行政區(qū)域間地表水月度水質(zhì)考核成績(jī)模型建立與應(yīng)用

蔣祖斌，黃銀春，梁時(shí)軍，袁 姁

（1.南充市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，四川 南充 637000；2.南充市環(huán)境工程評(píng)估中心，四川 南充 637000）

1 建立縣域地表水水質(zhì)考核成績(jī)模型的必要性

水是生命的源泉、發(fā)展的命脈、生態(tài)的根基，是人類生存發(fā)展不可或缺的基礎(chǔ)性資源。2016年12月中共中央國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于全面推行河長(zhǎng)制的意見》[1]。污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)中的碧水保衛(wèi)戰(zhàn)，目的是既要保住優(yōu)良水質(zhì)且穩(wěn)中向好，又要在不長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)消除不達(dá)標(biāo)水質(zhì)。

全國(guó)地表水中，江河支流水質(zhì)達(dá)標(biāo)率普遍低于其下游干流。生態(tài)環(huán)境部全國(guó)地表水水質(zhì)月報(bào)顯示，2019年2月，淮河水系66條支流101個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，Ⅳ類水質(zhì)斷面占32.7%，Ⅴ類占5.9%，劣Ⅵ類占7.9%，合計(jì)不達(dá)標(biāo)水質(zhì)斷面占46.5%；而淮河干流10個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中，不達(dá)標(biāo)者占20%且為Ⅳ類水質(zhì)。海河水系，80條支流116個(gè)斷面中，Ⅳ類水質(zhì)斷面占25.0%，Ⅴ類占15.5%，劣Ⅵ類占16.4%，合計(jì)不達(dá)標(biāo)水質(zhì)斷面占56.9%；而海河干流水質(zhì)全部達(dá)標(biāo)[2]。

全國(guó)江河支流，多數(shù)位于多個(gè)或一個(gè)縣級(jí)行政區(qū)管轄區(qū)域（下稱縣域）內(nèi)。目前，將水質(zhì)達(dá)標(biāo)任務(wù)分解落實(shí)到縣級(jí)行政區(qū)，以“行政問責(zé)+經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償”雙管齊下的強(qiáng)力手段力促地方當(dāng)局切實(shí)努力治污，是力爭(zhēng)較短時(shí)期內(nèi)達(dá)成地表水水質(zhì)達(dá)標(biāo)目標(biāo)的有效方式。全國(guó)范圍對(duì)縣域地表水水質(zhì)優(yōu)劣的評(píng)判、考核、排名、公告及其對(duì)污染防治引領(lǐng)指導(dǎo)等工作已普遍開展起來。

對(duì)單個(gè)河流斷面（或湖庫(kù)點(diǎn)位，下同）的地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，有最差因子指數(shù)判別法、水質(zhì)綜合指數(shù)法[3]、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)法[4]、模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法[5]、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[6]和21項(xiàng)指標(biāo)單項(xiàng)污染指數(shù)加和法[7]等；對(duì)縣域或其它分類（如流域、片區(qū)等）的多個(gè)斷面的水質(zhì)評(píng)判與排名，有斷面達(dá)標(biāo)率法、21項(xiàng)指標(biāo)單項(xiàng)污染指數(shù)加和值的平均值排序法。當(dāng)前我國(guó)西部地區(qū)和縣域的水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力滯后[8]，不少縣域在人力、設(shè)備和經(jīng)費(fèi)上若干年內(nèi)都無法滿足GB 3838-2002表1中21項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)需求[9]，現(xiàn)有水質(zhì)評(píng)價(jià)方法中還沒有適合當(dāng)前眾多縣域在極其有限的監(jiān)測(cè)能力條件下經(jīng)適度監(jiān)測(cè)就能對(duì)縣域水質(zhì)給出成績(jī)的方法。本文利用西部川、渝、云、貴、陜、甘、青7省市連續(xù)25個(gè)月2809組21項(xiàng)指標(biāo)的58989個(gè)地表水水質(zhì)實(shí)測(cè)值建立一套僅需測(cè)定少量關(guān)鍵指標(biāo)就能對(duì)水質(zhì)進(jìn)行合理評(píng)判、考核和排名的模型。該數(shù)據(jù)來源為國(guó)家地表水采測(cè)分離系統(tǒng)每月反饋表。

