水环境质量评价方法分析

水环境质量评价方法分析

1 水环境质量评价

水环境质量评价就是通过一定的数理方法和其他手段，对水环境素质的优劣进行定量描述（或将量质变换为评语）的过程。水环境质量评价必须以监测资料为基础，经过数理统计得出统计量（特征数值）及环境的各种代表值，然后依据水环境质量评价方法及水环境质量分级分类标准进行环境质量评价。

2 水环境质量评价的作用及分类

水环境质量评价是进行环境管理的重要手段之一。通过水环境质量评价可以了解环境质量的过去、现在和将来发展趋势及其变化规律，制定综合防治措施与方案；可以了解和掌握影响本地区环境质量的主要污染因子和主要污染源，从而有针对性地制定改善环境质量的污染源治理方案和综合防治规划与计划；可以为制定国家或地方的环境标准、法规、条例细则等提供科学依据；可以进行环境质量的预断预报，编制新建、改建、扩建和挖潜、革新、改造等工程技术项目的环境影响报告书和防治方案，为选址、设计和生产布局提供科学依据，还可用以总结本地区的环保工作，鉴定防治措施的效果、写出年度环境质量报告书，进行不同地区间环境质量的比较，交流情报资料，进行全国环境质量统计，促进环保科研技术的发展以及是否以牺牲水环境质量和人民健康而换取经济发展高速度的损益分析等。

按不同的分类方法，大致上可将水环境质量评价分为以下几种类型：1）按照时间可分为回顾评价、现状评价和预断评价；2）按照区域类型可分为城市、区域或流域、景区等；3）按照环境的专业用途又可分为饮用水、灌溉水、渔业用水等质量评价。

3.水环境质量评价内容

3.1评价方法分析

1.单因子评价法

现行的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中明确规定：“地表水环境质量评价应根据应实现的水域功能类别，选取相应类别标准，进行单因子评价”。单因子评价法的实质是评价过程采用变权来处理评价因子，对污染最重因子赋以100%权重。因此，该方法未考虑水质评价全部因子的贡献，水质监测信息未充分利用。与其他方法相比，其水质评价结果是差的，表现为过保护。有时会由于过于严格的要求把水域使用功能评价得偏低各评价参数之间互不联系，不能全面反映水体污染的综合情况但该方法评价过程简单，无需复杂计算。

以金沙江流域铁路桥断面为例，按单因子方法，其评价等级为Ⅳ类，定级项目为石油类，但其他7项污染因子均好于Ⅰ类水质标准。再如新濉河大屈断面，按单因子方法，其评价等级为劣Ⅴ类，定级项目为氨氮，CODMn也超标(Ⅳ类)，BOD5、石油类、挥发酚、汞、铅这5个项目均好于Ⅰ类水质标准，DO好于Ⅱ类水质标准。按4种分级评分法评价，铁路桥断面均评价为Ⅰ类，大屈断面则评价为Ⅲ类(灰色关联)、Ⅴ类(模糊综合)、Ⅰ类(物元可拓)、Ⅱ类(标识指数)。比较各种方法评价结果，如果按单因子评价法，将这两个断面评价为Ⅳ类和劣Ⅴ类结果偏严。因此，当仅有1项指标污染较重时，分级评分法较为合适；当有2项以上指标污染较重时，物元分析法评价结果偏松，标识指数法和灰关联分析法

2.污染指数评价法

污染指数评价法是用水体各监测项目的监测结果与其评价标准之比作为该项目的污染分指数,然后通过各种数学手段将各项目的分指数综合而得到该水体的污染指数，以此代表水体的污染程度。对分指数的处理不同，使水质评价污染指数存在着不同的形式，包括简单叠加指数、算术平均值指数、均方根指数、最大值指数、内梅罗指数等。

111简单叠加指数

选定若干评价参数, 将各参数的实际浓度Ci和其相应地评价标准浓度( Coi) 相比,求出各参

数的分指数, 然后将各分指数加和。

优点：综合反映出各种污染物对水质的影响；缺点：结果受评价参数多少的影响；无法区别不同污染物的影响；可比性不高。

111算术平均值指数

计算原理与比值法相同, 将分指数和除以参加评价的项数(n)

优点：结果不受评价参数项数的影响；缺点：可能掩盖高浓度参数或污染参数的影响

111最大值指数

亦称内梅罗指数，该方法特点是在计算式中含有评价参数中最大的分指数项

优点：充分重视某污染物出现的最大浓度值的影响；缺点：在污染物波动大时，可能出现一个由最大值决定的高峰，反映不出其他污染指数的贡献。

111加权平均指数

根据污染物对环境影响作用的不同, 人为地引入加权值Wi

优点：考虑了不同污染物对水质影响的不同，构思合理；缺点：结果低于最大分指数，当超标严重时，会掩盖污染问题；准确而客观的权重值难以获取。

111混合加权模式

Ii为分指数,Σ1为诸Ii>1求和, Σ2为所有Ii求和;

Σ1Wi1=1, Σ2Wi2=1

优点：运用客观赋权法，具有一定的合理性；强调了超标指数的影响；缺点：当超标指数过大或超标项多时，评价结果会明显增大。

总体评价：这种方法对整体水质作出定量描述，按照一定的分级标准对水质作出定性评价。计算简便，便于进行水体之间或同一水体时间序列上的基本污染状况和变化的比较。但是，不能很好地与国家统一的水质功能类别相一致，没有完善统一的环境质量分级系统。

不同的指数之间、指数分级与环境质量标准之间都缺乏可比性

权重取值不同会对评判结果带来影响。

分级评价法

1模糊评价法：

水环境污染程度与水质分级相互联系并存在模糊性，而水质变化是连续的，模糊评价法较好体现了水环境中客观存在的模糊性和不确定性，符合客观规律，具有较强的合理性。

随着模糊评价法的应用和改进，模糊评价法中主要有模糊综合评价法、模糊模式识别法、模糊聚类法等。

模糊综合评价法的基本思路是

由监测数据建立各评价因子对各级标准的隶属度集,形成隶属度矩阵

把因子的权重集与隶属度矩阵相乘,获得一个综合评判集,表明评价水体水质对各级标准水质的隶属程度

取隶属程度大的水质类别作为水体的类别，反映了综合水质级别的模糊性

方法：

建立单因子评价矩阵：每个评价因子与每级评价标准之间的模糊关系可用模糊矩阵R表示。监测值为X的污染因子对各个水体级别的隶属度rij，即可以被评为i类环境质量的可能；n 水体质量级别数, i= 1, 2, 3,…, n；m表示水体评价因子数,j= 1,2,3,…,m 。