陳澤榕

（廣東省水文局汕頭水文分局，廣東 汕頭 515041）

標識指數(shù)法分析評價汕頭飲用水源地水質(zhì)

陳澤榕

（廣東省水文局汕頭水文分局，廣東 汕頭 515041）

水體質(zhì)量評價是當前開展水環(huán)境規(guī)劃管理以及污染綜合防治方面不可少的依據(jù)，文中運用水質(zhì)標識指數(shù)法的基本原理綜合分析評價汕頭境內(nèi)主要飲用水源2013年7月至2014年6月共一年中的水質(zhì)狀況，并給出汕頭主要飲用水源地水質(zhì)具體保護措施和建議。

標識指數(shù)；飲用水源；水質(zhì)分析評價；汕頭

1 概 述

水資源評價是水環(huán)境保護中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過搜集、提取、分析并加以客觀評價水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，可以進一步加深對水資源的現(xiàn)狀的認識，進而為水環(huán)境保護提供科學可靠的技術(shù)保證。

水質(zhì)評價方法有許多種，按原理方法可分為：一種是以物理化學等可量化參數(shù)的實測值為依據(jù)的評價方法；另一種是將水體中水生物種群與水質(zhì)建立關(guān)聯(lián)的生物學評價方法。當今，在我國河流綜合水質(zhì)評價中，最為常用的是物理化學參數(shù)評價方法，其中常用的評價方法有單因子評價法、污染指數(shù)法、灰色系統(tǒng)評價法、模糊數(shù)學評價法等水質(zhì)評價方法[1，2]。單因子評價法是將指標檢測值與國家標準值進行比較，以判斷水質(zhì)優(yōu)劣程度，該方法操作簡單，但使用的是最差單項指標來判斷水體是否滿足使用功能，過于保守且不能保證其科學合理性[3]；污染指數(shù)法雖然可以得出檢測河流的污染程度，但是卻體現(xiàn)不出水質(zhì)的類別，使用不同的標準值會得到不同的評價結(jié)論；灰色系統(tǒng)評價法在綜合水質(zhì)為劣Ⅴ類水時過于保守；模糊數(shù)學法需要構(gòu)造隸屬度，主觀性較強[4]。

徐祖信提出的單因子水質(zhì)標識指數(shù)評價法和綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價法既可以完整標識水質(zhì)評價類別、水質(zhì)數(shù)據(jù)、功能區(qū)目標值等重要信息，又可以評價水質(zhì)類別，并且定量比較同一類水的水質(zhì)指標，同時可以在不同類別水質(zhì)指標中比較分析污染程度，近年來廣泛運用于水質(zhì)評價中。

2 水質(zhì)單因子標識指數(shù)法和綜合標識指數(shù)法

2.1 單因子水質(zhì)標識指數(shù)

單因子水質(zhì)指數(shù)P的組成為一位整數(shù)和小數(shù)點后二位有效數(shù)字，用下面式子（1）表示：

式中：X1表示所監(jiān)測水質(zhì)指標的水質(zhì)類別；X2表示該監(jiān)測指標在X1類水質(zhì)上下限變化區(qū)間中所處的位置，根據(jù)公式按照四舍五入的原則進行計算可得到；X3表示該監(jiān)測水質(zhì)指標的水質(zhì)類別與所屬水功能區(qū)劃設(shè)定類別的對比，可以直觀地表示該監(jiān)測水質(zhì)指標的污染程度，由為一位或兩位有效數(shù)字組成。

2.2 綜合水質(zhì)標識指數(shù)

綜合水質(zhì)標識指數(shù)由整數(shù)位和三位或四位小數(shù)位組成，用下面式子（2）表示：

式中的X1和X2由各項監(jiān)測指標的單因子水質(zhì)標示指數(shù)計算平均值獲得。其中X1表示所監(jiān)測河流水質(zhì)的總體綜合類別；X2表示綜合水質(zhì)在X1類水質(zhì)上下限變化區(qū)間中所處的位置；X3表示所有參與綜合水質(zhì)評價的水質(zhì)指標中，達不到設(shè)定的水環(huán)境功能區(qū)目標要求的單項指標的個數(shù)；X4表示綜合水質(zhì)類別與所屬水功能區(qū)劃設(shè)定類別的對比結(jié)果，可以直觀地表示該監(jiān)測水質(zhì)指標的污染程度，X4由一位或兩位有效數(shù)字組成[5，6]。