2 縣域地表水水質(zhì)評(píng)判排名模型建立

2.1 縣域地表水水質(zhì)成績(jī)模型基礎(chǔ)

2.1.1 單項(xiàng)水質(zhì)污染指數(shù)[10-11]

由于地表水不同水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)值的數(shù)量級(jí)不同，如汞為0.0001～0.00011 mg/L（2018年1月西部7省采測(cè)分離數(shù)據(jù)），CODCr卻為4～349mg/L（2019年2月南充市小流域某斷面監(jiān)測(cè)值），故需將研究指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，即測(cè)值換算為單項(xiàng)污染指數(shù)，才便于后續(xù)分析。單項(xiàng)指標(biāo)水質(zhì)污染指數(shù)計(jì)算方法為：

式中：Pi—某水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面某水質(zhì)指標(biāo)的污染指數(shù)；Ci—某水質(zhì)斷面某水質(zhì)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值；C0—地表水某水質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)限值，除特別要求的部分江河干流執(zhí)行Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)外均執(zhí)行Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。

21項(xiàng)指標(biāo)Pi的最大值稱為PmaxA。

pH值和DO的污染指數(shù)則按以下方法計(jì)算：

pH值污染指數(shù)：

式中：Pi—某水質(zhì)斷面的pH值污染指數(shù)；CpH—某水質(zhì)斷面的pH實(shí)測(cè)值。

DO污染指數(shù)：

式中：Pi—某水質(zhì)斷面的溶解氧污染指數(shù)；CDO0—某水質(zhì)斷面應(yīng)執(zhí)行的地表水溶解氧標(biāo)準(zhǔn)限值；CDOi—某水質(zhì)斷面的溶解氧實(shí)測(cè)值。

計(jì)算Pi時(shí)須注意湖庫(kù)總磷的標(biāo)準(zhǔn)限值與河流的不同，在電子表格上均顯示兩位小數(shù)，超標(biāo)是指污染指數(shù)Pi＞1.00情況。

2.1.2 地表水水質(zhì)指標(biāo)分類和水質(zhì)分類

全國(guó)地表水國(guó)家考核數(shù)據(jù)來源于每月一次按照國(guó)標(biāo)方法或環(huán)境部門標(biāo)準(zhǔn)開展的對(duì)《GB 3838-2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》表1項(xiàng)目的手工傳統(tǒng)方法監(jiān)測(cè)，考核指標(biāo)為表1中21項(xiàng)。為研究方便，特做以下分類。

表1 西部7省市17項(xiàng)其它指標(biāo)測(cè)定值及超標(biāo)率表

常見指標(biāo)：總磷（TP）、氨氮（NH3-N）、化學(xué)需氧量（CODCr）及高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）4項(xiàng)，是地表水的最常見超標(biāo)指標(biāo)，令其單項(xiàng)污染指數(shù)分別為PPi、PNi、PCi、PMi；

其它指標(biāo)：銅（Cu）、鋅（Zn）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（TAs）、硒（TSe）、汞（THg）、六價(jià)鉻（Cr6+）、氰化物（CN－）、揮發(fā)酚（VP）、硫化物（S2－）、氟化物（F－）、石油類（Oils）、陰離子表面活性劑（LAS）、五日生化需氧量（BOD5）、pH值、DO共17項(xiàng)，是不超標(biāo)或較少超標(biāo)的指標(biāo)。

本文將水質(zhì)分類為：達(dá)標(biāo)水質(zhì)，指PmaxA≤1.00的斷面水質(zhì)；污染水質(zhì)，指1.00＜PmaxA≤2.00的斷面水質(zhì)；惡劣水質(zhì)，指PmaxA＞2.00的斷面水質(zhì)[11]。

2.2 縣域地表水月度水質(zhì)考核成績(jī)模型

2.2.1 建模思路與數(shù)據(jù)特征分析

建模思路：對(duì)大批量實(shí)測(cè)值進(jìn)行特征分析，根據(jù)實(shí)測(cè)值Pi值分段，設(shè)計(jì)分段的上、下限對(duì)應(yīng)的類似高考成績(jī)的分?jǐn)?shù)值，以分?jǐn)?shù)值為因變量，以重點(diǎn)Pi或其數(shù)學(xué)函數(shù)值為自變量，即能得到模型。

