子（附表3），四口井的前3个主因子的权系数（表5、6、7）。 表 5 四口井水质属于第I类时的权系数因子PH溶解氧高锰酸指数化学需氧量硫酸根离子氨氮总磷氯离子总氮锌氟化物砷铁锰总硬度挥发酚粪大肠菌F1-0.0560.056-0.002-0.014-0.0940.009-0.171-0.006-0.108-0.1040.1790.1350.1580.1510.1230.0030.04F2-0.0550.153-0.144-0.0030.197-0.1880.1070.0690.0490.124-0.0640.0570.0070.0160.035-0.170.026F30.1080.0970.0520.170.018-0.0640.0350.190.119-0.120.1060.140.002-0.004-0.0420.0070.196 表 6 四口井水质属于第II类时的权系数因子PH溶解氧高锰酸盐指数化学需氧量硫酸根离子氨氮总磷氯离子总氮锌氟化物砷铁锰总硬度挥发酚粪大肠菌F10.058-0.1910.1470.086-0.0790.187-0.139-0.0640.002-0.1260.069-0.052-0.006-0.016-0.0360.171-0.019F20.090.070.0150.0930.188-0.10.0470.190.138-0.0750.0680.129-0.009-0.012-0.04-0.0320.181F3-0.053-0.0410.010.004-0.0180.015-0.210.014-0.053-0.0850.2190.1650.1840.1740.1370.0140.061 表 7 四口井水质属于第III类时的权系数因子PH溶解氧高锰酸盐指数化学需氧量硫酸根离子氨氮总磷氯离子总氮锌氟化物砷铁锰总硬度挥发酚粪大肠菌权系数1.1159-0.148251.0577521.2312360.9477630.446211-0.315741.0100251.107576-1.249520.7353180.465615-0.30396-0.37704-0.67571.0422451.174239权重0.1536-0.020410.1456210.1695050.1304790.06143-0.043470.1390510.152481-0.172020.1012320.064102-0.04185-0.05191-0.093020.1434870.161658再通过公式及公式计算，可得各评价参数的权系数及每个参数的实际权重，结果见表8、9、10。备注：为各项指标，如PH、溶解氧、氯化物等。 表 8 各评价参数的权系数和权重第I类PH溶解氧高锰酸指数化学需氧量硫酸根离子氨氮总磷氯离子总氮锌氟化物砷铁锰总硬度挥发酚粪大肠菌权系数-0.703371.157603-0.68346-0.126020.160343-0.79931-0.873420.271767-0.63775-0.258091.1367921.3452751.2977091.2833681.147209-0.763930.44083权重-0.436380.71819-0.42402-0.078180.099479-0.4959-0.541880.168607-0.39567-0.160120.7052790.8346240.8051140.7962160.711742-0.473950.273496 表 9 各评价参数的权系数和权重第II类PH溶解氧高锰酸盐指数化学需氧量硫酸根离子氨氮总磷氯离子总氮锌氟化物砷铁锰总硬度挥发酚粪大肠菌权系数0.909092-1.325611.3338181.1638030.1758531.154583-0.982660.3140940.645532-1.426210.9036250.139669-0.09263-0.19238-0.492041.3264430.660522权重0.215655-0.314460.31640790.2760770.0417160.27389-0.233110.0745090.153133-0.338320.2143580.033132-0.02197-0.04564-0.116720.3146580.156689 表 10 各评价参数的权系数和权重第 II类PH溶解氧高锰酸盐指数化学需氧量硫酸根离子氨氮总磷氯离子总氮锌氟化物砷铁锰总硬度挥发酚粪大肠菌权系数1.1159-0.148251.0577521.2312360.9477630.446211-0.315741.0100251.107576-1.249520.7353180.465615-0.30396-0.37704-0.67571.0422451.174239权重0.1536-0.020410.1456210.1695050.1304790.06143-0.043470.1390510.152481-0.172020.1012320.064102-0.04185-0.05191-0.093020.1434870.161658最后，通过对四口水井分别属于第I类、第II类、第III类的实际权重进行降序排序（见附表4、5、6），可得到如下结果：当水井水质属于第I类时表示水体主要受到工业污染，若属于第II类，则表示水体主要受到生活废水的污染，倘若属于第III类，那就表示水体的污染源为农业污染,且根据各指标的实际权重筛选出符合实际情况的5个真正的具有代表性的主因子：PH、化学需氧量、溶解氧、锌。