地表水質(zhì)評(píng)價(jià)方法綜述

葉猛 胡邦紅 王東東

摘 要 本文針對(duì)幾種常見(jiàn)的河流水質(zhì)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了比較：?jiǎn)我蜃釉u(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、水質(zhì)指數(shù)評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法。

關(guān)鍵詞 地表水 評(píng)價(jià)方法 比較

中圖分類號(hào)：X824 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A Review on Evaluation Methods of Surface Water

YE Meng， HU Banghong， WANG Dongdong

（Guizhou Normal University， Guiyang， Guizhou 550001）

Abstract This article reviewed the comparison of several common evaluation methods of surface water. Single factor index assessment method， comprehensive pollution index assessment method， comprehensive water quality indicator index assessment method， water quality index assessment method and fuzzy comprehensive evaluation method.

Key words surface water； evaluation methods； comparison

目前我國(guó)提出的地表水環(huán)境評(píng)價(jià)方法已達(dá)幾十種。這些評(píng)價(jià)方法基本可以分為兩類，定性評(píng)價(jià)及定量評(píng)價(jià)。定性評(píng)價(jià)是對(duì)水質(zhì)類型的評(píng)價(jià)，定量評(píng)價(jià)是水質(zhì)綜合指數(shù)的評(píng)價(jià)比較。本文將介紹在我國(guó)河流水環(huán)境評(píng)價(jià)中常用的幾種方法：

1 水環(huán)境評(píng)價(jià)方法

1.1 單因子評(píng)價(jià)法

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838—2002）規(guī)定 ：“地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)根據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的水域功能類別，選取相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn) ，進(jìn)行單因子評(píng)價(jià) ，評(píng)價(jià)結(jié)果應(yīng)說(shuō)明水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況 ，超標(biāo)的應(yīng)說(shuō)明超標(biāo)項(xiàng)目和超標(biāo)倍數(shù)”。①單因子評(píng)價(jià)方法是把實(shí)測(cè)的水質(zhì)各參數(shù)值與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相比較，從而判定水質(zhì)類別，進(jìn)而選擇最低的水質(zhì)類別作為最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。通過(guò)此方法能比較簡(jiǎn)明的得到水質(zhì)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)之間的關(guān)系。單因子評(píng)價(jià)指數(shù)是最簡(jiǎn)單的環(huán)境質(zhì)量指數(shù)，②該指數(shù)能反映某參數(shù)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值的污染程度，公式為：

= （1）

式中：為單因子評(píng)價(jià)指數(shù)；為第種評(píng)價(jià)因子在環(huán)境中的觀測(cè)值 ；為第種評(píng)價(jià)因子的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值.單因子評(píng)價(jià)指數(shù)的值越大就表示該參數(shù)在水環(huán)境中的污染程度越重，反之越輕。

1.2 綜合污染指數(shù)法

此方法是對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的相對(duì)污染指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出代表水體污染程度的數(shù)值 ，該方法用以確定污染程度和主要污染物，并對(duì)水質(zhì)變化趨勢(shì)進(jìn)行判斷。③這種評(píng)價(jià)方法假設(shè)參評(píng)的水質(zhì)各因子對(duì)于水質(zhì)的影響大小是一樣的，然后將參評(píng)的各因子的參數(shù)算術(shù)平均值作為最終的評(píng)價(jià)結(jié)果，從而對(duì)河流水質(zhì)進(jìn)行分級(jí)，計(jì)算公式為：

= = 1 =

為河流水質(zhì)綜合污染指數(shù)，為參與評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)因子的污染指數(shù)，為參與評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)因子的數(shù)目，為污染物的實(shí)測(cè)的數(shù)值，為污染物的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值。

1.3 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)法

這種評(píng)價(jià)方法是以單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)為基礎(chǔ)，永富營(yíng)養(yǎng)化指標(biāo)和一組有機(jī)污染指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)水質(zhì)情況。此指數(shù)的結(jié)構(gòu)為： = ...

式中：為河流水質(zhì)類型；的含義綜合水質(zhì)在水質(zhì)類型范圍的具體級(jí)別；的含義低于河流水環(huán)境功能目標(biāo)指數(shù)的參評(píng)各因子指標(biāo)的個(gè)數(shù)；的含義是河流水環(huán)境功能區(qū)類別與綜合水質(zhì)類別的比較結(jié)果。

1.4 水質(zhì)指數(shù)評(píng)價(jià)法

水質(zhì)指數(shù)評(píng)價(jià)法是綜合考慮了以上河流水環(huán)境評(píng)價(jià)方法，是水環(huán)境評(píng)價(jià)方法的一大進(jìn)步。該方法能對(duì)河流水質(zhì)進(jìn)行定性及定量的評(píng)價(jià)，并能明確指出水環(huán)境首要污染因子。其結(jié)構(gòu)為： = .（）

