摘要：地表水環(huán)境質(zhì)量綜合評價是水環(huán)境管理的重要依據(jù)，本文介紹了目前水質(zhì)評價的各類方法，并結(jié)合實際案例對單因子評價法和綜合污染指數(shù)法應(yīng)用進行比較。

關(guān)鍵詞：地表水環(huán)境；質(zhì)量綜合評價

中圖分類號：X824 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）01-0075-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.043

Comprehensive evaluation of surface water environmental quality

Qiu Shimei

（Guangzhou Panyu District Environmental Monitoring Station，Guangzhou Guangdong 511483， China）

Abstract： The comprehensive evaluation of surface water environment quality is an important basis for water environment management. This paper introduces various methods of water quality assessment at present， and compares the application of single factor evaluation method and comprehensive pollution index method with practical cases.

Key words： Surface water environment； Quality comprehensive evaluation

“水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基”，水環(huán)境質(zhì)量關(guān)乎人類社會的生存和發(fā)展。隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，地表水污染成為無法回避的環(huán)境問題。目前，我國地表水的2/3明顯受到污染，全國地表水監(jiān)測考核斷面中僅有1/3達到集中式供水水源水質(zhì)要求[1]?？茖W(xué)、合理地評價地表水環(huán)境質(zhì)量狀況及其變化規(guī)律，為保護和高效利用水資源提供了重要支撐，也是做好水環(huán)境質(zhì)量信息發(fā)布的基礎(chǔ)。但水質(zhì)評價結(jié)果的可靠性不僅取決于監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性，還依賴評價方法的科學(xué)性，因此本文對地表水環(huán)境質(zhì)量的綜合評價技術(shù)進行了探討。

1 地表水環(huán)境質(zhì)量評價方法

1.1 單因子評價法

單因子評價法通過逐一比較所有參與評價的水質(zhì)指標，并將最差的單項指標類別作為綜合水質(zhì)評價結(jié)果。這種評價方法簡單明了，易于理解，便于操作，但以偏概全，無法綜合反映水體污染的整體狀況，評價結(jié)果也過于悲觀。

1.2 綜合污染指數(shù)評價法

不難看出，綜合污染指數(shù)能夠反映被評價水體的整體水質(zhì)，而且計算方法簡單，但不同污染因子參與的貢獻率沒有統(tǒng)一標準，分級也缺乏明確依據(jù)。

1.3 基于不確定性理論的評價法

地表水環(huán)境存在許多不確定性因素，以有限的時空監(jiān)測數(shù)據(jù)全面概括整體水質(zhì)并不容易，前述確定性模型存在明顯的不足，所以基于不確定理論的評價方法就出現(xiàn)了，并得到應(yīng)用。目前研究不確定性問題的理論主要有模糊數(shù)學(xué)、概率論和灰色理論?；谀：龜?shù)學(xué)的模糊評價法是通過監(jiān)測數(shù)據(jù)建立隸屬度集，再與權(quán)重結(jié)合得到模糊積，以此評判水質(zhì)對各級標準的隸屬程度，并反映綜合水質(zhì)的模糊性。根據(jù)實際應(yīng)用方法，模糊評價法又分為模糊聚類法、模糊貼近度法、模糊綜合指數(shù)法等。概率論是基于可重復(fù)觀測隨機事件的數(shù)理統(tǒng)計分析，但經(jīng)典數(shù)理統(tǒng)計不能很好解決多個相互關(guān)聯(lián)指標的統(tǒng)計規(guī)律，需要用到下面的多元統(tǒng)計分析法?；疑碚撌茄芯坎煌暾畔⒌睦碚?，地表水環(huán)境質(zhì)量本征即為灰色系統(tǒng)，所以適合灰色評價。評價時，先要計算各污染因子對評價標準的關(guān)聯(lián)度，再根據(jù)關(guān)聯(lián)度大小確定水質(zhì)級別?；疑u價法也包括灰色聚類法、灰色模式識別法、灰色關(guān)聯(lián)評價法等。上述方法可以更加客觀地反映水環(huán)境質(zhì)量，但也存在評價過程比較復(fù)雜的缺陷。

1.4 基于人工智能算法的評價法

人工智能算法也稱為機器學(xué)習(xí)算法，是隨著計算機技術(shù)發(fā)展起來的優(yōu)化算法，例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、粒子群算法、蟻群算法、免疫算法、支持向量機等。以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為例，因為運算速度快、學(xué)習(xí)能力強、容錯性好，使其在水質(zhì)評價中獲得廣泛應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型眾多， BP網(wǎng)絡(luò)、Hopfield網(wǎng)絡(luò)、RBF網(wǎng)絡(luò)、自組織映射（SOM）等已在地表水質(zhì)評價中取得良好效果，其中BP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用最廣。

