棗莊市水功能區(qū)水體污染物折合水量計算的探討

趙劍輝

水體污染折合水量是指某基本計算單元內(nèi)，由于人類活動的影響而造成地表水水資源質(zhì)量下降，不能滿足水體功能要求的地表水資源量。折合水量的計算目前還沒有一個為大家所公認(rèn)的計算方法。由于水污染的程度是依據(jù)水體功能的要求進(jìn)行評判的，所以折合水量的計算一定要與水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)相結(jié)合。為客觀反映棗莊市地表水水質(zhì)性缺水狀況，探索區(qū)域尺度量質(zhì)結(jié)合的水污染損失水量計算方法，本文提出以水資源四級區(qū)套縣（市、區(qū)）為基本單元，根據(jù)以水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)污染綜合指數(shù)和多年平均地表水資源量，計算各基本單元的年度水污染損失水量，即水體污染折合水量。

一、區(qū)域水質(zhì)綜合污染指數(shù)及區(qū)域水體污染折合水量

1.區(qū)域水質(zhì)綜合污染指數(shù)

由于水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)的差異，利用單一標(biāo)準(zhǔn)來評價水質(zhì)的優(yōu)劣是不合理的，故在計算水質(zhì)污染指數(shù)時，按照水體功能對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算。

水質(zhì)綜合污染指數(shù)的計算是在單項污染指數(shù)評價的基礎(chǔ)上計算得到的?？紤]到棗莊市地表水污染特點（主要是有機(jī)污染），在計算水質(zhì)綜合污染指數(shù)時選擇了具有代表性的污染物，包括高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、化學(xué)需氧量、氨氮、揮發(fā)酚和總磷等六項，其余監(jiān)測項目在棗莊市水體中大部分都能滿足相應(yīng)的地表水功能要求。

以水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)，在單項指標(biāo)污染指數(shù)評價的基礎(chǔ)上，計算地表水水質(zhì)綜合污染指數(shù)。計算方法如下：

其中：

Ci—水質(zhì)指標(biāo)年均濃度，mg/L；

Cs—水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)限值，mg/L；

Ii—單指標(biāo)污染指數(shù)，無量綱；

Ij—監(jiān)測斷面綜合污染指數(shù)，無量綱；

n—參與評價的指標(biāo)個數(shù)；

I—評價基本單元綜合污染指數(shù)，無量綱；

m—評價基本單元內(nèi)代表斷面?zhèn)€數(shù)。

根據(jù)水質(zhì)綜合污染指數(shù)來判別污染程度是相對的，即對應(yīng)于水體功能要求評判其污染程度。如Ⅱ類水體的水質(zhì)要求明顯高于Ⅲ類、Ⅳ類、Ⅴ類水體，假如不同類別水體的水質(zhì)相同，則要求越高的水體，其對應(yīng)的污染程度越嚴(yán)重。根據(jù)水質(zhì)綜合污染指數(shù)判別水質(zhì)污染程度必須基于以下條件：

（1）污染程度是對應(yīng)于相應(yīng)類別的水質(zhì)要求的。

（2）污染程度的分級是為了定性反映水質(zhì)的現(xiàn)狀，水體污染說明該水域原定的功能不能安全、全面地發(fā)揮效應(yīng)，其功能得不到保證。不同功能水體即使達(dá)到相同的污染程度，其危害和影響也是各不相同的。

（3）根據(jù)水質(zhì)綜合污染指數(shù)的大小可將水體分為合格、基本合格、污染和重污染四類。不同類型水體相對應(yīng)的綜合指數(shù)和水質(zhì)現(xiàn)狀闡述如下：

合格：I≤0.8，各項水質(zhì)指標(biāo)基本上能達(dá)到相應(yīng)的功能標(biāo)準(zhǔn)，即使有個別指標(biāo)超標(biāo)，但超標(biāo)倍數(shù)較?。?倍以內(nèi)），水體功能可以得到充分發(fā)揮，沒有明顯的制約因素。

基本合格：0.8＜I≤1.0，有少數(shù)指標(biāo)超過相應(yīng)類別的標(biāo)準(zhǔn)，但這些指標(biāo)不直接影響到水體功能效應(yīng)，水體功能沒有受到明顯損害，但在一定程度上受到某些因素（水質(zhì)指標(biāo)）的制約。

污染：1.0＜I≤2.0，由于綜合指數(shù)已明顯超過1.0的標(biāo)準(zhǔn)限值，多項指標(biāo)值已超過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值，其水體功能明顯受到制約，要充分發(fā)揮水體的原有功能，需采取一定的工程性或非工程性措施，水質(zhì)對應(yīng)于其功能已受到污染。

重污染：I＞2.0，各項水體指標(biāo)的總體均值已超過標(biāo)準(zhǔn)1倍以上，部分指標(biāo)可能超過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)倍，水體功能已受到嚴(yán)重危害，如不采取必要的措施，直接利用其水體功能可能是危險的。對這類水體必須采取必要的措施，或改變其功能，或開展污染整治。