數(shù)據(jù)特征分析：令21項(xiàng)指標(biāo)Pi加和值為ΣPi(21)。觀察21項(xiàng)指標(biāo)中各Pi，4項(xiàng)常見指標(biāo)測(cè)值最富于變化，隨著斷面PmaxA和ΣPi(21)的升高而升高，絕大多數(shù)斷面常見指標(biāo)的Pi交替成為PmaxA；17項(xiàng)其它指標(biāo)中BOD5有一定變化，其Pi成為PmaxA者比常見指標(biāo)的比例低，但在17項(xiàng)其它指標(biāo)中最高。剩余16項(xiàng)指標(biāo)測(cè)值變化幅度小，且不隨斷面PmaxA的升高而升高，具體特征為：

pH值只在7組測(cè)值中超標(biāo)，在2809組測(cè)值中頻率為2.5‰，且在Ⅰ類水質(zhì)斷面還常成為PmaxA，成為干擾ΣPi(21)大小的因素者； F-都有檢出、超標(biāo)頻率2.5‰，石油類部分有檢出、超標(biāo)頻率4.6‰，LAS少部分有檢出、超標(biāo)頻率3.2‰，三者只在極個(gè)別Ⅳ、Ⅴ及劣Ⅴ類水質(zhì)斷面中成為PmaxA，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類水質(zhì)斷面中變化無增減特征，此3項(xiàng)指標(biāo)和pH值只要達(dá)到Ⅲ類也就達(dá)Ⅰ類，在達(dá)標(biāo)水質(zhì)中其Pi不僅無類別影響而且干擾ΣPi(21)的大??；Cu、Zn、Pb、Cd、TAs、TSe、THg、Cr6+、 CN-、VP、S2-共11項(xiàng)指標(biāo)則要么未檢出要么略高于檢出限，距Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值遠(yuǎn)，Pi均很低，均不成為斷面PmaxA。

對(duì)應(yīng)“碧水保衛(wèi)戰(zhàn)”兩大目的，表1列出21項(xiàng)指標(biāo)全部實(shí)測(cè)值的優(yōu)等水質(zhì)率和超標(biāo)率，可見4項(xiàng)常見指標(biāo)是關(guān)鍵指標(biāo)；同時(shí)說明，4項(xiàng)常見指標(biāo)Pi是隨水質(zhì)類別變化而同向變化最顯著的，17項(xiàng)其它指標(biāo)的15項(xiàng)Pi基本不隨水質(zhì)類別變化而變化，BOD5和DO則介于變化最顯著與基本不變化之間。以ΣPi(21)為因變量，以21項(xiàng)指標(biāo)Pi為自變量，對(duì)2809組數(shù)據(jù)進(jìn)行SPSS逐步回歸，只取3個(gè)自變量的模型為ΣPi(21)＝1.86+1.48PNi+1.23PPi+2.25PCi，其R2＝0.904、估計(jì)值的標(biāo)準(zhǔn)誤差0.64夠低、標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)分別為0.47、0.44和0.36，顯示模型中3個(gè)自變量作用依次排第1、第2和第3，t值分別為73、69、56，模型F＝8848，表明模型及其變量均具顯著性，證明斷面水質(zhì)是由少量指標(biāo)控制的。但該模型常量和非標(biāo)系數(shù)低，散點(diǎn)圖線性差，水質(zhì)優(yōu)劣表征度不佳，也難直觀明了地表達(dá)斷面水質(zhì)考核成績(jī)。

比較結(jié)論：要提高優(yōu)等水質(zhì)率，重點(diǎn)依次是要提高TP、CODCr、NH3-N和CODMn的比例；要降低超標(biāo)率，重點(diǎn)依次是要降低TP、CODCr、NH3-N和CODMn的超標(biāo)率。

