費(fèi) 丹

遼寧省河庫管理服務(wù)中心（遼寧省水文局）

0 引言

文章研究中選取上海市金山區(qū)河流，具有l(wèi) 953 條大小河道，具有秀州塘、胥浦塘、六里塘等骨干河道，為水功能Ⅲ類區(qū)，水功能Ⅳ類區(qū)包括紫石涇、黃姑塘、張涇河、龍泉港、紫石涇等。

1 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

1.1 優(yōu)化方法

監(jiān)測分析中運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法，聚類分析屬于一種多元分析方法，運(yùn)用中能夠?qū)悠返挠H疏關(guān)系運(yùn)用數(shù)學(xué)的分析方法進(jìn)行論證，從而進(jìn)行客觀地分型劃類。聚類分析中同時(shí)也運(yùn)用了幾何分析方式，在某種準(zhǔn)則的運(yùn)用之下借助于一定的工具，將空間中較近的點(diǎn)一些點(diǎn)進(jìn)行聚類分析，同時(shí)運(yùn)用距離、相似系數(shù)來表示不同點(diǎn)之間的接近程度。在區(qū)域水監(jiān)測中運(yùn)用最為廣泛的是歐氏距離。

文章在監(jiān)測研究過程中運(yùn)用K-均值聚類的分析工具研究選定的五個(gè)片區(qū)的監(jiān)測斷面，運(yùn)用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

為了確保分析結(jié)果的精準(zhǔn)性，在具體分析過程中要求對(duì)不同類別的監(jiān)測斷面均至少選擇一個(gè)進(jìn)行監(jiān)測研究，研究中要求保留省界斷面與國控?cái)嗝?，在同一個(gè)類型中針對(duì)相鄰具有顯著性關(guān)系的監(jiān)測斷面可監(jiān)測一個(gè)，環(huán)境監(jiān)測中要求做到環(huán)境管理與生態(tài)補(bǔ)償?shù)耐竭M(jìn)行，盡量實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)斷面建立一套數(shù)據(jù)收集庫，便于對(duì)其進(jìn)行專業(yè)性分析。地表水監(jiān)測斷面設(shè)置要求能夠滿足可行性、方便性以及代表性的原則。

2 區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

2.1 西部地區(qū)的監(jiān)測斷面優(yōu)化

面丈港入境斷面、七仙涇、秀州塘等為氮磷污染水體，有機(jī)物污染水體則為蒲澤塘、楓涇塘、黃良河，其中污染最為嚴(yán)重的是面丈港興塔斷面。結(jié)合實(shí)際的水體情況，運(yùn)用測斷面優(yōu)化原則，建立7個(gè)監(jiān)測斷面，將蒲澤塘朱楓公路橋斷面、黃良河楓涇水廠兩個(gè)斷面取消。見表1與表2。

表1 聚類成員表

進(jìn)行聚類分析，指標(biāo)包括氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、五日生化需氧量、總磷等，氨氮指標(biāo)中，聚類1 為2.86、聚類2 為2.29、聚類3為3.37。高錳酸鹽指數(shù)中，聚類1為6.58、聚類2為6.93、聚類3 為7.82。溶解氧中，聚類1 為3.67、聚類2 為2.78、聚類3 為2.29。五日生化需氧量中，聚類1 為3.93、聚類2 為5.18、聚類3 為6.01。總磷指標(biāo)中，聚類1 為0.41、聚類2 為0.39、聚類3為0.53。

2.2 東部片區(qū)監(jiān)測斷面優(yōu)化分析

東面地區(qū)的區(qū)域環(huán)境分析中，水質(zhì)相對(duì)較好的為中運(yùn)河朱行斷面，將龍泉港朱漕公路斷面取消，骨干河道龍泉港中的3個(gè)監(jiān)測斷面水質(zhì)無顯著性差異，將亭林出入境斷面、龍泉港山陽保留，滿足研究具有代表性的特征。將俞涇塘村級(jí)整治河道斷面取消，1 個(gè)村級(jí)河道監(jiān)測斷面水質(zhì)以及其他3 個(gè)區(qū)管河道監(jiān)測斷面質(zhì)量一般。見表2。

進(jìn)行包括氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、五日生化需氧量、總磷等氨氮指標(biāo)的聚類分析，聚類1 為1.10、聚類2 為1.95、聚類3為2.13。高錳酸鹽指數(shù)中，聚類1為5.18、聚類2為6.31、聚類3 為6.36。溶解氧中，聚類1 為2.96、聚類2 為2.96、聚類3 為2.96。五日生化需氧量中，聚類1為3.13、聚類2為4.33、聚類3為3.99。總磷指標(biāo)中，聚類1為0.32、聚類2為0.32、聚類3為0.40。

