地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)體系實(shí)用性探討
——以西藏拉魯濕地為例*

蘇思強(qiáng) 周會(huì)東 邵蓓 胡亞燕 杜建軍 王祝** 蘇淼淼

1.西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實(shí)驗(yàn)室；2.西藏自治區(qū)科技信息研究所，西藏 拉薩 850000

水資源是自然資源的重要組成部分，是所有生物結(jié)構(gòu)組成和生命活動(dòng)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)。水質(zhì)評(píng)價(jià)是水環(huán)境保護(hù)管理的重要依據(jù)，有效的水質(zhì)評(píng)價(jià)受測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和評(píng)價(jià)方法的科學(xué)性兩方面因素影響[1，2]。為此，許多學(xué)者在保證測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的前提下對(duì)水質(zhì)評(píng)價(jià)方法的實(shí)用性展開研究，尋求科學(xué)準(zhǔn)確的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法[3-7]。國內(nèi)外常用的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法主要有指數(shù)評(píng)價(jià)法[8-12]、灰色關(guān)聯(lián)度法[13]、模糊數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法[14]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)法[15]、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法[16]以及主成分分析法[17]等，其中以單因子指數(shù)法和改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法為代表的指數(shù)評(píng)價(jià)法因其數(shù)學(xué)模型簡潔、運(yùn)算過程簡便、物理概念清晰而得到最為廣泛的應(yīng)用。

水質(zhì)評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的過程，想要科學(xué)準(zhǔn)確地進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)，需要選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系以及科學(xué)合理的評(píng)價(jià)方法[6]。單因子指數(shù)法通過簡單的數(shù)學(xué)計(jì)算即可確定水體污染指標(biāo)及超標(biāo)倍數(shù)，但以最差指標(biāo)所屬類別來定義水體綜合水質(zhì)類別忽視了其他指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的影響，使評(píng)價(jià)結(jié)果不能客觀反映水體綜合水質(zhì)狀況。相比單因子指數(shù)法“最差規(guī)則”的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[6]，改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法考量了評(píng)價(jià)體系中所有指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的影響，更能體現(xiàn)綜合水質(zhì)狀況，具有數(shù)學(xué)模型簡潔，物理概念清晰，運(yùn)算過程簡便等特點(diǎn)[18]，廣泛應(yīng)用于河流、水庫、湖泊、濕地等地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)[18-23]。湯玉強(qiáng)[23]和王紫媛[24]等，通過改進(jìn)內(nèi)梅羅污染指數(shù)的算法提高內(nèi)梅羅指數(shù)法在地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)中的實(shí)用性，而針對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系在水質(zhì)評(píng)價(jià)中實(shí)用性的研究鮮見報(bào)道。

本文基于西藏拉魯濕地2022 年1 月（枯水期）和2022 年8 月（豐水期）水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法，建立了3種評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，通過與單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比，探討評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的易用性、準(zhǔn)確性及實(shí)用性。

1 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

1.1 單因子指數(shù)法

單因子指數(shù)法是將評(píng)價(jià)體系中某指標(biāo)的實(shí)測濃度值與該指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行比較，得到該指標(biāo)的污染指數(shù)Pi，通過污染指數(shù)Pi的大小確定單項(xiàng)指標(biāo)所屬類別（當(dāng)Pi＞1 時(shí)，表示該項(xiàng)指標(biāo)超標(biāo)，水體受到污染；當(dāng)時(shí)，表示該項(xiàng)指標(biāo)未超標(biāo)，水體未受到污染），以最差的水質(zhì)指標(biāo)所屬類別來定義水體綜合水質(zhì)類別。參考羅孝芹[8]、朱國宇[25]、杜娟娟[26]等對(duì)單因子指數(shù)Pi計(jì)算公式的描述，確定單因子指數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：Pi為參評(píng)因子i 的單因子指數(shù)；Ci為參評(píng)因子i 的實(shí)測濃度值，單位為mg/L；Si為參評(píng)因子i 的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值，單位為mg/L。

pH的單因子指數(shù)計(jì)算公式：

式中：PpH為pH 的單因子指數(shù)；pHi為樣品的pH實(shí)測值；pHsd、pHsh分別為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中pH 的下限、上限值。