表中pH超標(biāo)值來自于某油田城市小流域斷面。從表1可見，TP和NH3-N各是P、N的代表性污染指標(biāo)，也是表征水質(zhì)優(yōu)劣作用兩項(xiàng)重點(diǎn)指標(biāo)，而CODMn是地表水傳統(tǒng)的關(guān)鍵代表性指標(biāo)，因此令PMi、PNi和PPi分別為CODMn、NH3-N、TP的Pi值，另以PmaxE代表CODMn、NH3-N、TP三項(xiàng)指標(biāo)以外的CODCr、BOD5等指標(biāo)Pi的最大值，只控制PmaxE和CODMn、NH3-N、TP這4項(xiàng)，既能有效表征水質(zhì)的變化情況，也能有效推進(jìn)“碧水保衛(wèi)戰(zhàn)”，故將此4項(xiàng)稱為4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)。將實(shí)測(cè)值按PmaxA分為達(dá)標(biāo)、污染和惡劣水質(zhì)3段，ΣPi(21)對(duì)PmaxE、CODMn、NH3-N和TP散點(diǎn)圖線性顯著增強(qiáng)，同時(shí)通過對(duì)4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)Pi取自然對(duì)數(shù)，可使回歸模型的系數(shù)和常量更顯著。各水質(zhì)段邊界的理論設(shè)定分值見表2（錄自僅顯示兩位小數(shù)的電子表格），類似高考成績(jī)的分?jǐn)?shù)設(shè)定方式的目的是方便管理者、各級(jí)河長(zhǎng)和公眾理解，故模型名為水質(zhì)考核成績(jī)模型。本模型以縣域?yàn)榻?duì)象，適用范圍可推及鎮(zhèn)域和省域。

表2 縣域水質(zhì)PmaxE和4項(xiàng)常見指標(biāo)Pi及水質(zhì)成績(jī)分值設(shè)定表

2.2.2 地表水月度水質(zhì)考核成績(jī)模型

達(dá)標(biāo)水質(zhì)段，750分時(shí)lnPmaxE+lnPMi+lnPNi+lnPPi＝-13.55，450分時(shí)lnPmaxE+lnPMi+lnPNi+lnPPi＝0.00，因Pi≤1.00的lnPi≤0.00，故該段4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)對(duì)數(shù)之和ΣlnPi≤0.00，該水質(zhì)段內(nèi)任一斷面分值應(yīng)為：

450-22 （lnPmaxE+lnPMi+lnPNi+lnPPi）＝450-22ln（PmaxE*PMi*PNi*PPi），第1項(xiàng)450為截距、即達(dá)標(biāo)段起點(diǎn)，第2項(xiàng)-22來源于（750-450）/（-13.55-0.00）。

污染水質(zhì)段，449分時(shí)4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)對(duì)數(shù)之和ΣlnPi＝-11.24，150分時(shí)ΣlnPi＝2.77，Pi＞1.00致lnPi＞0.00，但其中又有眾多Pi≤1.00而致lnPi≤0.00者，該段4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)之和ΣlnPi在-11.24～2.77，此水質(zhì)段內(nèi)任一斷面分值應(yīng)為210-21（lnPmaxE+lnPMi+lnPNi+lnPPi）＝210-21ln（PmaxE*PMi*PNi*PPi），第2項(xiàng)-21來源于（449-150）/（-11.24-2.77），第1項(xiàng)210為截距、來源于150+21*2.77。

惡劣水質(zhì)段，149分時(shí)4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)對(duì)數(shù)之和ΣlnPi＝-10.54，1分時(shí)ΣlnPi＝13.01，Pi＞1.00致lnPi＞0.00，但其中又有Pi≤1.00而致lnPi≤0.00者，該段4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)之和ΣlnPi在-10.54～13.01，該水質(zhì)段內(nèi)任一斷面分值應(yīng)為83-6.3（lnPmaxE+lnPMi+lnPNi+lnPPi）＝83-6.3ln（PmaxE*PMi*PNi*PPi），第2項(xiàng)-6.3來源于（149-1）/（-10.54-13.01），第1項(xiàng)83為截距、來源于1+6.3*13.01。

將由以上3個(gè)水質(zhì)段分值公式計(jì)算的分值作為因變量，4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)Pi的自然對(duì)數(shù)值為自變量，對(duì)2398組達(dá)標(biāo)、324組污染和87組惡劣水質(zhì)4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)Pi對(duì)數(shù)進(jìn)行回歸，得表3模型。

