基于不同評價方法的莊河流域水質(zhì)分析

白玲暉，劉 暢

(遼寧師范大學 地理科學學院，遼寧 大連 116029)

1 引言

地表水水質(zhì)監(jiān)測分析是了解水資源水質(zhì)情況的重要前提，同時也是水資源等級評定的重要手段。

環(huán)境質(zhì)量評價結(jié)果的可靠程度一方面取決于監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，另一方面依賴于科學的評價方法，包括技術(shù)的選擇。不同的水質(zhì)評價方法所關(guān)注的側(cè)重點不一樣，結(jié)果也就有所差別。到目前為止，國外和國內(nèi)出現(xiàn)了很多不同的水質(zhì)評價方法，主要有單因子評價法，綜合污染指數(shù)法，灰色關(guān)聯(lián)法，主成分分析法以及人工經(jīng)神網(wǎng)絡(luò)評價法等。根據(jù)評價標準的不同主要分為單指標評價法和多指標評價方法，單指標評價方法評價單一，計算簡單容易“一刀切”所以也具有一定的局限性；而多指標的綜合評價因為考慮不同指標對水質(zhì)評價的不同影響，所以評價更為客觀。

2 研究區(qū)概況

莊河位于遼寧省大連市東北部，是大連水系發(fā)達的六大河流之一。莊河地處遼東半島東側(cè)南部，大連市東北部，地理坐標為東經(jīng)122°29′～123°31′，北緯39°25′～40°12′，東近丹東與東港市接壤，西以碧流河與普蘭店區(qū)為鄰，北依群山與營口市的蓋州、鞍山市的岫巖滿族自治縣相連，南瀕黃海與長?？h隔海相望。莊河市全境總面積為6968 km2，其中陸地面積4073 km2，自然海岸線長285 km。莊河市總?cè)丝跒?8.6335萬人(圖1)。

3 研究方法

3.1 單因子評價法

單因子評價法，也叫單因子污染指數(shù)法，是我國標準規(guī)定的地表水質(zhì)評價方法。將各斷面監(jiān)測出來的指標濃度與《國家地表水環(huán)境質(zhì)量標準》進行對比，最后將指標最差的所屬水質(zhì)類別作為該水質(zhì)的水質(zhì)類別。該評價方法作為最基礎(chǔ)的水質(zhì)評價方法，在我國的應用最為廣泛。其公式為:

(1)

式(1)中，Pi為該指標的污染指數(shù)，Ci為該指標實測濃度，C0為《國家地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中該第Ⅲ類水的標準值。

圖1 莊河市水系分布

3.2 綜合污染指數(shù)分析法

綜合污染指數(shù)法是基于單因子污染指數(shù)進行分析的，用每個指標計算出來的污染指數(shù)來進行一定的數(shù)學運算得到該水質(zhì)的綜合污染指數(shù)。因為運算方法的不同，所以綜合評價法的形式也有很多。選取較為常見的計算算術(shù)平均值得方法來確定其綜合污染指數(shù)的方法，其公式為：

(2)

式(2)中，P代表該水質(zhì)的綜合污染水質(zhì)，Pi代表某一指標在單因子法分析中的污染指數(shù)。

4 研究結(jié)果與分析

4.1 單因子指數(shù)法分析

單因子評價法就是用最差的單項指標所屬類別來確定水體綜合水質(zhì)類別，即用水體各評價因子的監(jiān)測結(jié)果對照該項目的分類標準，確定其水質(zhì)類別。根據(jù)計算公式，對莊河的1個監(jiān)測斷面的7個監(jiān)測指標進行測算，得出結(jié)果見表1。根據(jù)單因子指數(shù)分析的方法可以得知，莊河2～12月份的水質(zhì)均評價為劣Ⅴ類，其中最為主要的原因是莊河水質(zhì)評價中總氮含量的嚴重超標?？v向?qū)Ρ葋砜?，在計算出的單因子指?shù)中，除了6月份以外，其余月份的單因子指數(shù)均為總氮最高。6月份單因子指數(shù)最高值為總磷，水質(zhì)級別也為劣Ⅴ(表2)。

表1 綜合污染指數(shù)評價分級

表2 單因子法評價結(jié)果

4.2 綜合污染指數(shù)法分析

根據(jù)綜合污染指數(shù)法計算結(jié)果如表3所示，2～7月和11、12月均屬于重污染，8，9，10月份屬于中度污染。其中3月份污染指數(shù)最大為1.68，表明3月份時期污染程度最高，8月份污染指數(shù)為0.77，表明8月份污染指數(shù)最小(表4)。

表3 單因子法計算結(jié)果

表4 綜合污染指數(shù)法計算結(jié)果

5 結(jié)論

(1)根據(jù)單因子法分析可得2～12月份莊河水質(zhì)均為劣Ⅴ類，說明莊河水資源污染較為嚴重。但是單因子評價法根據(jù)最差的指標評級結(jié)果對水質(zhì)進行評定較為絕對，不可完全作為參照。同時在檢測的七大指標中，總氮的污染指數(shù)最高，說明莊河附近生活污水的排放和養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對莊河水質(zhì)產(chǎn)生較大的影響。

(2)根據(jù)綜合污染指數(shù)分析法可得除8，9，10月份為中污染以外，其余月份也均為重度污染。這一結(jié)果與單因子評價法的結(jié)果較為相似性，具有一定的參考價值。但從分析來看，8，9，10月份污染程度得到一定緩解，可能是因為夏季莊河地區(qū)降雨量增大，河流流水更新循環(huán)速度快，對污染有一定的緩解作用。