DO的單因子指數(shù)計(jì)算公式：

式中：PDO為DO 的單因子指數(shù)；Of為某水溫、氣壓條件下的飽和溶解氧濃度，單位為mg/L，其計(jì)算公式為：Of=468/（36.1+T），T為水溫（℃）；CDO—溶解氧實(shí)測濃度值，單位為mg/L；SDO為溶解氧的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值，單位為mg/L。

1.2 改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法

相比單因子指數(shù)法以最差指標(biāo)所屬類別來定義綜合水質(zhì)類別，忽視其他指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的影響。改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法在傳統(tǒng)內(nèi)梅羅指數(shù)法基礎(chǔ)上，對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中單項(xiàng)污染指數(shù)最大的指標(biāo)和權(quán)重最大的指標(biāo)考量的同時(shí)，充分考慮評(píng)價(jià)體系中其他指標(biāo)對(duì)水體質(zhì)量的影響，使水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果更為客觀準(zhǔn)確。

1.2.1 單項(xiàng)污染指數(shù)的確定。單項(xiàng)污染指數(shù)的具體計(jì)算方法和單因子指數(shù)法相同，將某種指標(biāo)的實(shí)測濃度值與該指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行比較得出。根據(jù)GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》水域環(huán)境功能劃分，拉魯濕地屬國家自然保護(hù)區(qū)，以Ⅰ類水為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，各指標(biāo)實(shí)測濃度值分別與Ⅰ類水標(biāo)準(zhǔn)限值進(jìn)行比較。

1.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)。改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法是一種多因子綜合評(píng)價(jià)法，評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦權(quán)是綜合評(píng)價(jià)法中十分重要的環(huán)節(jié)，對(duì)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響不容忽視[3]。在各類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中，標(biāo)準(zhǔn)限值最大的指標(biāo)含量超標(biāo)對(duì)水質(zhì)影響能力相對(duì)最小，標(biāo)準(zhǔn)限值最小的指標(biāo)含量超標(biāo)對(duì)水質(zhì)影響相對(duì)最大[27]。各指標(biāo)對(duì)水質(zhì)評(píng)價(jià)的影響程度是通過權(quán)重來體現(xiàn)的，權(quán)重越大代表該指標(biāo)在水質(zhì)評(píng)價(jià)中的影響越大[5]。國內(nèi)外權(quán)重確定主要通過主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)兩大類方法實(shí)現(xiàn)，具體方法包括專家調(diào)查法、二項(xiàng)系數(shù)法、層次分析法、主成分分析法、直接給出法、比較矩陣法和環(huán)比評(píng)分法等[28]。本文參考關(guān)云鵬[27]和孫艷[29]等對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)賦權(quán)的描述，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算方法，具體計(jì)算見式（6）：

式中：ωi為參評(píng)因子i的權(quán)重值；Smax為n個(gè)參評(píng)因子中標(biāo)準(zhǔn)濃度的最大值；Si為參評(píng)因子i的標(biāo)準(zhǔn)限值。

1.2.3 內(nèi)梅羅污染指數(shù)的確定。參考湯玉強(qiáng)[23]和王紫媛[24]等對(duì)內(nèi)梅羅污染指數(shù)算法改進(jìn)的描述，確定內(nèi)梅羅污染指數(shù)算法，具體計(jì)算如下：

式中：Fj為第j號(hào)采樣點(diǎn)水樣改進(jìn)后的內(nèi)梅羅污染指數(shù)；Pi,max為單項(xiàng)污染指數(shù)最大值；Pω為最大權(quán)重參評(píng)因子的單項(xiàng)污染指數(shù)；Pωi為加權(quán)后的單項(xiàng)污染指數(shù)平均值。