Step(3)根据模糊评判原则，根据step(1)最终确定的5个主因子，首先确定模糊综合评判中的因素集，即，其中（i=1，2，5）为各项评价因子实测值和评判集，然后确定出U和V之间的模糊关系矩= ，=， =， =,再计算出各评价因子的权重分配矩阵=（0.26 0.24 0.38 0.2 0.2），（0.27 0.18 0.48 0.25 0.2），（0.24 0.3 0.07 0.25 0.36），（0.23 0.27 0.07 0.29 0.25），最后通过模糊综合评判数学模型：，根据扎德算子及最大隶属度原则，选择作为对东、南、西、北四口井的评判依据。最终结论：得到四口井的井水水质排序为：南井西井东井北井。模型三（神经网络模型）Step(1)先通过采用“欧式距离”计算出四口水井与三类水质标准的相似度 记是样本集，距离是-R+的一个函数，满足条件；1） d(x,y)=0, x,y2） d(x,y)=0,当且仅当 x=y;3） d(x,y)=d(x,y), x,y;4） d(x,y)=d(x,z)+d(z,y), x,y,z; 对相似度的比较我们采用了 “欧氏距离”作为标准 得到其距离矩阵如下表所示；表11 距离矩阵类水质标准类水质标准类水质标准东井水质西井水质南井水质北井水质类水质标准00.18060.98170.04060.19930.06830.1050类水质标准0.180600.80100.22070.05890.16880.1319类水质标准0.98170.801001.02020.85870.96890.9320东井水质0.04060.22071.020200.19650.07960.1275西井水质0.19930.05890.85870.196500.13340.1080南井水质0.06830.16880.96890.07960.133400.0562北井水质0.10500.13190.93200.12750.10800.05620由表可知，东井、西井、南井、北井与各类水质的相似程度Step(2)再利用MATLAB神经网络模型求解得到其排序结果； 东井； = = 0.9860 1.000 西井； = = 0.9972 0.3844 南井； = = 1.000 0.000 北井； = =1.000 0.002 其中，作为几类水质的参考值，分别为I类水质和II类水质的参考值，由运算结果可知南井、北井与I类水质的相似程度最为接近，然而北井与南井相比，由其运算结果可知南井更为接进。西井与东井的相似程度也较为接近，按其运算结果西井的水质较东井好。 最终结论；各水井的水质由好到差排序为南井、北井、西井、东井。5.1.1 模型一和模型二以及模型三比较分析 模型一通过对各主要指标进行晒选，选出了几个主要的指标，然后对其做层次分析模型，得出几个主要指标的判断矩阵，并根据其判断矩阵得到四口井水质的相应权重，根据其权重进行等级排序，但丢失了部分信息量。模型二计算出单项质量指标和相关矩阵，通过筛选出主因子，并根据权重公式计算出个权重，且与模型一的本质一样，模型三先通过计算器相似度，再通过相似度判断各水井与3种等级的相似度，然后对其进行等级排序。虽然3种模型都对其指标进行了晒选，但保留了各主要指标，因此，具有一定的客观性。综合以上模型，对四口水井的水质排序较有充分的说明。5.2针对问题二（四口井的地表水的水质等级评价） 模型一（系统聚类分析） 该模型通过在已有的3种水质等级标准，把其作为先验概率，然后对四口水井的水质，通过SPSS软件结果运算可得；RescaledDistanceClusterCombineCASE0510152025LabelNum+-+-+-+-+-+Case44Case55Case33Case11Case22Case66Case77 把I类水质、II类水质、III类水质分别记为变量1、2、3，东井、西井、南井、北井分别记为4、5、6、7、。最终结论;有上表可知东井、西井属于III类，南井既符合I类，也符合II类水质，而北井可以属于三类水质中的任何一类。 模型二（模糊综合评价及隶属原则）； 根据问题一中的模型一中所选出的五个标准，再进行模糊综合评价及隶属原则。根据地表水环境质量标准GB3838-2002基本项目标准限值与原有图表进行相应比较可知，大多数指标都不足以分出四口井的差异，甚至有些数据很相似。因此，我们应该用相对比较明显的指标进行模糊综合评价分析，如下表所示的几个指标相应含量。 表 12 溶氧量高锰酸盐指数总磷类大肠菌群东井5.123.80.78900西井6.916.20.981805南井6.41.90.15600北井7.21.70.03968因此，评价指标集合为：U=溶氧量，高锰酸盐指数，总磷，类大肠菌群,评价集合为：V=一类，二类，三类，且定义东，西，南，北，四口井依次分别为1,2,3,4号井。Step（1）建立模糊综合评判矩阵：设Cij（i=1,2,3,4；j=1,2,3,4）表示第j号井的第i个指标的值，令：。