1.5 基于多元統(tǒng)計分析的評價法

在流域水質(zhì)評價中，傳統(tǒng)評價方法應(yīng)對大樣的復(fù)雜系統(tǒng)力不從心，難以解釋數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，而多元統(tǒng)計分析在這方面可以發(fā)揮重要作用。目前，聚類分析、主成分分析、因子分析、回歸分析、判別分析等方法已應(yīng)用于流域水質(zhì)評價[3]。例如主成分分析能夠在眾多因子構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)中找到主要影響因子，這樣就能以少量評價指標代表綜合水質(zhì)。

1.6 基于地理信息系統(tǒng)的評價法

對地表水質(zhì)進行評價不僅涉及時間問題，還有空間分布，這就需要借助地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)的支持。例如要制作地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)達標情況圖，可利用Surfer軟件將河涌監(jiān)測斷面結(jié)果生成污染物濃度等值線圖，就能清晰展示監(jiān)測斷面水質(zhì)達標情況[4]。

2 地表水環(huán)境質(zhì)量綜合評價方法應(yīng)用

由于單因子評價法和綜合污染指數(shù)法計算簡便，在國內(nèi)水質(zhì)評價中應(yīng)用廣泛，因此，結(jié)合實際工作，以某區(qū)地表水常規(guī)監(jiān)測數(shù)據(jù)出發(fā)，對單因子評價法、等權(quán)重綜合污染指數(shù)、加權(quán)疊加綜合污染指數(shù)、內(nèi)梅羅指數(shù)法評價應(yīng)用進行綜合比較。

2.1 評價指標與評價標準

該流域面積115.44km2，河道全長38.6km，隨著經(jīng)濟和城市化的發(fā)展，河道水質(zhì)受到不同程度污染，現(xiàn)選取該河道某年7月豐水期的監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合本區(qū)水質(zhì)特點和日常監(jiān)測情況，選取pH、DO、CODmn、NH3-N和總磷等5個參數(shù)作為評價因子，采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）Ⅲ類為評價標準值，水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)和單項污染指數(shù)如表1所示。等權(quán)重綜合污染指數(shù)、加權(quán)疊加綜合污染指數(shù)、內(nèi)梅羅指數(shù)法評價等級分類詳見表2。

2.2 評價結(jié)果與分析

評價結(jié)果比較詳見表3。

由表3評價結(jié)果顯示，由于不同水質(zhì)評價方法制定的差異性，評價結(jié)果會經(jīng)常不一致，內(nèi)梅羅指數(shù)法的評價結(jié)果最為寬松，3個監(jiān)測斷面均達到Ⅰ類，同一斷面不同評價方法的評價結(jié)果并不一致，3種同屬綜合污染指數(shù)的評價結(jié)果也有明顯差異。

3 結(jié)語

經(jīng)過多年探索和不斷實踐，我國環(huán)境質(zhì)量評價理論和方法日趨成熟和多樣化，然而評價系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了任何一種評價方法都不能盡善盡美、包羅萬象，需要多種評價方法的對比參照才能更加全面反映水質(zhì)的實際狀況，因此在水質(zhì)評價工作中了解各類評價方法的特點是有益的，在具體應(yīng)用中，選擇較為合適的評價方法，可為水環(huán)境管理提供更加客觀的依據(jù)。

參考文獻

[1]夏軍，石衛(wèi).變化環(huán)境下中國水安全問題研究與展望[J].水利學(xué)報，2016，47（3）：292-301.

[2]楊旭，曾祥亮.基于單因子評價法和污染指數(shù)法的鄭州大學(xué)眉湖水質(zhì)評價[J].江蘇科技信息，2014，（5）：51-53.

[3]姜明岑，王業(yè)耀，姚志鵬等.地表水環(huán)境質(zhì)量綜合評價方法研究與應(yīng)用進展[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2016，32（4）：1-6.

[4]夏軍，談戈.全球變化與水文科學(xué)新的進展與挑戰(zhàn)[J].資源科學(xué)，2002，（03）：1-7.

收稿日期：2017-11-21

作者簡介：丘仕梅（1971-），女，本科，工程師，研究方向為環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析。