李松虎

（亳州市水行政監(jiān)察支隊(duì)，安徽 亳州 236800）

0 引言

水質(zhì)是影響流域水資源開(kāi)發(fā)利用的關(guān)鍵指標(biāo)，也是制約水環(huán)境健康發(fā)展的重要因素。近年來(lái)，水質(zhì)評(píng)價(jià)方法主要聚焦于單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、水質(zhì)指數(shù)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、內(nèi)梅羅指數(shù)法等。內(nèi)梅羅指數(shù)法具有計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)潔且同時(shí)兼顧標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)的最高值和平均值的特點(diǎn)，模糊綜合評(píng)價(jià)法通過(guò)計(jì)算各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，綜合評(píng)價(jià)得出水質(zhì)計(jì)算結(jié)果。渦河是引江濟(jì)淮工程的主要輸水線路之一，水質(zhì)直接影響到調(diào)水水質(zhì)的安全，迫切需要開(kāi)展安徽省渦河地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)方面的研究。為此，本次研究以安徽省渦河流域?yàn)閷?duì)象，采用內(nèi)梅羅指數(shù)法和模糊綜合評(píng)價(jià)法開(kāi)展地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)，以期為科學(xué)管理和高效開(kāi)發(fā)利用渦河水資源提供技術(shù)支撐。

1 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

1.1 內(nèi)梅羅指數(shù)法

內(nèi)梅羅指數(shù)法在水質(zhì)單因子評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，水質(zhì)評(píng)價(jià)主要依據(jù)原樣測(cè)試結(jié)果，在監(jiān)測(cè)點(diǎn)每個(gè)水質(zhì)測(cè)試項(xiàng)目的評(píng)價(jià)結(jié)果基礎(chǔ)上，根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)每項(xiàng)因子的P 值確定評(píng)分，最后確定監(jiān)測(cè)點(diǎn)水質(zhì)級(jí)別，計(jì)算公式如下：

其中：Pmax為單項(xiàng)因子評(píng)分值最大值；P 為單項(xiàng)因子評(píng)分值的平均值；n 為項(xiàng)數(shù)。按照綜合污染指數(shù)將評(píng)價(jià)結(jié)果分為5 類，分別為優(yōu)秀（0～1）、良好（1～2）、輕度污染（2～3）、中度污染（3～5）、重度污染（>5）。

1.2 模糊綜合評(píng)價(jià)法

模糊評(píng)價(jià)首先要確定評(píng)價(jià)的對(duì)象，即評(píng)價(jià)因子。評(píng)價(jià)集反映的是評(píng)價(jià)結(jié)果的不同類別，本研究目的是對(duì)監(jiān)測(cè)站位的水質(zhì)類別進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此根據(jù)地表水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)集可表示為V={Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ}。然后，通過(guò)建立評(píng)價(jià)因子的隸屬函數(shù)，可以計(jì)算得到各評(píng)價(jià)因子對(duì)每一類水質(zhì)的隸屬度，并由此構(gòu)建評(píng)價(jià)矩陣。本研究采用“降半梯形分步法”將實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合起來(lái)。對(duì)于數(shù)值越大污染越嚴(yán)重的指標(biāo)可按公式計(jì)算相應(yīng)等級(jí)的隸屬度。

將各個(gè)監(jiān)測(cè)站位的各評(píng)價(jià)因子帶入相應(yīng)的隸屬度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，可以得到各監(jiān)測(cè)站位的不同評(píng)價(jià)因子對(duì)各級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度，由此建立每個(gè)監(jiān)測(cè)站位的評(píng)價(jià)矩陣R：

本研究各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值采用污染因子貢獻(xiàn)率法進(jìn)行計(jì)算。污染因子貢獻(xiàn)率的計(jì)算公式為：

2 研究區(qū)概況

渦河位于淮河的中游，是淮河的第二大支流，也是淮北平原區(qū)的重要河道，它的水路以西北至東南的方向延伸。流域的大多數(shù)區(qū)域?yàn)榕瘻貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候。由于渦河流域降雨量季節(jié)性變化十分明顯，所以河川徑流量也有較大的年內(nèi)變化，屬于季節(jié)性河流。

為確保研究結(jié)果的準(zhǔn)確性，本次選用了檢測(cè)資料較為完備的亳州十八里橋、蒙城閘上等6 個(gè)站點(diǎn)。選取氨氮、總磷、揮發(fā)酚、高錳酸鹽等17 種指標(biāo)進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。

3 水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果分析

3.1 模糊綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)結(jié)果

模糊綜合評(píng)價(jià)法中采用污染因子貢獻(xiàn)率法計(jì)算出各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值如表1 所示。