表3 縣域地表水月度水質(zhì)考核成績(jī)模型及其檢驗(yàn)參數(shù)表

標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)顯示對(duì)ADY貢獻(xiàn)從大到小順序?yàn)镹H3-N、TP、CODMn和PmaxE的對(duì)應(yīng)項(xiàng)，回歸殘差直方圖呈標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，觀測(cè)累計(jì)概率圖兩側(cè)分布特征良好，回歸標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)測(cè)值均在±2.5之間。模型參數(shù)表明3個(gè)模型及其變量均具顯著性且有效。

2.2.3 月度水質(zhì)考核成績(jī)模型特點(diǎn)

（1）采用Pi值的指標(biāo)數(shù)量少，模型也簡(jiǎn)便易用，而效果優(yōu)于采用21項(xiàng)全部監(jiān)測(cè)指標(biāo)的Pi值加和法。此乃該模型最奇妙之處，即便只開展4項(xiàng)常見指標(biāo)的監(jiān)測(cè)也能達(dá)到效果；同時(shí)，這也為武漢、合肥、石家莊等地縣域?yàn)楸苊獬勘O(jiān)測(cè)工作量而每月只監(jiān)測(cè)4項(xiàng)常見指標(biāo)[12-13]提供了一條支撐依據(jù)。選測(cè)部分指標(biāo)時(shí)，應(yīng)包括特征污染物，納入比較斷面的監(jiān)測(cè)指標(biāo)趨同則評(píng)判和排名具備社會(huì)說服力。

（2）體現(xiàn)了我國(guó)目前地表水水質(zhì)4項(xiàng)常見指標(biāo)及此4項(xiàng)常見指標(biāo)之外考核行政區(qū)特征污染指標(biāo)的作用，超標(biāo)測(cè)值常常出現(xiàn)在此4項(xiàng)指標(biāo)及考核行政區(qū)的特征污染指標(biāo)之內(nèi)，其高低變化能反映在評(píng)判中；而至多17項(xiàng)其它指標(biāo)的變化，無論其是否導(dǎo)致水質(zhì)類別的改變，模型條件中PmaxA和模型中PmaxE既囊括了其信息，又能將各指標(biāo)中對(duì)指導(dǎo)治污不起決定性作用的一面拋棄。

（3）既能開展合理的同一斷面前后比較（包括但不限于同比—與上年度同月相比、環(huán)比—與上月相比）、斷面之間同期或不同期比較，還能進(jìn)行不同縣域之間同期或不同期的比較，其評(píng)判與排名精準(zhǔn)度高，能檢測(cè)出斷面的水質(zhì)改善程度，能甄別出水質(zhì)不僅未改善反而惡化者，也能找出不同縣域之間水質(zhì)改善進(jìn)展程度的差異，即便在部分縣域斷面數(shù)量不等的情況下也能客觀地進(jìn)行比較，不僅能消除以斷面達(dá)標(biāo)率進(jìn)行評(píng)判的弊端，而且能做到公正客觀。

（4）若某斷面某月水質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)，即便在其他斷面均達(dá)標(biāo)且縣域總體的斷面達(dá)標(biāo)率較高的情況下，該模型的評(píng)判值也不高，充分體現(xiàn)了偷排、漏排或不治污的問題嚴(yán)重性，從而真正起到評(píng)判、考核、排名與督促污染防治的作用。

（5）有此模型后可以放棄對(duì)每個(gè)斷面所屬水質(zhì)類別的逐個(gè)確定，達(dá)標(biāo)斷面水質(zhì)（Ⅲ類）的AXY一定≥450分，不達(dá)標(biāo)斷面水質(zhì)一定低于450分，納入大量未經(jīng)處理城鎮(zhèn)污水的徑流量小的河流斷面的水質(zhì)ADYi可低至1～10分。對(duì)達(dá)標(biāo)或污染水質(zhì)，分?jǐn)?shù)值與GB 3838-2002的水質(zhì)類別會(huì)有反錯(cuò)情形，但這正是對(duì)GB 3838-2002水質(zhì)類別硬性簡(jiǎn)單分級(jí)所存缺陷的補(bǔ)充，不影響排名合理性與治污指導(dǎo)作用。

