□郭洪起

水質(zhì)評(píng)價(jià)工作是合理開發(fā)利用和保護(hù)水資源的基礎(chǔ)和重要環(huán)節(jié)。該項(xiàng)工作依據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)，確定參評(píng)指標(biāo)及評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)和方法，通過評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)水體的質(zhì)量、利用價(jià)值及處理方向作出評(píng)定。目前水質(zhì)評(píng)價(jià)常用方法包括：?jiǎn)我蜃釉u(píng)價(jià)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、內(nèi)梅羅指數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、物元可拓模型等數(shù)多種方法，可概括為單因子質(zhì)量指數(shù)評(píng)價(jià)模型和多因子水質(zhì)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型。本文分別采用單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法、綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)研究河流進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行客觀分析、比較。

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法是基于其單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)法衍化而來，由徐祖信于2003 年提出，能夠更為全面的刻畫出評(píng)價(jià)對(duì)象整體水質(zhì)狀況，對(duì)水體綜合水質(zhì)特征的表達(dá)更完整客觀，因此，本文以2015 年—2019 年子牙新河2 個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)，結(jié)果既能反映綜合水質(zhì)級(jí)別，同時(shí)也反映出同級(jí)別水質(zhì)的不同污染程度。

1.研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

依據(jù)河北省水利廳、河北省環(huán)境保護(hù)廳發(fā)布關(guān)于調(diào)整公布《河北省水功能區(qū)劃》的通知文件，子牙新河緩沖區(qū)起于周官屯，止于河北省與天津市交界，功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為Ⅳ類，周官屯、翟莊子橋兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面位于水功能區(qū)的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，因此，評(píng)價(jià)斷面選用子牙新河周官屯、翟莊子橋兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。2015 年—2019 年該功能區(qū)水質(zhì)狀況出現(xiàn)了明顯的改觀，對(duì)綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)變化趨勢(shì)具有很好的代表性，故監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)選用2015 年—2019 年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)《地表水和污水監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T91-2002），結(jié)合對(duì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)分析，決定采用定類因子中貢獻(xiàn)程度較高的高錳酸鹽指數(shù)（CODmn）、化學(xué)需氧量（CODcr）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）、氟化物（F）作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2.評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)

2.1 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法

該方法需分2 步進(jìn)行，第1 步是單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的確定，第2 步為綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的確定。

2.1.1 單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)

單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)一般包括1 位整數(shù)和2 位有效數(shù)字的小數(shù)，其結(jié)構(gòu)表示為：

式中：

Pi—i第項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)；

X1—第i項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的水質(zhì)類別

X2—監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間中所處的位置，按四舍五入的原則計(jì)算確定。

2.1.2 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)一般包括1 位整數(shù)和4 位有效數(shù)字的小數(shù)，其結(jié)構(gòu)為表示為：

式中：

Iwq—水體綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)；

X1—水體的綜合水質(zhì)類別；

X2—綜合水質(zhì)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間內(nèi)所處位置；

X3—參與綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)的水質(zhì)指標(biāo)中劣于水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)的單項(xiàng)指標(biāo)個(gè)數(shù)；

X4—綜合水質(zhì)類別與水體功能區(qū)類別的比較結(jié)果，表示綜合水質(zhì)的污染程度。

X1×X2的計(jì)算是綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的核心工作，即通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)判定河流綜合水質(zhì)類別，同時(shí)確定綜合水質(zhì)在該類別變化區(qū)間中的位置，計(jì)算公式如下:

式中:

m—參加綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)的水質(zhì)單項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)目；

p1、p2、pm—分別為第1、2、m個(gè)水質(zhì)因子的單因子水質(zhì)指數(shù)。

圖1 2015 年—2019 年子牙新河周官屯斷面單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)變化趨勢(shì)

2.2 綜合水質(zhì)級(jí)別評(píng)價(jià)

地表水依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)共分為5 類，分別為I 類、Ⅱ類、Ⅲ類、IV 類和V 類，將劣于V 類標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)稱為劣V 類。綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)通過Iwq的整數(shù)位和小數(shù)點(diǎn)后第1 位X1×X2判定水質(zhì)級(jí)別，級(jí)別判定標(biāo)準(zhǔn)見表1。評(píng)價(jià)結(jié)果在斷面水質(zhì)級(jí)別評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，同時(shí)對(duì)河流整體的綜合水質(zhì)級(jí)別進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的綜合水質(zhì)級(jí)別判定標(biāo)準(zhǔn)

表2 2015 年—2019 年子牙新河各斷面單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

表3 2015 年—2019 年子牙新河各斷面綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 2015 年—2019 年子牙新河各斷面年度綜合水質(zhì)級(jí)別