2.3 水質(zhì)標識指數(shù)的解釋

單因子水質(zhì)標識指數(shù)和綜合水質(zhì)標識指數(shù)判別水質(zhì)類型的方法見表1所示。

3 水質(zhì)狀況及評價

3.1 基本概況

韓江是潮汕地區(qū)的第一大江河，全長470 km，流域總面積達30 112 km2，是汕頭等市近600萬人口的主要飲用水源。韓江水源地的水質(zhì)情況直接關(guān)系到汕頭經(jīng)濟社會的和諧穩(wěn)定。因此嚴格監(jiān)測、評價韓江流域在汕頭境內(nèi)主要飲用水源地水質(zhì)狀況，對于保障汕頭市人民群眾的飲水安全，服務(wù)汕頭市的經(jīng)濟社會建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略性意義。

表1 單因子水質(zhì)標識指數(shù)和綜合水質(zhì)標識指數(shù)及其對應(yīng)的水質(zhì)類別

3.2 監(jiān)測斷面

根據(jù)汕頭重要水源地以及《廣東省水功能區(qū)劃》[7]中規(guī)定的飲用區(qū)，從韓江進入汕頭市境內(nèi)起，選取韓江干流及其下游支流有代表性的斷面，共7個，分別是：南社、庵埠水廠、澄海東部水廠、澄海第一水廠、澄海第二水廠、河溪水庫、秋風嶺水庫。這里包含了5個河流水功能區(qū)，2個水庫水功能區(qū)，均為汕頭的主要飲用水源區(qū)及水源取水口。

3.3 評價指標

以2013年7月至2014年6月汕頭市境內(nèi)主要斷面水質(zhì)試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用單因子評價法和標識指數(shù)法對汕頭市境內(nèi)主要河流進行水質(zhì)評價，評價因子包括CODMn、BOD5、氨氮、總磷、鐵、錳、糞大腸菌群等項目，評價所參照的國家標準為GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》[8]。各指標監(jiān)測數(shù)值見表2。

表2 2013年7月至2014年6月各斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)平均值

3.4 評價結(jié)果及其分析

將各個斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行單因子水質(zhì)標識指數(shù)和綜合水質(zhì)標識指數(shù)分析計算，統(tǒng)計結(jié)果見表3。

表3 各斷面2013年7月至2014年6月水質(zhì)標識指數(shù)

由表3可以看出，以綜合標識指數(shù)作為參考，在全面分析各指標的基礎(chǔ)上，更直觀地反映了汕頭境內(nèi)主要飲用水源地的水質(zhì)類別及超標情況：

1）根據(jù)標識指數(shù)法評價的結(jié)果可知，韓江在汕頭境內(nèi)的水質(zhì)狀況總體維持在較好的水平，絕大部分斷面所代表河段的各項水質(zhì)指標均符合該斷面水功能區(qū)的目標水質(zhì)?？傮w來說，汕頭境內(nèi)的7個主要飲用水源地水質(zhì)均符合GB3838—2002規(guī)定飲用標準的濃度范圍。從計算數(shù)據(jù)可知，南社、庵埠水廠的糞大腸菌群為Ⅲ類超出所在水功能區(qū)目標水質(zhì)Ⅱ類，說明所在河流沿岸城鄉(xiāng)生活污水、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所采用的人畜糞便以及沿江兩岸的生產(chǎn)、生活垃圾在沒有經(jīng)過深度處理的情況下直接排入河流，進而導致所檢測的水體糞大腸菌群數(shù)據(jù)不達標。

2）由于南社、庵埠水廠目標水質(zhì)類別是Ⅰ類，所有檢測項目中僅糞大腸桿菌群是Ⅲ類，其余各項目均為Ⅰ類水質(zhì)，如果按單因子評價，南社、庵埠水廠就達不到目標水質(zhì)類別Ⅱ類，但通過綜合標識指數(shù)法評價，可知南社、庵埠水廠的綜合水質(zhì)類別為Ⅰ類，而且南社、庵埠水廠的綜合水質(zhì)指數(shù)都比較低的，表明其狀況良好。因此，綜合標示指數(shù)法能較客觀反映水質(zhì)的情況。

3）由表3可以看出，各斷面CODMn、氨氮、總磷的單因子標識指數(shù)均小于3.0，從指標類別看，水質(zhì)屬于Ⅰ～Ⅱ類水標準，說明韓江流域在汕頭境內(nèi)的主要飲用水源區(qū)的水體狀況良好，處于較低水平的富營養(yǎng)程度。

4）針對流域內(nèi)鐵、錳情況比較復雜的特殊性，選取這兩項指標的數(shù)據(jù)進行進一步分析，獲得不同時期所檢出的濃度占全年總數(shù)的比例值（如圖1所示），對沒有監(jiān)測的月份，則采用加權(quán)平均值。通過計算發(fā)現(xiàn)，該2項指標隨季節(jié)性變化明顯。

