王懷柏 李躍奇 李儒道

（1.黃河水利委員會水文局，鄭州 450004；2.黃河水利委員會水文局青銅峽水文水資源勘測局，寧夏青銅峽 014030）

水質(zhì)評價是按照評價目標，選擇相應的水質(zhì)參數(shù)、水質(zhì)標準和評價方法，對水體的質(zhì)量、利用價值及水的處理要求所做的評定工作。是水資源管理工作的重要基礎(chǔ)工作。通過水質(zhì)評價可以了解水體質(zhì)量的過去、現(xiàn)在和未來發(fā)展趨勢、變化規(guī)律。水質(zhì)評價的作用是從水的質(zhì)量來判斷開發(fā)利用水資源和維護生態(tài)系統(tǒng)平衡的可能性和必要性，為各級政府和有關(guān)部門加強水資源的管理、制訂社會發(fā)展規(guī)劃、確定大中型工程項目、制定流域水資源管理的有關(guān)法規(guī)和條例、制定水資源保護的具體措施等，提供水資源利用和保護的科學依據(jù)。

1 水質(zhì)評價方法

水質(zhì)評價包括天然水化學特征評價、水質(zhì)變化趨勢分析、水質(zhì)污染評價。水化學特征評價指礦化度評價、總硬度評價、水化學類型評價和天然劣質(zhì)水狀況評價；水質(zhì)變化趨勢分析指某一項目或某幾項目在一段時間的變化趨勢，污染是上升、降低還是無趨勢；水質(zhì)污染評價包括水質(zhì)感官性指標評價、水質(zhì)生物學指標評價和水質(zhì)化學指標評價。水質(zhì)感官性指標評價是通過人體感覺器官直接判斷水質(zhì)的方法，水質(zhì)感官性指標包括水的顏色、味道、透明度、渾濁度等，方法簡單，易為群眾接受，但精度差，只能對水質(zhì)做出初步的粗略判斷，不能準確指出污染的原因和程度。水質(zhì)生物學指標評價是根據(jù)人類活動造成環(huán)境變化的生態(tài)效應原理判斷水質(zhì)的方法，是對整個環(huán)境質(zhì)量的綜合反應，是長期環(huán)境質(zhì)量累積的結(jié)果，但不能顯示出造成生態(tài)破壞的物質(zhì)及其數(shù)量，因生物種類的差異，區(qū)域之間的環(huán)境質(zhì)量難于對比。水質(zhì)化學指標評價是根據(jù)水中化學指標的含量，對水體的質(zhì)量滿足某種要求判斷水質(zhì)的方法，這類評價方法能準確指明導致水質(zhì)惡化的原因、成分和范圍，但所監(jiān)測的化學成分、時間和空間有限，評價標準和方法的不成熟，所進行的評價也有一定的局限性［1］。因此，水質(zhì)評價應根據(jù)具體情況，采用不同的評價方法，一般來說，水質(zhì)感官性指標評價可適用于群眾聯(lián)防，發(fā)現(xiàn)問題，及時報警，水質(zhì)生物學指標評價適用于水質(zhì)長期綜合累積影響評價，水質(zhì)化學指標評價可用于常規(guī)評價。

目前的水質(zhì)評價以水質(zhì)化學指標評價為主，是最常用的評價，因為目前的監(jiān)測以化學指標監(jiān)測為主，水污染絕大多數(shù)是由人類活動向天然水體排放污染物所致，現(xiàn)在經(jīng)常提到的和以下討論的水質(zhì)評價就指水質(zhì)化學指標評價。國內(nèi)外水質(zhì)評價方法多種多樣，分水質(zhì)單項評價和所選項目的綜合評價，單項評價是指某項水質(zhì)指標與相應評價標準比較，是否達到或滿足相應標準，綜合評價是指綜合考慮所選項目的評價，如綜合水質(zhì)指數(shù)法 （布朗水質(zhì)指數(shù)、普拉特水質(zhì)指數(shù)、羅斯水質(zhì)指數(shù)、內(nèi)梅羅水質(zhì)指數(shù)等）、數(shù)理統(tǒng)計法、模糊數(shù)學法和地圖疊加法等，但目前國內(nèi)還沒有一個統(tǒng)一的方法，采用較多的方法是地圖疊加法，也就是取單項水質(zhì)評價類別的最高值作為綜合評價的水質(zhì)類別。