3.評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

3.1 單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

圖2 2015 年—2019 年子牙新河翟莊子橋斷面單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)變化趨勢(shì)

根據(jù)公式（1）計(jì)算的得出2015 年—2019 年子牙新河各斷面單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)，結(jié)果如表2 所示。按照指數(shù)大于5 的程度和次數(shù)判定，子牙新河緩沖區(qū)污染貢獻(xiàn)因子主要為CODmn、CODCr、NH3-N，且屬于長(zhǎng)期污染因子，其中CODmn、在兩個(gè)監(jiān)測(cè)斷面均呈現(xiàn)平緩下降趨勢(shì)；CODCr在周官屯斷面呈平滑趨勢(shì)，5 年間升降不一，但幅度均較??；NH3-N 在2 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且下降幅度較大。TP、F 對(duì)緩沖區(qū)污染貢獻(xiàn)較小，其中F 在2015 年—2016 年劣于功能區(qū)目標(biāo)值，在2018 年后大幅下降，趨勢(shì)趨于穩(wěn)定；TP 在2015 年—2019年均滿足功能區(qū)目標(biāo)值，趨勢(shì)較為穩(wěn)定。2015 年—2019 年子牙新河各斷面單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)變化趨勢(shì)圖見圖1、圖2。

3.2 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)公式（2）、（3）計(jì)算得出2015 年—2019 年子牙新河各斷面單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)，如表3 所示。2 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面評(píng)價(jià)結(jié)果在2015 年—2017 年均劣于功能區(qū)目標(biāo)值，但污染因子數(shù)量均呈逐年減少趨勢(shì)，2017 年均為單一污染因子超標(biāo)。總體趨勢(shì)轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)在2018 年，2 個(gè)斷面評(píng)價(jià)結(jié)果均已滿足功能區(qū)目標(biāo)，2019 年綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)進(jìn)一步降低。

3.3 綜合水質(zhì)級(jí)別評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)表1、表3 判定2015 年—2019 年子牙新河各斷面綜合水質(zhì)級(jí)別，如表4 所示。2015 年—2019 年子牙河緩沖區(qū)經(jīng)歷了4 個(gè)水質(zhì)級(jí)別的轉(zhuǎn)變，由劣Ⅴ類并黑臭轉(zhuǎn)良至Ⅳ類，水質(zhì)狀況大為好轉(zhuǎn)。

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)評(píng)價(jià)分級(jí)表示，結(jié)果如表5 所示。該方法無法綜合的分析評(píng)價(jià)水質(zhì)變化情況。

4.結(jié)論

本文選用綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法對(duì)2015 年—2019 年子牙新河緩沖區(qū)水質(zhì)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，并對(duì)水環(huán)境變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析，結(jié)論如下。

一是依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)評(píng)價(jià)分級(jí)，當(dāng)有1 項(xiàng)指標(biāo)超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，就表示該水體已經(jīng)不能完全滿足該功能的要求，評(píng)價(jià)過程簡(jiǎn)便，評(píng)價(jià)結(jié)果簡(jiǎn)單明了，是最常用的評(píng)價(jià)分級(jí)方法，但是其也存在一定的局限性，主要體現(xiàn)在忽略了各因子對(duì)水環(huán)境影響的差異性及信息的完整性。相比較而言，綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法通過整體評(píng)價(jià)獲得的評(píng)價(jià)結(jié)果更為合理，同時(shí)能夠分析出評(píng)價(jià)指標(biāo)和水體質(zhì)量要求之間的具體信息，通過這些信息能更好地分析水質(zhì)污染狀況并采取相應(yīng)的防治措施。同時(shí)，該方法不僅能在水質(zhì)某一級(jí)別內(nèi)分析污染程度，也能比較水質(zhì)不同級(jí)別的污染程度，尤其對(duì)水質(zhì)劣Ⅴ類級(jí)別描述更加細(xì)致具體，使污染防治工作更加有的放矢。

二是子牙新河緩沖區(qū)起訖斷面監(jiān)測(cè)結(jié)果相關(guān)性較高，2016 年后基本趨于一致，證明該功能區(qū)水體完全承接上游來水和天然降水，功能區(qū)內(nèi)基本無超標(biāo)排污納入，入河排污治理工作效果顯著。

三是在2015 年—2019 年間綜合水質(zhì)級(jí)別經(jīng)歷了由劣Ⅴ類并黑臭至Ⅳ類的過程，2018 年起已達(dá)到功能區(qū)目標(biāo)要求，并且由2018 年—2019 年的評(píng)價(jià)結(jié)果分析，該功能區(qū)水質(zhì)狀況仍在不斷的改善。