1.2.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的確定。影響水質(zhì)評(píng)價(jià)的因素眾多且復(fù)雜，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇以及各指標(biāo)賦權(quán)的合理性，直接影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性[9]，選取不同的指標(biāo)作為評(píng)價(jià)體系，可能得到不同的評(píng)價(jià)結(jié)果。因此，如何選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系顯得尤為重要。權(quán)重計(jì)算針對(duì)的是評(píng)價(jià)體系內(nèi)的指標(biāo)，不同評(píng)價(jià)體系之間，由于選擇的指標(biāo)不同，各污染指標(biāo)的權(quán)重值將存在差異，權(quán)重最大的指標(biāo)也會(huì)有所改變，最終導(dǎo)致水質(zhì)等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)存在差異，影響水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果。為探討改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的實(shí)用性，本文建立了3種評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，分別包含了不同的污染指標(biāo)，對(duì)比水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，討論評(píng)價(jià)過程中存在的問題。

1.2.4.1 評(píng)價(jià)體系1。水質(zhì)評(píng)價(jià)主要目的是判斷水體是否存在污染并找出污染因子分析污染來源，為水環(huán)境保護(hù)與管理提供依據(jù)。考慮到水質(zhì)的影響因素主要來自污染指標(biāo)，僅將存在污染的指標(biāo)納入評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立評(píng)價(jià)體系1。

1.2.4.2 評(píng)價(jià)體系2。改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法不僅對(duì)所有污染指標(biāo)進(jìn)行考量，同時(shí)也考慮到不存在污染的指標(biāo)對(duì)水體質(zhì)量的貢獻(xiàn)，有實(shí)測值的指標(biāo)對(duì)水質(zhì)均存在影響。因此，為了使評(píng)價(jià)更能體現(xiàn)水質(zhì)綜合狀況，將有實(shí)測值的指標(biāo)均納入評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立評(píng)價(jià)體系2。

1.2.4.3 評(píng)價(jià)體系3。未檢出指標(biāo)即低于檢出限的指標(biāo)由于不存在污染，同樣對(duì)水體質(zhì)量有貢獻(xiàn)，區(qū)別在于有實(shí)測值的指標(biāo)單項(xiàng)污染指數(shù)不為零，未檢出的指標(biāo)單項(xiàng)污染指數(shù)以零計(jì)。GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》基本指標(biāo)包括24個(gè)項(xiàng)目，但是水溫、pH、糞大腸菌群3個(gè)指標(biāo)計(jì)量單位與其他指標(biāo)不一致無法進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，將除開這3個(gè)指標(biāo)的其他21個(gè)基本指標(biāo)全部納入評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，建立評(píng)價(jià)體系3。

2 研究區(qū)域

2.1 研究區(qū)域概況

西藏拉魯濕地位于拉薩市西北角，地理坐標(biāo)為91°03′41″E～91°06′48″E，29°39′25″N～29°42′08″N，平均海拔3645m，是世界上海拔最高、面積最大的城市天然濕地。本文基于拉魯濕地2022 年1 月（枯水期）和2022 年8 月（豐水期）水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別采用單因子指數(shù)法和改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法3種評(píng)價(jià)體系對(duì)拉魯濕地不同時(shí)期各監(jiān)測點(diǎn)綜合水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，監(jiān)測點(diǎn)包含濕地2個(gè)入水口S1和S2、1個(gè)濕地內(nèi)水S3、2個(gè)出水口S4和S5，具體監(jiān)測點(diǎn)分布見圖1。

圖1 拉魯濕地水質(zhì)監(jiān)測點(diǎn)分布

2.2 水樣的測定

分別于2022年1月（枯水期）和2022年8月（豐水期）進(jìn)行采樣，采用便攜式水質(zhì)分析儀（哈納HI98194，意大利）對(duì)各采樣點(diǎn)的水溫、pH 值、溶解氧進(jìn)行現(xiàn)場測定，每個(gè)采樣點(diǎn)采集水樣3 L，送往實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測，檢測項(xiàng)目及檢測方法見表1。