2 評價標準與資料

水質(zhì)標準是評價水質(zhì)的準則和依據(jù)，一般應采用國家規(guī)定的最新標準，對河流的水質(zhì)評價應根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》、水域功能和保護目標進行綜合評價，對水功能區(qū)，應根據(jù)不同的水功能區(qū)保護目標進行達標率評價。

水質(zhì)評價分現(xiàn)狀評價、回顧評價和預測評價，不同評價選擇資料不同，現(xiàn)狀評價一般選擇最近年份或月份的資料作為現(xiàn)狀資料，回顧評價則選擇基礎(chǔ)年份至現(xiàn)狀年份資料，時段必須有一定代表意義，一般考慮有重要污染治理行動的年份，預測評價是用近幾年的資料對水質(zhì)變化情況進行預測。

3 評價代表值

目前的水質(zhì)監(jiān)測采樣是瞬時的，每次的水質(zhì)狀況用瞬時水質(zhì)濃度、計算時段代表值進行評價，斷面瞬時水質(zhì)濃度是流量和上游排污量的函數(shù)，隨流量和上游排污量變化而具有隨機性，是隨機變量，而對于隨機變量，采樣次數(shù)與誤差關(guān)系很大，采樣次數(shù)越多，代表性越好，但受經(jīng)費和采樣條件的限制，采樣次數(shù)不會很多，采樣次數(shù)與水資源管理的要求是矛盾的。

河流水質(zhì)濃度受水量影響很大，因此水質(zhì)評價代表值建議分不考慮水量變化的和考慮水量變化的。

3.1 不考慮水量變化

3.1.1 平均數(shù)

對不同水期進行評價首先要計算水期代表值，應根據(jù)水質(zhì)、污染源變化情況，設(shè)計采樣頻率，使其代表值更具代表性。目前水質(zhì)評價主要用的是平均值。根據(jù) 《水環(huán)境監(jiān)測規(guī)范》規(guī)定：“長江、黃河干流和全國重點基本站等，采樣頻次每年不得少于12次，每月中旬采樣。一般中小河流基本站采樣頻次每年不得少于6次，豐、平、枯水期各2次?！蹦壳八块T的采樣一般不超過12次。由于河流水質(zhì)濃度的隨機性使監(jiān)測數(shù)據(jù)存在偶然性，平均數(shù)可反映隨機變量的集中程度，也就是在一定的時間、地點和條件下所達到的一般水平的統(tǒng)計指標，其數(shù)字特征值有平均值、中位值、眾數(shù)等，從這幾個統(tǒng)計指標的定義看，因眾數(shù)是出現(xiàn)頻數(shù)最多的隨機變量而最具代表性，對自動監(jiān)測站所取得的數(shù)據(jù)較為適應，對人工采樣監(jiān)測站，因監(jiān)測頻次太少不易得到。當水質(zhì)監(jiān)測值呈正態(tài)分布時，平均值、中位值、眾數(shù)相差不大，若呈偏態(tài)分布，平均值所受影響較大，中位值與眾數(shù)較接近，因此本文認為用中位值作為水期代表值較合適。

圖1 箱圖

3.1.2 統(tǒng)計圖

根據(jù)水期內(nèi)監(jiān)測值繪制箱圖，圖1反映了水質(zhì)數(shù)據(jù)的特征，如最大值、最小值、中位值反映數(shù)據(jù)的特征值，25%和75%值反映數(shù)據(jù)的分布情況。根據(jù)箱圖分析水質(zhì)變化。要想使所反映情況較準，必須保證數(shù)據(jù)足夠多。