（6）現(xiàn)行考核方式為達(dá)標(biāo)率比例法，是公告受考核的數(shù)個(gè)行政區(qū)各自有多少斷面水質(zhì)超標(biāo)，其中Ⅳ類水質(zhì)斷面多少個(gè)、占受考核斷面多少比例，Ⅴ類水質(zhì)多少個(gè)及占比多少，劣Ⅴ類水質(zhì)多少個(gè)及占比多少，某行政區(qū)總超標(biāo)斷面多少個(gè)與占比多少。現(xiàn)行考核方式對(duì)于均達(dá)標(biāo)的行政區(qū)之間無法分出優(yōu)與更優(yōu)，對(duì)均有部分?jǐn)嗝娉瑯?biāo)的行政區(qū)之間也無法分出劣與更劣，整體偏于定性。而所建模型計(jì)算的分值，可將這些方面全部加以區(qū)分、定量分出優(yōu)劣差異。類似表4之例，值得試用與推廣。

表4 9個(gè)縣（市、區(qū)）2018年9月61個(gè)水質(zhì)斷面監(jiān)測(cè)值與污染指數(shù)表

2.2.4 月度水質(zhì)考核成績(jī)模型應(yīng)用條件與范圍

（1）模型應(yīng)用時(shí)間跨度要求：手工監(jiān)測(cè)每月一輪次者，每月計(jì)算一次用于評(píng)判與排名，此為目前普遍實(shí)情；若每月監(jiān)測(cè)兩次或多次，則納入比較考核的各區(qū)、縣行政區(qū)域的各水質(zhì)斷面均測(cè)兩次或多次，且測(cè)試日期保持相同或靠近；一個(gè)斷面有兩個(gè)及以上點(diǎn)位者，以平均值作為斷面測(cè)定值；利用水質(zhì)自動(dòng)站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)者，在確保設(shè)備和方法具有可比性前提下，各行政區(qū)域間均采用自動(dòng)站數(shù)據(jù)，需將每次數(shù)據(jù)整理為每天數(shù)據(jù)，再整理為每月數(shù)據(jù)后再以模型計(jì)算一次（該模型也可用于計(jì)算斷面水質(zhì)每日成績(jī)）；縣域多個(gè)斷面或年度成績(jī)，采用算術(shù)平均值。

（2）監(jiān)測(cè)指標(biāo)要求：指標(biāo)項(xiàng)保持一致，且包含4項(xiàng)常見指標(biāo)和當(dāng)?shù)貢?huì)超標(biāo)的特征污染指標(biāo)。即納入比較考核的同級(jí)各區(qū)、縣，假設(shè)某個(gè)縣有水質(zhì)斷面石油類指標(biāo)常超標(biāo)，則納入比較考核的各區(qū)、縣的各水質(zhì)斷面均應(yīng)監(jiān)測(cè)石油類指標(biāo)，其余類推。為全面排查，可每年枯水期開展一輪地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838-2002）表1的21項(xiàng)指標(biāo)全面監(jiān)測(cè)，且各行政區(qū)之間監(jiān)測(cè)指標(biāo)與頻率一致。若某項(xiàng)指標(biāo)因故漏測(cè)缺值，從考評(píng)角度應(yīng)以年度內(nèi)已有測(cè)值最差者代替，因洪水或工程施工無法監(jiān)測(cè)時(shí)可以上月測(cè)值代替。

（3）模型既可用于各區(qū)、縣納入考核各河流斷面水質(zhì)整體比較，也可用于各區(qū)、縣納入考核各湖庫(kù)點(diǎn)位水質(zhì)整體比較，還可用于各區(qū)、縣納入考核各地表水（河流+湖庫(kù)）斷面點(diǎn)位水質(zhì)整體比較。

（4）模型既可用于某市域各區(qū)、縣之間地表水質(zhì)比較考核，也可用于某區(qū)、縣域內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道之間或某省域的各市、州之間的地表水水質(zhì)比較與考核。