表1 檢測項(xiàng)目及檢測方法

3 結(jié)果與討論

3.1 單因子指數(shù)法水質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)GB 3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》水域環(huán)境功能類別劃分，西藏拉魯濕地屬于國家自然保護(hù)區(qū)，以Ⅰ類水為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)式（1）至式（5）分別計(jì)算枯水期、豐水期各水質(zhì)指標(biāo)單因子污染指數(shù)，各指標(biāo)的測試值、單因子指數(shù)Pi及分類評(píng)價(jià)分類見表2、表3。

表2 枯水期各水質(zhì)指標(biāo)含量、污染指數(shù)及評(píng)價(jià) 測試值：mg/L

表3 豐水期各水質(zhì)指標(biāo)含量、污染指數(shù)及評(píng)價(jià) 測試值：mg/L

3.1.1 枯水期水質(zhì)評(píng)價(jià)。由表2 可知，枯水期拉魯濕地各監(jiān)測點(diǎn)pH、CODMn、CODCr、BOD5、Cu、Zn、F-、Se、As、Hg、Cd、Cr6+、Pb、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群等19 個(gè)指標(biāo)的Pi值均小于1，不存在污染，單項(xiàng)指標(biāo)均符合地表水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；DO、NH3-N、TP 和TN4 個(gè)指標(biāo)存在不同程度的污染，含量分別達(dá)到5.29～9.51、0.054～0.34、0.00～0.073、0.74～2.44 mg/L。單因子指數(shù)法表明，枯水期拉魯濕地5 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)水體均存在不同程度污染，水質(zhì)類別介于III 類到劣V 類，其中最好水質(zhì)在S5 監(jiān)測點(diǎn)，符合地表水III 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，S2 監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)符合Ⅳ類水，S3、S4兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)均僅達(dá)到Ⅴ類水，S1監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)甚至達(dá)不到Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2 豐水期水質(zhì)評(píng)價(jià)。由表3 可知，豐水期拉魯濕地各監(jiān)測點(diǎn)pH、CODMn、CODCr、BOD5、NH3-N、Cu、Zn、F-、Se、As、Hg、Cd、Cr6+、Pb、氰化物、揮發(fā)酚、陰離子表面活性劑、硫化物、糞大腸菌群等19 個(gè)指標(biāo)的Pi值均小于1，不存在污染，單項(xiàng)指標(biāo)均符合地表水Ⅰ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。DO、TP、TN 和石油類4個(gè)指標(biāo)存在不同程度的污染，含量分別達(dá)到0.26～6.80、0.00～0.042、0.25～1.58、0.15～0.19 mg/L。單因子指數(shù)法表明，豐水期拉魯濕地5 個(gè)監(jiān)測點(diǎn)水體均存在不同程度污染，水質(zhì)類別介于IV 類到劣V 類，S2、S3 兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)符合IV類水，S1、S4兩個(gè)監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)僅達(dá)到Ⅴ類水，S5監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)甚至達(dá)不到Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法水質(zhì)評(píng)價(jià)

3.2.1 評(píng)價(jià)體系1各指標(biāo)權(quán)重值確定。根據(jù)表2、表3各指標(biāo)測試值，拉魯濕地存在污染的指標(biāo)為DO、NH3-N、TP、TN 以及石油類，將這5 個(gè)指標(biāo)建立為評(píng)價(jià)體系1，通過式（6）計(jì)算各指標(biāo)在不同水質(zhì)類別中的權(quán)重值ωi，具體結(jié)果見表4。由表4 可知，在評(píng)價(jià)體系1 中Ⅰ類、Ⅳ類、Ⅴ類水權(quán)重最大的指標(biāo)為TP，Ⅱ類和Ⅲ類水權(quán)重最大的指標(biāo)為石油類，權(quán)重最小的指標(biāo)均為DO。說明在該評(píng)價(jià)體系下，TP和石油類在水質(zhì)評(píng)價(jià)中的影響最大，DO的影響最小。