3.1.3 超標率統(tǒng)計

對水期內(nèi)不同測次的監(jiān)測值與相應標準進行比較，分項進行超標率評價，然后統(tǒng)計超標率。

3.2 考慮水量變化

3.2.1 水質(zhì)水量統(tǒng)一評價

利用動態(tài)監(jiān)測、自動監(jiān)測、調(diào)查入河排污口排放規(guī)律等手段，彌補目前采樣斷面和采樣次數(shù)較少的不足，從時間和空間上控制水質(zhì)和水量變化，進行水質(zhì)水量統(tǒng)一評價時，既知道對應水量保證率的水質(zhì)類別，又知道對應類別的水量。

3.2.2 利用瞬時濃度值和相應的流量值，計算統(tǒng)計濃度值［2］

當上游來污量較穩(wěn)定時，公式如下：

當上游來污量有較大變化時：

Cpi為i種污染物在保證率P下水中的污染濃度（mg／L）；Qp為指定保證率P 下的流量（m3／s），一般取P＝50%，75%，90%，95%；Ci為i種污染物的實測濃度（mg／L）；Q為取樣時的相應流量（m3／s），α為修正系數(shù)，可通過分析水質(zhì)資料得出，所需資料較多。

用計算的Cpi為代表值進行評價。

3.2.3 流量加權(quán)

根據(jù)流量加權(quán)計算水期濃度值為代表值進行評價。

3.2.4 輸送率

S為輸送率，C為對應污染物的濃度，Q為相應流量。用輸送率進行評價。

3.2.5 配合 “污染物總量”的水質(zhì)評價

該方法是指某時刻某種污染物質(zhì)的瞬時實測濃度與相應時刻流量的乘積，與該斷面處的水體納污能力相比較，超過水體納污能力的為已遭污染，反之即可認為水質(zhì)尚可。

水質(zhì)和水量是水資源的兩種屬性，只講量不講質(zhì)，量的安全不能得到保障，只講質(zhì)不講量，質(zhì)就沒有意義。水質(zhì)、水量監(jiān)測數(shù)據(jù)是水資源管理和保護的基礎(chǔ)信息，只有考慮水量的水質(zhì)評價，才更有意義。對于沒有水量資料的斷面，要根據(jù)水量變化情況合理布設(shè)測次，使評價代表值更能反映斷面的水質(zhì)特性。

4 水功能區(qū)水質(zhì)評價

對一級區(qū)劃水功能區(qū)的保護區(qū)、保留區(qū)和二級區(qū)劃水功能區(qū)的景觀娛樂用水區(qū)、過渡區(qū)、排污控制區(qū)的水質(zhì)評價，結(jié)合常規(guī)監(jiān)測和水量特點布設(shè)監(jiān)測斷面，考慮水量、水體功能進行水質(zhì)評價；對省界緩沖區(qū)，在省界站建立小型實驗室，加密監(jiān)測水量水質(zhì)，核定入出省界斷面的污染量，進行配合“污染物總量”的水質(zhì)評價；對飲用水水源區(qū)、工業(yè)用水區(qū)、農(nóng)業(yè)用水區(qū)、漁業(yè)用水區(qū)水功能區(qū)水質(zhì)評價，建議結(jié)合取水許可進行，所用標準為水的使用標準，進行達標率評價、相應水質(zhì)的水量評價。

5 水質(zhì)評價模塊的建立

水質(zhì)評價是一種處理信息的手段，在信息采集技術(shù)的支持下，將評價方法、評價標準、評價代表值的計算方法等集成在一起，根據(jù)河段特點、水質(zhì)特性和評價結(jié)果，分析不同斷面所適用的水質(zhì)評價方法、標準、代表值，進行水質(zhì)評價。

［1］金光炎，黃道基，鄭英銘 .水質(zhì)數(shù)理統(tǒng)計·評價·預測與規(guī)劃 ［M］.北京：中國科學技術(shù)出版社，1991

［2］侯宇光，黃川友，胡昕 .對現(xiàn)行水質(zhì)監(jiān)測與水質(zhì)評價的質(zhì)疑和探討 ［J］.水科學進展，1993，（1）