表2 聚類成員表

2.3 中部監(jiān)測斷面優(yōu)化

中部監(jiān)測斷面主要的水體為氨氮污染的水體，保留3個(gè)斷面，將呂朱公路斷面取消，骨干河道張涇河中的4 個(gè)斷面之間無顯著性差異。新張涇中的兩個(gè)斷面水體無顯著差異，將金石北路橋斷面取消，中運(yùn)河松金公路橋和紫石涇中運(yùn)河交匯口之間的斷面無顯著差異，將松金公路橋斷面取消。在監(jiān)測優(yōu)化中按照點(diǎn)位優(yōu)選原則，保留8個(gè)監(jiān)測斷面。

聚類成員主要包括紫石涇張堰水廠、紫石涇中運(yùn)河、紫石涇亭林水廠、新紫石涇亭楓公路、張涇河金石北橋路、張涇河呂朱公路、張涇河亭楓公路、張涇河金衛(wèi)西門、張涇河金張公路等。

進(jìn)行氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、五日生化需氧量、總磷等氨氮指標(biāo)的聚類分析，聚類1為1.69、聚類2為2.06、聚類3為1.34。高錳酸鹽指數(shù)中，聚類1為6.77、聚類2為6.36、聚類3為5.84。溶解氧中，聚類1 為3.34、聚類2 為3.41、聚類3 為3.58。五日生化需氧量中，聚類1 為4.06、聚類2 為4.51、聚類3 為3.76?？偭字笜?biāo)中，聚類1為0.35、聚類2為0.38、聚類3為0.27。

2.4 優(yōu)化后檢驗(yàn)

研究過程中要求對(duì)斷面可信度進(jìn)行有效驗(yàn)證，將優(yōu)化后水質(zhì)狀況與優(yōu)化之前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，選擇兩個(gè)片區(qū)中的兩個(gè)斷面，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析，選擇高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、溶解氧、氨氮、五日生化需氧量、總磷五個(gè)元素，運(yùn)用SPSS軟件對(duì)這五個(gè)污染元素中的污染物濃度均值進(jìn)行F 檢驗(yàn)和f 檢驗(yàn)，見表3。

表3 斷面優(yōu)化后檢驗(yàn)結(jié)果表

通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析t檢驗(yàn)與F檢驗(yàn)?zāi)軌蚩纯吹綄?duì)斷面進(jìn)行優(yōu)化之后得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)與原監(jiān)測數(shù)據(jù)之間無顯著性差異，通過這一分析結(jié)果可知，可以運(yùn)用優(yōu)化之后的數(shù)據(jù)代替原監(jiān)測數(shù)據(jù)，由此可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)性與穩(wěn)定性。

3 評(píng)價(jià)考考核方法

目前在區(qū)域水環(huán)境監(jiān)測中主要運(yùn)用質(zhì)量目標(biāo)責(zé)任制考核方式，按照行政區(qū)劃進(jìn)行斷面監(jiān)測，但是主要是從行政區(qū)劃層面上進(jìn)行考核，沒有充分考慮到斷面的流域性，對(duì)區(qū)域水系層面的影響考慮不足。中國南方地區(qū)具有大量的水系，水網(wǎng)密布，因此要求建立綜合評(píng)價(jià)考核指標(biāo)，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域水環(huán)境的有效評(píng)價(jià)，達(dá)到對(duì)區(qū)域水環(huán)境的有效改善目標(biāo)。

在對(duì)區(qū)域水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)方式中包括骨干河道與鄉(xiāng)村河道水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)考核指數(shù)兩個(gè)指數(shù)。見表4。

表4 區(qū)域水環(huán)境指標(biāo)構(gòu)成及權(quán)重系數(shù)表

流域水環(huán)境質(zhì)量狀況，以此對(duì)斷面情況進(jìn)行綜合性考核。在考核中包含了多個(gè)考核單元，能夠?qū)^(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的整體情況進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，以此改善區(qū)域水環(huán)境，因此設(shè)置60.00%的權(quán)重系數(shù)。鄉(xiāng)村河道考核評(píng)價(jià)指標(biāo)能夠?qū)︵l(xiāng)村小河流的水質(zhì)情況進(jìn)行考核，直接影響到周圍居民的生活環(huán)境，對(duì)水質(zhì)改善起到了良好效果，因此設(shè)置40.00%的權(quán)重系數(shù)。

4 結(jié)語

文章研究中選擇氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、五日生化需氧量、總磷5項(xiàng)常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)，將研究區(qū)劃劃分為五大片區(qū)，運(yùn)用聚類分析方法分析，通過F 檢驗(yàn)和t 檢驗(yàn)可見與檢驗(yàn)之前相比無顯著性差異。區(qū)域水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)考核指標(biāo)建立了干河道、鄉(xiāng)村河道的兩級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，并為其設(shè)置不同的權(quán)重。運(yùn)用區(qū)域水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)考核指標(biāo)評(píng)價(jià)方式建立了全面、客觀的評(píng)價(jià)方式與評(píng)價(jià)體系，能夠?qū)^(qū)域水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合性考量，以此促進(jìn)區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量提升，促進(jìn)水污染防治，改善區(qū)域水質(zhì)環(huán)境。