表4 評(píng)價(jià)體系1各指標(biāo)污染權(quán)重

3.2.2 評(píng)價(jià)體系2各指標(biāo)權(quán)重值確定。根據(jù)表2、表3各指標(biāo)測試值，拉魯濕地各監(jiān)測點(diǎn)DO、CODMn、CODCr、BOD5、NH3-N、TP、TN、Cu、Zn、F-、As、Cd、Pb、石油類14個(gè)指標(biāo)有實(shí)測值，將這14 個(gè)指標(biāo)建立為評(píng)價(jià)體系2，通過式（6）計(jì)算各指標(biāo)在不同水質(zhì)類別中的權(quán)重值ωi，具體結(jié)果見表5。由表5 可知，在評(píng)價(jià)體系2 中權(quán)重最大的指標(biāo)為Cd，權(quán)重最小的指標(biāo)為CODCr。說明在該評(píng)價(jià)體系下，Cd在水質(zhì)評(píng)價(jià)中的影響最大，CODCr的影響最小。

表5 評(píng)價(jià)體系2各指標(biāo)污染權(quán)重

3.2.3 評(píng)價(jià)體系3各指標(biāo)權(quán)重值確定。根據(jù)表2、表3各指標(biāo)測試值，拉魯濕地各監(jiān)測點(diǎn)Se、Hg、Cr6+、氰化物、揮發(fā)酚、陰離子表面活性劑、硫化物等7 個(gè)指標(biāo)均未檢出，與評(píng)價(jià)體系2中有實(shí)測值的14個(gè)指標(biāo)一起建立為評(píng)價(jià)體系3，通過式（6）計(jì)算各指標(biāo)在不同水質(zhì)類別中的權(quán)重值ωi，具體結(jié)果見表6。由表6 可知，在評(píng)價(jià)體系3中權(quán)重最大的指標(biāo)為Hg，權(quán)重最小的指標(biāo)為CODCr。說明在該評(píng)價(jià)體系下，Hg 在水質(zhì)評(píng)價(jià)中的影響最大，CODCr的影響最小。

表6 評(píng)價(jià)體系3各指標(biāo)污染權(quán)重

3.2.4 各評(píng)價(jià)體系污染等級(jí)的劃分。參考湯玉強(qiáng)[23]和關(guān)云鵬[27]對(duì)各類污染等級(jí)劃分的描述，根據(jù)式（7）、式（8）計(jì)算出各評(píng)價(jià)體系中不同水質(zhì)類別內(nèi)梅羅污染指數(shù)法臨界值，并以此進(jìn)行污染等級(jí)劃分，具體結(jié)果見表7。由表7 可知，不同的評(píng)價(jià)體系，由于考量的指標(biāo)多少不同，使各指標(biāo)污染權(quán)重存在差異，污染等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)亦不相同。評(píng)價(jià)體系1由于僅考量存在污染的指標(biāo)，間接導(dǎo)致評(píng)價(jià)體系中各污染指標(biāo)權(quán)重值相對(duì)增大，最終導(dǎo)致內(nèi)梅羅污染指數(shù)臨界值增大，當(dāng)水質(zhì)污染嚴(yán)重時(shí)污染等級(jí)劃分范圍拓寬，使評(píng)價(jià)結(jié)果將存在過保護(hù)現(xiàn)象；評(píng)價(jià)體系3由于考量的指標(biāo)太多，雖然評(píng)價(jià)體系中各污染指標(biāo)權(quán)重值相對(duì)減小，但最終導(dǎo)致內(nèi)梅羅污染指數(shù)臨界值更大，當(dāng)水質(zhì)污染嚴(yán)重時(shí)污染等級(jí)劃分范圍拓寬更廣，使評(píng)價(jià)結(jié)果過保護(hù)現(xiàn)象更明顯；評(píng)價(jià)體系2僅考量有實(shí)測值的指標(biāo)，各污染指標(biāo)權(quán)重值處在兩個(gè)評(píng)價(jià)體系之間，內(nèi)梅羅污染指數(shù)臨界值相對(duì)適中，污染等級(jí)劃分和水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果較為適宜，相對(duì)于評(píng)價(jià)體系3 減少了無實(shí)測值指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)和計(jì)算，實(shí)用性優(yōu)于另外兩個(gè)評(píng)價(jià)體系。