即表示第j号井的i个指标的值在4个井的所相应标准指标的值的总和中占的比例，得到模糊综合评判矩阵。其标准指标为：（地表水环境质量标准GB3838-2002）。（实际标准小于该标准，在此方便运算故去最大值）。溶氧量高锰酸盐指数总磷类大肠菌群一类7.520.02200二类640.12000三类560.210000表13得到其矩阵为；R=且该三类中标准指标占相应标准指标的比为： 表 14一类0.4054050.1666670.06250.016393二类0.3243240.3333330.31250.163934三类0.270270.50.6250.819672再求该三类等级各相应指标的平均值为：（0.162741,0.283523,0.553736）. Step（2）综合评判 设各参数与评判的指标的权重分配为A=(0.4，0.3，0.2,0.1)，模型M(.,v),=max()1=i=4(j=1,2,3,4)计算得：X= 0.2387 0.3424 0.3368 0.2617 。再由其三类平均值与相应权重进行比较，即该四口井的相应指标必须小于或等于三类等级的标准指标的平均值。即0=X=0.162741,为第一类；0.162741=X=0.283523,为第二类；0.283523=X=0.553736,为第三类。最终结论，所以得到的等级分类为：东井、北井属于第二类，西井、南井属于第三类。 5.2.1 模型一和模型二的比较分析 模型一通过在已知数据的基础之上。把3种水质的等级标准数据作为先标准，然后再对四口水井的监测指标进行系统聚类分析，并判断出每口水井所属的等级，是一种比较简单的运算分析。但需要以原有指标为基础才可以进行，模型二通过计算出模糊综合评判矩阵，再进行综合评价，并根据3类等级的平均值可得到等级划分，模糊综合评判模型对各指标进行了取舍，不能很全面的反应资料的全部信息。5.3针对问题三（关于健康用水和保护水源的短文） 水，生命之源 根据计算结果可得，水污染主要受两个因素的影响，一是人为原因，二是自然原因。研究结果表明人为原因是主要因素。由数据显示，水质监测数据中发现人们饮用总大肠超标，铁超标，高氟等指标过高的化学化合物。在调查中发现其污染源为动物污染、人的污染、化学污染。动物污染主要是动物废弃物的排放而导致的细菌微生物的滋生。人的污染主要是人们环保意识薄弱，随手将垃圾丢进水源里而造成下游居民饮用水污染。化学污染是由于农药、化肥的不合理使用使的水体污染。农村饮用水面临着严重的工业污染，自然原因主要是因为干旱造成的饮用水短缺，植被的覆盖率较低而造成的水土流失，使得植被涵养水源的能力下降。长期干旱而造成的荒漠化导致水资源严重不足。事出必有因，我们要保护水源必须从源头做起，才可以从真正意义上保护水源。 如何保护水源；首先，不要破坏水源涵养林、护岸林以及与水源保护相关的植被，不向水域倾倒废弃物、垃圾和粪便，不要过量使用剧毒和农药、化肥，不要使用炸药、毒药捕杀鱼类，不要乱砍、乱伐以及过度放牧；颁布地方法规、法律以致可以加强人们的爱水意识；在饮用地表水源地建立准保护区，禁止向水域排放污染物；使用符合国家规定的农田灌溉水质标准灌溉农田；人工回灌补给地下水，水质应当符合灌溉标准，要防止水体富营养化，不用含磷洗衣粉。 健康用水之法（Tips）；要提高环保意识，不乱丢垃圾；尽量使用纯净水，将水进行过滤盒净化处理才可以饮用。共建饮水公共系统，养成良好的饮水习惯，要饮用高温消毒的水源，不要乱砍数目，多植树造林，防止水土流失，减少含沙量，不要饮用纯度不高的水源，供水系统要选较好的引水管。不喝生水，养成喝热水喝茶水的习惯，夏天，要做到多喝水，每天要摄入一定量的水。 总之，保护水资源需要国家、地方政府和个人的共同努力，最重要的是提高人们的节水意识，对广大群众进行爱水意识教育。水是生命之源，为了我们的健康生活，请你爱护水资源和养成良好的饮水习惯。保护水源的示意图村民提高节水意识地方政府建设公共系统国家颁布相应的法律健康用水保护水源 6模型评价及改进模型评价：优点：模型一，通过对各指标的筛选，筛选出几个主要指标，通过层次分析法，在对其权重进行排序，避免了因指标过多而造成的大量计算。问题二中采用聚类分析将其按水质等级指标进行等级划分，从而将四口水井进行等级划分。 模型二，因子分析可以用少数几个因子去描述许多指标和因子之间的联系，并通过几个较少因子反应资料的大部分信息，得到其权系数和权重。问题二采用的模糊综合评判法通过计算模糊综合矩阵，综合各个单项指标，从整体上评价水质状况，从而避免单项只指标的弱点， 模型三，根据四口水井与水质评判标准的相似程度，判断每口井接近与哪一种水质，然后通过MATLAB神经网络编程对四口井进行等级排序。神经网络具有分布特性，适合用于复杂系统。缺点：各种模型都是通过对部分指标进行筛选，在一定程度上不能全面反映总体的信息。 根据水质评价标准，需要进行大量的运算 在主因子的选取上带有一定的主观性。模型的推广：层次分析法把复杂的问题划分为相互关联的有序层次，使之条例化，主要运用于医疗领域和工程建设方面。因子分析通过少量的信息来反映资料的大部分信息，主要运用于医学、气象监测、心里学等领域。神经网络可以进行定量和定性的分析，适合用于