區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及評價考核方法

費 丹

遼寧省河庫管理服務(wù)中心（遼寧省水文局）

0 引言

文章研究中選取上海市金山區(qū)河流，具有l(wèi) 953 條大小河道，具有秀州塘、胥浦塘、六里塘等骨干河道，為水功能Ⅲ類區(qū)，水功能Ⅳ類區(qū)包括紫石涇、黃姑塘、張涇河、龍泉港、紫石涇等。

1 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

1.1 優(yōu)化方法

監(jiān)測分析中運用數(shù)理統(tǒng)計分析方法，聚類分析屬于一種多元分析方法，運用中能夠?qū)悠返挠H疏關(guān)系運用數(shù)學的分析方法進行論證，從而進行客觀地分型劃類。聚類分析中同時也運用了幾何分析方式，在某種準則的運用之下借助于一定的工具，將空間中較近的點一些點進行聚類分析，同時運用距離、相似系數(shù)來表示不同點之間的接近程度。在區(qū)域水監(jiān)測中運用最為廣泛的是歐氏距離。

文章在監(jiān)測研究過程中運用K-均值聚類的分析工具研究選定的五個片區(qū)的監(jiān)測斷面，運用SPSS19.0統(tǒng)計分析軟件對收集到的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。

為了確保分析結(jié)果的精準性，在具體分析過程中要求對不同類別的監(jiān)測斷面均至少選擇一個進行監(jiān)測研究，研究中要求保留省界斷面與國控斷面，在同一個類型中針對相鄰具有顯著性關(guān)系的監(jiān)測斷面可監(jiān)測一個，環(huán)境監(jiān)測中要求做到環(huán)境管理與生態(tài)補償?shù)耐竭M行，盡量實現(xiàn)對一個斷面建立一套數(shù)據(jù)收集庫，便于對其進行專業(yè)性分析。地表水監(jiān)測斷面設(shè)置要求能夠滿足可行性、方便性以及代表性的原則。

2 區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

2.1 西部地區(qū)的監(jiān)測斷面優(yōu)化

面丈港入境斷面、七仙涇、秀州塘等為氮磷污染水體，有機物污染水體則為蒲澤塘、楓涇塘、黃良河，其中污染最為嚴重的是面丈港興塔斷面。結(jié)合實際的水體情況，運用測斷面優(yōu)化原則，建立7個監(jiān)測斷面，將蒲澤塘朱楓公路橋斷面、黃良河楓涇水廠兩個斷面取消。見表1與表2。

表1 聚類成員表

進行聚類分析，指標包括氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、五日生化需氧量、總磷等，氨氮指標中，聚類1 為2.86、聚類2 為2.29、聚類3為3.37。高錳酸鹽指數(shù)中，聚類1為6.58、聚類2為6.93、聚類3 為7.82。溶解氧中，聚類1 為3.67、聚類2 為2.78、聚類3 為2.29。五日生化需氧量中，聚類1 為3.93、聚類2 為5.18、聚類3 為6.01。總磷指標中，聚類1 為0.41、聚類2 為0.39、聚類3為0.53。

2.2 東部片區(qū)監(jiān)測斷面優(yōu)化分析

東面地區(qū)的區(qū)域環(huán)境分析中，水質(zhì)相對較好的為中運河朱行斷面，將龍泉港朱漕公路斷面取消，骨干河道龍泉港中的3個監(jiān)測斷面水質(zhì)無顯著性差異，將亭林出入境斷面、龍泉港山陽保留，滿足研究具有代表性的特征。將俞涇塘村級整治河道斷面取消，1 個村級河道監(jiān)測斷面水質(zhì)以及其他3 個區(qū)管河道監(jiān)測斷面質(zhì)量一般。見表2。

進行包括氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、五日生化需氧量、總磷等氨氮指標的聚類分析，聚類1 為1.10、聚類2 為1.95、聚類3為2.13。高錳酸鹽指數(shù)中，聚類1為5.18、聚類2為6.31、聚類3 為6.36。溶解氧中，聚類1 為2.96、聚類2 為2.96、聚類3 為2.96。五日生化需氧量中，聚類1為3.13、聚類2為4.33、聚類3為3.99?？偭字笜酥?，聚類1為0.32、聚類2為0.32、聚類3為0.40。