由圖1可知，在2013年7至9和2014年6月期間，所檢測的7個斷面中，有5個斷面的鐵指標檢測累計值接近或者超過全年檢測值總和的50%，最高接近55%，為庵埠水廠；有5個斷面的錳累計檢測值超過全年總和的40%；從水源地看，這幾個含量較高的斷面均為韓江流域，屬于粵東諸河流域的河溪水庫和秋風嶺水庫的含量變化則不明顯。該現(xiàn)象與所在河流的流域情況有關(guān)，韓江流域由梅江和汀江匯合而成，流域范圍廣且上游多為山區(qū)，采礦頻繁。汛期由于受雨水沖刷頻繁，水流攪動河床底泥并且把岸邊的泥沙和污染物沖刷進河里，造成韓江鐵、錳指標隨著季節(jié)性變化顯著。

4 結(jié)論和建議

1）通過以上的評價分析過程可看出，利用水質(zhì)單因子標識指數(shù)法和綜合標識指數(shù)法均能夠完整體現(xiàn)汕頭境內(nèi)各主要河流的水質(zhì)情況，計算結(jié)果對各類水體的綜合水質(zhì)類別、水質(zhì)情況、與水環(huán)境功能區(qū)進行定性評價，并且能夠定量反映各監(jiān)測項目的受污染嚴重程度，方法簡便，結(jié)果直觀。

2）從評價結(jié)果來看，綜合標識指數(shù)法雖考慮到了各項目之間的綜合因素，能直觀得出污染情況，并且能定性評價有能定量評估，但與單因子水質(zhì)標示指數(shù)法判定的水質(zhì)類別相差較大。因此為了使得評價結(jié)果更加全面可靠，必須結(jié)合單因子水質(zhì)標識指數(shù)共同分析，必要時采用多種評價方法進行對比分析，以獲得滿意的水質(zhì)評價結(jié)果。

3）從分析數(shù)據(jù)可以得知，目前韓江流域汕頭境內(nèi)主要飲用水源水質(zhì)評價中各檢測項目中，糞大腸菌群的含量相對較高，說明受城鄉(xiāng)生活污水、農(nóng)田所使用的人畜糞便以及沿江兩岸的垃圾的影響較大，因此，必須完善相關(guān)法律法規(guī)，同時加大執(zhí)法力度，加強對沿江兩岸生活污水以及農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)廢水排放的監(jiān)管，從根本上遏制此類污染的擴大化，從而讓汕頭的飲用水源地得到更好的保護。

4）通過從對鐵、錳這兩個項目的綜合分析可以看出韓江流域的各斷面在汛期鐵、錳較全年平均值偏高，主要與流域特性有關(guān)，對于此類情況不能單純歸結(jié)為認為因素造成，因此對于韓江鐵、錳兩個項目的評價需要謹慎且尊重客觀環(huán)境地理因素。

5）根據(jù)上述評價可知，韓江流域汕頭境內(nèi)主要飲用水源水質(zhì)目前仍保持著良好的狀況，沒有發(fā)現(xiàn)嚴重的污染現(xiàn)象，各斷面的水質(zhì)均符合飲用水源地的水質(zhì)要求。按照水質(zhì)標識指數(shù)法判斷各檢測斷面均達到所在水功能區(qū)的目標。但是隨著汕頭經(jīng)濟和人口的持續(xù)增長，現(xiàn)代城市化進程加快，生產(chǎn)生活污水總量必將急速增加，必將給汕頭飲用水源地的保護帶來巨大的壓力。因此，更好地保護好汕頭飲用水資源必將成為汕頭經(jīng)濟社會發(fā)展的一項刻不容緩的任務(wù)。在保護水資源的同時，積極設(shè)計完善突發(fā)水污染事故的應(yīng)對預(yù)案并定期加強水危機應(yīng)急演練，讓汕頭的韓江水滋潤綿延不斷的子孫后代。

［1］郭勁松，王紅，龍騰銳，等.水資源水質(zhì)評價方法分析與進展［J］.重慶環(huán)境科學，1999，21（6）：1—3.

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［3］尹海龍，徐祖信.我國單因子水質(zhì)評價方法改進探討［J］.凈水技術(shù)，2008（02）.

［4］黃曉英，李娟，宛中華，等.深圳市主要飲用水水庫水質(zhì)的評價［J］.黑龍江環(huán)境通報，2009，33（1）：88—92.

［5］徐祖信.我國河流單因子水質(zhì)標識指數(shù)評價方法研究［J］.同濟大學學報(自然科學版)，2005，33（3）：321—325.

［6］徐祖信.我國河流綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價方法研究［J］.同濟大學學報(自然科學版)， 2005，33（4）：482—488.

［7］廣東省水利廳.廣東省水功能區(qū)劃［M］.廣東省水利廳，2007.

［8］GB3838-2002，地表水環(huán)境質(zhì)量標準［S］.國家環(huán)境保護總局，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，2002：1—4.

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