表7 各評(píng)價(jià)體系內(nèi)梅羅污染指數(shù)臨界值與污染等級(jí)劃分

3.2.5 各評(píng)價(jià)體系內(nèi)梅羅污染指數(shù)計(jì)算與水質(zhì)評(píng)價(jià)。根據(jù)式（7）、式（8）結(jié)合表2、表3 拉魯濕地不同時(shí)期各指標(biāo)單項(xiàng)污染指數(shù)與表4、表5、表6 三種評(píng)價(jià)體系中各指標(biāo)權(quán)重值計(jì)算出各監(jiān)測點(diǎn)水體相應(yīng)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)，再根據(jù)表7 分別對(duì)拉魯濕地兩個(gè)時(shí)期水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果見表8。由表8 可知，改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法表明，拉魯濕地各監(jiān)測點(diǎn)不同時(shí)期水質(zhì)均存在不同程度污染，枯水期拉魯濕地水質(zhì)介于Ⅳ類到Ⅴ類，以Ⅳ類為主；豐水期拉魯濕地各監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)均為Ⅳ類水。

表8 不同評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)體系對(duì)拉魯濕地不同時(shí)期水質(zhì)評(píng)價(jià)

3.2.5.1 不同評(píng)價(jià)體系對(duì)拉魯濕地水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果比較。由表8 可知，通過改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法3 種評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)拉魯濕地兩個(gè)時(shí)期水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，3 種評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)豐水期水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果一致，對(duì)枯水期水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果略有差異。從內(nèi)梅羅污染指數(shù)方面分析，評(píng)價(jià)體系1 由于僅考慮存在污染的指標(biāo)，使污染指標(biāo)權(quán)重值增大，最終導(dǎo)致各監(jiān)測點(diǎn)水體內(nèi)梅羅污染指數(shù)均大于其他兩個(gè)評(píng)價(jià)體系；評(píng)價(jià)體系2 和評(píng)價(jià)體系3內(nèi)梅羅污染指數(shù)接近，是由于權(quán)重最大指標(biāo)污染指數(shù)接近于零，相當(dāng)于僅有最大污染指數(shù)和有實(shí)測值的指標(biāo)加權(quán)參與計(jì)算。從評(píng)價(jià)結(jié)果方面分析，評(píng)價(jià)體系1和2 評(píng)價(jià)結(jié)果相同，主要是評(píng)價(jià)體系3 引入未檢出指標(biāo)，導(dǎo)致權(quán)重最大的指標(biāo)改變，污染等級(jí)劃分范圍變寬，使評(píng)價(jià)結(jié)果相對(duì)優(yōu)于其他兩個(gè)評(píng)價(jià)體系，水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果過保護(hù)現(xiàn)象明顯。綜合分析，僅考量有實(shí)測值指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系2 更能反映水質(zhì)綜合狀況，在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)不同需求選擇不同的評(píng)價(jià)體系進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。

