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(陜西水環(huán)境工程勘測設計研究院,陜西 西安 710018)
水質評價是將水質指標的監(jiān)測結果與水質標準進行比較,判定水質狀況,水質評價是工程設計水資源評價中非常重要的內容。根據(jù)2016年中國水資源公報,對全國23.5萬 km的河流水質評價,Ⅰ~Ⅲ類水河長占76.9%,劣Ⅴ類水河長占9.8%;對全國118個(3.1萬 km2)湖泊水面進行水質評價,全年總體水質為Ⅰ~Ⅲ類的湖泊有28個,劣Ⅴ類的湖泊有21個;對全國943座大中小水庫進行了水質評價,全年總體水質為Ⅰ~Ⅲ類的水庫有825個,劣Ⅴ類的水庫有30個。
現(xiàn)行的水質標準有《生活飲用水水源水質標準》(CJ 3020-1993)、《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749-2006)、《農(nóng)田灌溉水質標準》(GB 5084-2005)、《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838-2002)和《地下水質量標準》(GB 14848-2017)。生活飲用水水源的水質標準適用于城鄉(xiāng)生活飲用水源,將水源水質劃分為兩級標準。生活飲用水衛(wèi)生標準是指水經(jīng)過自來水廠處理后,通過管道輸送至用戶,從用戶水龍頭出來的水應執(zhí)行的標準。農(nóng)田灌溉水質標準是規(guī)定了農(nóng)田灌溉水質要求。地表水環(huán)境質量標準和地下水質量標準規(guī)定了地表水和地下水質量分類,是現(xiàn)階段我國水質評價工作的主要依據(jù)。
目前水體水質評價方法眾多,主要有單因子評價法、綜合污染指數(shù)法、模糊綜合評判法和灰色關聯(lián)分析法四種方法。模糊綜合評判法、灰色關聯(lián)分析法和綜合污染指數(shù)法都需要對各評價的水質指標賦以權重。目前賦權方法較多,如污染物濃度超標法、等權重法、專家打分法、主成分分析法、熵值法等。單因子評價法是當前我國水質評價的主要方法,各水質指標監(jiān)測結果與規(guī)范規(guī)定的水質類別目標值對比,以最差指標對應的水質類別作為所評價水體的水質類別。該方法簡單易行,結果直觀,也是《地表水環(huán)境質量標準》規(guī)定的水質評價方法。
單因子評價法在水質評價過程中,能判斷水質類別,但不能反映監(jiān)測水質與相對應的水質類別限值的差距。針對水質相差較大的水質易于判別優(yōu)劣,但同一水質類別時反映不出潔凈程度。
為解決上述提出的問題,對同一水質類別潔凈程度有一定判別,為工程設計和水資源管理提供依據(jù),在同一水質類別潔凈程度判別上有一個量值的補充。本文提出引入單因子指數(shù)法,計算各個監(jiān)測值的單項指標污染指數(shù),最終計算綜合污染指數(shù)。加入綜合污染指數(shù)后,在同一水質類別比較潔凈程度時,綜合污染指數(shù)越低,水質越潔凈。
單項指標污染指數(shù):
(1)
某斷面的綜合污染指數(shù):
(2)
式中:Pi為某一評價指標的相對污染指數(shù);Ci為某一評價指標的監(jiān)測值;C0為某一評價指標的最高允許標準值;P為某一斷面的綜合污染指數(shù);n為某斷面內測點數(shù)。
以延安黃河引水工程在黃河延川段2011年10月9日和11月15日兩次水質監(jiān)測報告為例,水質報告見表1。
從表1中可以看出,兩次水質監(jiān)測指標均達到地表水Ⅲ類水質標準。按單因子指數(shù)法計算兩次水質監(jiān)測的綜合污染指數(shù),2011年10月9日綜合污染指數(shù)為0.33,2011年11月15日綜合污染指數(shù)為0.36,說明黃河延川段監(jiān)測斷面10月9日水質潔凈程度好于11月15日水質。
(1)《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838-2002)和《地下水質量標準》(GB 14848-2017)規(guī)定了地表水和地下水質量分類,是現(xiàn)階段我國水質評價工作的主要依據(jù)。
(2)目前水體水質評價主要方法為單因子評價法、綜合污染指數(shù)法、模糊綜合評判法和灰色關聯(lián)分析法,目前工程設計常用的是單因子評價法。
(3)單因子評價法中,能判斷水質類別,但不能反映監(jiān)測水質與相對應的水質類別限值的差距,同一水質類別時反映不出清潔程度。引入單因子指數(shù)法計算綜合污染指數(shù),判斷同一類別時水質潔凈程度,綜合污染指數(shù)越低,水質越潔凈。加入綜合污染指數(shù)判別后,對水質類別潔凈程度有一個量的補充。
表1 黃河延川段水質監(jiān)測報告主要指標表