表2 聚類成員表

2.3 中部監(jiān)測斷面優(yōu)化

中部監(jiān)測斷面主要的水體為氨氮污染的水體，保留3個斷面，將呂朱公路斷面取消，骨干河道張涇河中的4 個斷面之間無顯著性差異。新張涇中的兩個斷面水體無顯著差異，將金石北路橋斷面取消，中運河松金公路橋和紫石涇中運河交匯口之間的斷面無顯著差異，將松金公路橋斷面取消。在監(jiān)測優(yōu)化中按照點位優(yōu)選原則，保留8個監(jiān)測斷面。

聚類成員主要包括紫石涇張堰水廠、紫石涇中運河、紫石涇亭林水廠、新紫石涇亭楓公路、張涇河金石北橋路、張涇河呂朱公路、張涇河亭楓公路、張涇河金衛(wèi)西門、張涇河金張公路等。

進行氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、五日生化需氧量、總磷等氨氮指標的聚類分析，聚類1為1.69、聚類2為2.06、聚類3為1.34。高錳酸鹽指數(shù)中，聚類1為6.77、聚類2為6.36、聚類3為5.84。溶解氧中，聚類1 為3.34、聚類2 為3.41、聚類3 為3.58。五日生化需氧量中，聚類1 為4.06、聚類2 為4.51、聚類3 為3.76?？偭字笜酥校垲?為0.35、聚類2為0.38、聚類3為0.27。

2.4 優(yōu)化后檢驗

研究過程中要求對斷面可信度進行有效驗證，將優(yōu)化后水質(zhì)狀況與優(yōu)化之前數(shù)據(jù)進行對比，選擇兩個片區(qū)中的兩個斷面，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，選擇高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、溶解氧、氨氮、五日生化需氧量、總磷五個元素，運用SPSS軟件對這五個污染元素中的污染物濃度均值進行F 檢驗和f 檢驗，見表3。

表3 斷面優(yōu)化后檢驗結(jié)果表

通過對數(shù)據(jù)進行分析t檢驗與F檢驗?zāi)軌蚩纯吹綄嗝孢M行優(yōu)化之后得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)與原監(jiān)測數(shù)據(jù)之間無顯著性差異，通過這一分析結(jié)果可知，可以運用優(yōu)化之后的數(shù)據(jù)代替原監(jiān)測數(shù)據(jù)，由此可以實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。

3 評價考考核方法

目前在區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測中主要運用質(zhì)量目標責任制考核方式，按照行政區(qū)劃進行斷面監(jiān)測，但是主要是從行政區(qū)劃層面上進行考核，沒有充分考慮到斷面的流域性，對區(qū)域水系層面的影響考慮不足。中國南方地區(qū)具有大量的水系，水網(wǎng)密布，因此要求建立綜合評價考核指標，用以實現(xiàn)對區(qū)域水環(huán)境的有效評價，達到對區(qū)域水環(huán)境的有效改善目標。

在對區(qū)域水環(huán)境綜合評價方式中包括骨干河道與鄉(xiāng)村河道水環(huán)境綜合評價考核指數(shù)兩個指數(shù)。見表4。

表4 區(qū)域水環(huán)境指標構(gòu)成及權(quán)重系數(shù)表

流域水環(huán)境質(zhì)量狀況，以此對斷面情況進行綜合性考核。在考核中包含了多個考核單元，能夠?qū)^(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的整體情況進行綜合性評價，以此改善區(qū)域水環(huán)境，因此設(shè)置60.00%的權(quán)重系數(shù)。鄉(xiāng)村河道考核評價指標能夠?qū)︵l(xiāng)村小河流的水質(zhì)情況進行考核，直接影響到周圍居民的生活環(huán)境，對水質(zhì)改善起到了良好效果，因此設(shè)置40.00%的權(quán)重系數(shù)。

4 結(jié)語

文章研究中選擇氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、五日生化需氧量、總磷5項常規(guī)監(jiān)測指標，將研究區(qū)劃劃分為五大片區(qū)，運用聚類分析方法分析，通過F 檢驗和t 檢驗可見與檢驗之前相比無顯著性差異。區(qū)域水環(huán)境綜合評價考核指標建立了干河道、鄉(xiāng)村河道的兩級評價指標，并為其設(shè)置不同的權(quán)重。運用區(qū)域水環(huán)境綜合評價考核指標評價方式建立了全面、客觀的評價方式與評價體系，能夠?qū)^(qū)域水環(huán)境質(zhì)量進行綜合性考量，以此促進區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量提升，促進水污染防治，改善區(qū)域水質(zhì)環(huán)境。