3.2.5.2 不同評(píng)價(jià)方法對(duì)拉魯濕地水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果比較。由表8 可知，單因子指數(shù)法由于僅考慮最差指標(biāo)所屬類別，未考量評(píng)價(jià)體系中其他污染因子對(duì)水質(zhì)的影響，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果存在偏差，同時(shí)也不能充分反映水質(zhì)綜合狀況。改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法充分考慮了評(píng)價(jià)體系中所有指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的影響，更能客觀反映水質(zhì)綜合狀況。例如，枯水期S1、S3、S4 三個(gè)監(jiān)測點(diǎn)最差指標(biāo)均為TN，單因子指數(shù)法僅考慮TN 所屬類別，分別評(píng)價(jià)為劣Ⅴ類、Ⅴ類、Ⅴ類水質(zhì)，而改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法充分考量了評(píng)價(jià)體系中無污染指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的貢獻(xiàn)，故評(píng)價(jià)結(jié)果優(yōu)于單因子指數(shù)法，分別評(píng)價(jià)為Ⅴ類、Ⅳ類、Ⅳ類水質(zhì)；枯水期S5 監(jiān)測點(diǎn)污染因子為DO、NH3-N 和TN，最差指標(biāo)為DO 和TN，均符合地表水Ⅲ類水，單因子指數(shù)法評(píng)價(jià)為Ⅲ類水質(zhì)，而改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法充分考量了評(píng)價(jià)體系中所有污染指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的影響，故評(píng)價(jià)結(jié)果劣于單因子指數(shù)法，評(píng)價(jià)為Ⅳ類水質(zhì)。

單因子指數(shù)法不能區(qū)分不同污染類別同等級(jí)水質(zhì)之間優(yōu)劣情況，改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法可通過內(nèi)梅羅污染指數(shù)對(duì)同類水質(zhì)進(jìn)行定量比較。例如，枯水期和豐水期S4監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)污染因子不同，單因子指數(shù)法均評(píng)價(jià)為Ⅴ類水，改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法均評(píng)價(jià)為Ⅳ類水，通過內(nèi)梅羅污染指數(shù)大小可知S4監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)豐水期優(yōu)于枯水期。同理，通過內(nèi)梅羅污染指數(shù)比較，可知除S5監(jiān)測點(diǎn)外，其余監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)均是豐水期優(yōu)于枯水期。

4 結(jié)論

（1）單因子指數(shù)法計(jì)算簡單，能直觀地分析出污染因子，對(duì)單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)意義重大，但以最差水質(zhì)指標(biāo)所屬類別來定義水體綜合水質(zhì)類別，容易導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)偏差，同時(shí)也不能充分反映水體綜合水質(zhì)狀況；改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法不僅考量了評(píng)價(jià)體系中所有污染指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的影響，更是考量了評(píng)價(jià)體系中不存在污染的指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的貢獻(xiàn)，使評(píng)價(jià)結(jié)果更能反映水體綜合水質(zhì)狀況，并且通過內(nèi)梅羅污染指數(shù)可在同類水質(zhì)之間進(jìn)行定量比較。

（2）改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法不同評(píng)價(jià)體系由于考量的指標(biāo)不同，各污染指標(biāo)權(quán)重值存在差異，直接導(dǎo)致評(píng)價(jià)等級(jí)劃分范圍存在差異，僅考量污染指標(biāo)和考量過多指標(biāo)均會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)過保護(hù)現(xiàn)象，而僅考量有實(shí)測值指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果更能反映水體綜合狀況，實(shí)用性最佳。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，可根據(jù)不同需求選擇不同的評(píng)價(jià)體系進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)。

（3）采用單因子指數(shù)法和改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)西藏拉魯濕地兩個(gè)時(shí)期水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明2 種方法均能在一定程度上反映拉魯濕地各監(jiān)測點(diǎn)不同時(shí)期的水質(zhì)狀況。2 種評(píng)價(jià)方法由于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同，導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果略有差異。單因子指數(shù)法表明，枯水期拉魯濕地水質(zhì)介于Ⅲ類和劣Ⅴ類，以Ⅴ類為主；豐水期拉魯濕地水質(zhì)介于Ⅳ類和劣Ⅴ類，以Ⅳ類和Ⅴ類為主。改進(jìn)的內(nèi)梅羅指數(shù)法表明，枯水期拉魯濕地水質(zhì)介于Ⅳ類和Ⅴ類，以Ⅳ類為主；豐水期拉魯濕地各監(jiān)測點(diǎn)水質(zhì)均為Ⅳ類水。