3 水質(zhì)評(píng)判排名模型應(yīng)用實(shí)例與討論

3.1 模型應(yīng)用計(jì)算步驟

（1）在Excel表格中，水質(zhì)指標(biāo)按pH、F-、Oils、LAS、Cu、……、S2-、DO、BOD5、CODCr、CODMn、NH3-N和TP次序左右排列，斷面按上下排列，測(cè)值按河流與湖庫(kù)排序；對(duì)每個(gè)測(cè)值按地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值（湖庫(kù)總磷為0.05）計(jì)算Pi（顯示兩位小數(shù)）；再計(jì)算PmaxA并將PmaxA按升序排列。

（2）在PmaxA數(shù)據(jù)列前插入空白列并分別計(jì)算對(duì)應(yīng)PmaxA≤1.00與1.00＜PmaxA≤2.00及PmaxA＞2.00的PmaxE。

（3）對(duì)達(dá)標(biāo)水質(zhì)、污染水質(zhì)和惡劣水質(zhì)分別采用公式計(jì)算ADYi，顯示一位小數(shù)，若需比較相同ADYi值者的差異，可將ADYi值增加一至多位小數(shù)，即可區(qū)分高低差異。

（4）由每個(gè)縣域的ADYi值即可獲得縣域的Axy分?jǐn)?shù)值，可進(jìn)行縣域或流域或片區(qū)的分?jǐn)?shù)值高低比較及排名。

3.2 模型在南充市9個(gè)縣（市、區(qū)）應(yīng)用舉例與討論

所設(shè)模型經(jīng)多分類數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，均顯示出良好的合理性。表4為南充市9個(gè)縣（市、區(qū)）62個(gè)水質(zhì)斷面單月4項(xiàng)常見指標(biāo)監(jiān)測(cè)值及模型驗(yàn)證情況。該市每季度首月開展一次21項(xiàng)指標(biāo)監(jiān)測(cè)，其中17項(xiàng)其它指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。

由表4可見以下結(jié)果：

（1）斷面達(dá)標(biāo)率排名有3個(gè)縣并列第1，這便是以斷面達(dá)標(biāo)率排名的弊端，三個(gè)縣域水質(zhì)考核成績(jī)模型的排名結(jié)果仍為前三，但能對(duì)其做出誰優(yōu)誰次的明確區(qū)分，其中達(dá)Ⅱ類斷面高的縣域排名在前。

（2）斷面達(dá)標(biāo)率排名依次從第4到第9的縣域，水質(zhì)評(píng)判值排名結(jié)果卻不一致，這和各縣域未達(dá)標(biāo)斷面的比例及其具體測(cè)值高低有關(guān)，過劣的水質(zhì)對(duì)整個(gè)縣域的水質(zhì)影響最大，PA縣出現(xiàn)了2次劣Ⅴ類水質(zhì)，導(dǎo)致總體排名為最末位的第9名；而斷面達(dá)標(biāo)率排名第9的最末的XC縣，按ADY分值卻能排名第8，因其沒有出現(xiàn)劣Ⅴ類水質(zhì)，說明ADY分值是恰當(dāng)?shù)摹?/p>

（3）ADY分值均為384的兩個(gè)縣，增加一位小數(shù)也能區(qū)分和排名。從9個(gè)縣域排名與及斷面水質(zhì)類別分布及每一斷面水質(zhì)狀況與分值看，斷面和縣域水質(zhì)成績(jī)都是恰當(dāng)?shù)?，排名有效而可靠。由于理論設(shè)定分值已經(jīng)界定分值段和最極端水質(zhì)狀況，且模型檢驗(yàn)具有顯著性，因此模型是可靠的。

4 結(jié)論

（1）目前還沒有適應(yīng)若干年內(nèi)監(jiān)測(cè)能力極其有限的縣級(jí)等行政區(qū)管轄區(qū)域內(nèi)地表水水質(zhì)的評(píng)判考核排名模型，本文建立的縣域單斷面月度水質(zhì)模型和縣域月度水質(zhì)模型，在開展“碧水保衛(wèi)戰(zhàn)”期間是適用和較為可靠的。

（2）科學(xué)的縣域水質(zhì)評(píng)判排名方法是推動(dòng)“碧水保衛(wèi)戰(zhàn)”的重要基礎(chǔ)性方法，適應(yīng)當(dāng)前眾多監(jiān)測(cè)能力極其有限的縣域水質(zhì)評(píng)判排名方法，更是該戰(zhàn)役所必須和急需的。