式中：為水質(zhì)類型；為該類型的具體水質(zhì)級(jí)別；為首要污染因子。其計(jì)算公式為：

.= max（.DO，.NH3-N，.DO...）

式中：.DO，.NH3-N，.DO等分別為PH、氨氮、溶解氧等和其他參評(píng)的單因子指數(shù)；指取參評(píng)的單因子指數(shù)最大值。

水質(zhì)指數(shù)評(píng)價(jià)法延續(xù)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水質(zhì)類別評(píng)價(jià)方法，使評(píng)價(jià)結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)具備連續(xù)可比性，同時(shí)采用了定量的表示方法，可以比較相同類別水體的水質(zhì)優(yōu)劣，評(píng)價(jià)結(jié)果直觀明了，精確度高，信息量較豐富。④

1.5 模糊綜合評(píng)價(jià)法

模糊綜合評(píng)價(jià)法是一種數(shù)學(xué)的評(píng)價(jià)方法，通過(guò)數(shù)學(xué)方法把水體污染物的實(shí)測(cè)值與各因子指標(biāo)建立起隸屬矩陣。然后將各因子的權(quán)重與隸屬矩陣相乘得到的模糊積，獲得一個(gè)能夠表明水體水質(zhì)對(duì)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬程度的評(píng)判集，從而判斷水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。⑤模糊綜合評(píng)價(jià)法很好的考慮了水體中不確定的因素，能較好的解決模糊的，難以量化的問(wèn)題，適合非確定問(wèn)題的解決。但是在計(jì)算評(píng)判集時(shí)采用線性加權(quán)平均法，通常使結(jié)果出現(xiàn)失真、失效、均化、跳躍等現(xiàn)象，使得評(píng)判結(jié)果不準(zhǔn)確，因此在應(yīng)用該方法進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)還需要進(jìn)一步解決權(quán)重合理分配和可比性問(wèn)題。⑥

2 方法比較與思考

單因子評(píng)價(jià)方法是比較簡(jiǎn)單的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，選取水體中污染最重的因子與標(biāo)準(zhǔn)相比較能比較快速的評(píng)價(jià)水體的等級(jí)，但是這種單因子評(píng)價(jià)方法一票否決的形式往往不能較綜合的反應(yīng)水體的具體情況，不僅對(duì)于自身水體狀況沒(méi)有一個(gè)定量的評(píng)判，不同水體之間也沒(méi)有很強(qiáng)的可比性。綜合污染指數(shù)法能夠反映河流的水質(zhì)情況和參與評(píng)價(jià)的各參數(shù)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但是這種方法不能直接確定水質(zhì)的等級(jí)。綜合水質(zhì)指標(biāo)評(píng)價(jià)法可以對(duì)河流水體水質(zhì)進(jìn)行定性及定量的評(píng)價(jià)，另外對(duì)于同類水體之間及劣Ⅴ類水是否黑臭也可進(jìn)行評(píng)價(jià)。水質(zhì)指數(shù)評(píng)價(jià)方法相對(duì)于單因子評(píng)價(jià)方法能更全面的評(píng)價(jià)水質(zhì)情況，也可比較相同類別水體的優(yōu)劣，評(píng)價(jià)結(jié)果簡(jiǎn)單明了。模糊綜合評(píng)價(jià)法能很好的解決非確定性的問(wèn)題，但是計(jì)算稍復(fù)雜，有一定誤差。通過(guò)以上河流評(píng)價(jià)方法的比較發(fā)現(xiàn)各種評(píng)價(jià)方法各有優(yōu)劣?，F(xiàn)階段關(guān)于河流水質(zhì)評(píng)價(jià)的方法眾多，如何取舍要針對(duì)具體的要求。但基本應(yīng)該做到，在準(zhǔn)確判斷水質(zhì)類別的基礎(chǔ)上，對(duì)水質(zhì)類別相同的水體要能夠進(jìn)行優(yōu)劣比較。⑦

注釋

① 國(guó)家環(huán)保總局，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督總局.GB3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].

② 徐建平.WPI指數(shù)在地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中的運(yùn)用[J].中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2001（1）：36-40.

③ 彭文啟，張祥偉.現(xiàn)代水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)理論和方法[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

④ 陸衛(wèi)軍，張濤.幾種河流水質(zhì)評(píng)價(jià)方法的比較分析[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2009（6）：174-176.

⑤ Liu Xiaobin，Li Guofeng，Liu Zhanguang，et a1.Water pollution characteristics and assessment of lower reaches in Haihe River Basin[J].Procedia Environmental Sciences，2010.2：199-206.

⑥ 薛巧英.水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的比較分析[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2004.30（4）：64-67.

⑦ 蔣火華，梁德華，吳貞麗.河流水環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法比較研究[J].干旱環(huán)境監(jiān)測(cè)，14（3）：139-141.