2.區(qū)域水體污染折合水量

水體污染折合水量是指計算單元內(nèi)，由于人類活動的影響而造成水體功能下降，且不能滿足水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)的地表水資源量。當(dāng)基本單元水質(zhì)綜合污染指數(shù)I＞1.0時，水體的多數(shù)指標(biāo)已超過相應(yīng)的水質(zhì)目標(biāo)，水質(zhì)對應(yīng)其功能已受到污染，水體水質(zhì)相對其功能來說已受到制約，其相應(yīng)的水資源量即為該基本單元的水體污染折合水量；其中當(dāng)基本單元水質(zhì)綜合污染指數(shù)I＞2.0時，水體的多數(shù)指標(biāo)已超過標(biāo)準(zhǔn)值1倍以上，部分指標(biāo)超過標(biāo)準(zhǔn)值數(shù)倍，水體功能已受到嚴(yán)重危害，除非采取必要措施或改變其現(xiàn)有功能，否則不能直接利用，則該基本單元對應(yīng)的水資源量為水體重度污染折合水量。對于沒有監(jiān)測斷面的區(qū)域，暫不計算水體污染折合水量。

二、地表水水體污染折合水量

1.區(qū)域地表水水資源量

根據(jù)2009年《棗莊市多水源水資源調(diào)查評價與開發(fā)利用研究》成果，全市多年平均地表水資源量為111682萬m3，各套區(qū)多年平均地表水資源量見表1。

表1 棗莊市水資源四級區(qū)套縣（市、區(qū)）多年平均地表水資源量表

表2 棗莊市水資源四級區(qū)套縣（市、區(qū)）地表水水體污染折合水量表

表3 各縣（市、區(qū)）水功能區(qū)年度達(dá)標(biāo)統(tǒng)計表

2.區(qū)域水體污染折合水量

根據(jù)2012年水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測成果，計算棗莊市各套區(qū)水質(zhì)綜合污染指數(shù)，估算各套區(qū)水體污染折合水量。詳見表2。

2012年全市水體污染折合水量共22935萬m3，占全市水資源總量的20.5%，無重度污染水。

從各縣（市、區(qū)）水體污染折合水量成果看，市中區(qū)有9713萬m3，占該區(qū)多年平均地表水資源量的91.0%；嶧城區(qū)有13222萬m3，占該區(qū)多年平均地表水資源量的100.0%。

三、與年度水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價的關(guān)系

1.棗莊市各區(qū)縣年度水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價結(jié)果

棗莊市共有11個水功能區(qū)評價單元，其中有8個功能區(qū)分別隸屬于各區(qū)縣，有3個跨縣（市、區(qū)）的水功能區(qū)，各縣（市、區(qū)）達(dá)標(biāo)統(tǒng)計見表3。

2.折合水量與水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價的關(guān)系分析

（1）有一定的相關(guān)性

如嶧城區(qū)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為0.0%，而嶧城區(qū)的水體污染物折合水量為13222萬m3，占該區(qū)多年平均地表水資源量的100.0%，二者的結(jié)果很好地對應(yīng)起來。

（2）沒有直接的關(guān)系

如市中區(qū)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為50.0%，而市中區(qū)的水體污染物折合水量為9713萬m3，占該區(qū)多年平均地表水資源量的91.0%；薛城區(qū)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率為0.0%，而薛城區(qū)的水體污染物折合水量為0。

（3）原因分析

①現(xiàn)有監(jiān)測站點分布的不科學(xué)，代表性不足：原來布設(shè)的監(jiān)測站點考慮了行政區(qū)和水功能區(qū)，水資源分區(qū)沒有考慮。

②折合水量是選取部分有代表性的參數(shù)進(jìn)行指數(shù)計算，達(dá)標(biāo)評價選取的全指標(biāo)評價。折合水量的評價方法是指數(shù)評價，達(dá)標(biāo)評價的評價方法是單一指數(shù)法。

由于以上2個原因造成了折合水量的結(jié)論和水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評價結(jié)論存在一定的差別，但這種差別是允許的，因為二者不是一個概念?？傮w來說，以水資源四級區(qū)套縣（市、區(qū)）為基本單元，根據(jù)以水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)污染綜合指數(shù)計算折合水量的計算方法在目前的水質(zhì)評價中是可行的。

四、折合水量計算的總結(jié)分析

（1）首先要進(jìn)行四級水資源分區(qū)套縣級行政區(qū)的水資源量的計算，計算出每個分區(qū)的多年平均水資源量，計算時盡量采取長系列。

（2）水質(zhì)站點的布設(shè)與選取綜合考慮行政區(qū)、水功能區(qū)和水資源分區(qū)，布設(shè)要科學(xué)，要有代表性。

（3）評價參數(shù)的選取要有代表性，要綜合考慮本地區(qū)的地表水體污染特點。先計算每個站點、每個項目的指數(shù)；然后再加權(quán)，進(jìn)行年度評價；最后把站點分到水資源分區(qū)套縣級行政區(qū)里面■