表1 模糊綜合評(píng)價(jià)權(quán)重表（單位：mg/L）

由表1 可知總磷、氨氮、高錳酸鹽、五日生化需氧量、化學(xué)需氧量、溶解氧、氟化物7 種指標(biāo)的權(quán)重值較高，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響較大。六價(jià)鉻、銅、鋅、鎘、鉛、砷、硒、氰化物8 種指標(biāo)的權(quán)重值較小，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響較小。

將由隸屬度函數(shù)計(jì)算出的評(píng)價(jià)矩陣R 與權(quán)重向量相乘得出各站點(diǎn)不同時(shí)期的模糊向量，由此可知渦河流域不同站點(diǎn)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果差別較大，其中亳州十八里橋、小洪河古井鎮(zhèn)和小洪河入渦河口三個(gè)站點(diǎn)水質(zhì)最差，亳州十八里橋在檢測(cè)期間幾乎一直保持在Ⅲ、Ⅳ類水水平，僅有少數(shù)情況為Ⅰ、Ⅱ類水。

3.2 內(nèi)梅羅指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果

使用內(nèi)梅羅指數(shù)法計(jì)算得出的亳州十八里橋、蒙城閘上、懷遠(yuǎn)縣邵許電灌站、懷遠(yuǎn)三橋、小洪河入渦河口5 個(gè)站點(diǎn)豐平枯各時(shí)期的綜合污染指數(shù)變化如圖1。

圖1 內(nèi)梅羅指數(shù)法評(píng)價(jià)結(jié)果圖

由圖1 可知，蒙城閘上、懷遠(yuǎn)縣邵許電灌站和懷遠(yuǎn)三橋三個(gè)站點(diǎn)的綜合污染指數(shù)一直保持較低水平，綜合污染指數(shù)值幾乎均在2 以下，水質(zhì)等級(jí)在優(yōu)秀與良好之間波動(dòng)。亳州十八里橋、小洪河入渦河口兩個(gè)站點(diǎn)的綜合污染指數(shù)在2011—2013 年期間保持較高水平，輕度污染率和中度污染率較高。2013—2021 年份綜合污染指數(shù)較低，水質(zhì)等級(jí)均保持于優(yōu)秀或良好。小洪河古井鎮(zhèn)的綜合污染指數(shù)相較于其他站點(diǎn)較高，尤其在2014—2018 年期間，水質(zhì)一直保持在中度污染與重度污染水平之間，水質(zhì)極差。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比分析

內(nèi)梅羅指數(shù)法考慮了所有的水質(zhì)指標(biāo)，但沒(méi)有根據(jù)不同水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水質(zhì)情況影響大小的不同而給予不同的權(quán)重值，且內(nèi)梅羅指數(shù)法受最差的水質(zhì)指標(biāo)影響較大。模糊綜合評(píng)價(jià)法采用了模糊數(shù)學(xué)的思想，建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型，并且根據(jù)不同指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的影響作用不同賦予不同的權(quán)重值，相對(duì)內(nèi)梅羅指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果，其計(jì)算結(jié)果的可靠度更高。

4 結(jié)論

本研究主要對(duì)渦河流域進(jìn)行了水質(zhì)評(píng)價(jià)。從多個(gè)站點(diǎn)中選擇了檢測(cè)資料完備的亳州十八里橋、蒙城閘上、懷遠(yuǎn)縣邵許電灌站、懷遠(yuǎn)三橋、小洪河古井鎮(zhèn)、小洪河入渦河口6 個(gè)站點(diǎn)，并對(duì)這6 個(gè)站點(diǎn)的17 種水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了分析處理，然后采用內(nèi)梅羅指數(shù)法、模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行計(jì)算，對(duì)各站點(diǎn)的不同指標(biāo)變化特征進(jìn)行了逐一的分析對(duì)比。通過(guò)內(nèi)梅羅指數(shù)法和模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)梅羅指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果最好，模糊綜合評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)結(jié)果次之，且變化幅度較緩和。但因?yàn)楸狙芯抗矊?duì)渦河流域6 個(gè)站點(diǎn)的17 個(gè)水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了分析計(jì)算，其中揮發(fā)酚、六價(jià)鉻、銅、鋅、鎘、鉛、砷、汞、硒、氰化物等指標(biāo)含量較低，大多數(shù)情況下遠(yuǎn)低于Ⅲ類水的標(biāo)準(zhǔn)，所以各因子取同樣的權(quán)重會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果相對(duì)較優(yōu)。目前基于兩種水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，綜合分析對(duì)比評(píng)價(jià)，得出水質(zhì)計(jì)算結(jié)果，是最優(yōu)水質(zhì)評(píng)價(jià)方案，可為渦河流域水資源的保護(hù)與管理提供技術(shù)支撐■