綜合水質標識指數法（WQI）在永定河石景山段水質評價中的應用

摘要：水質標識指數（WQI）能夠系統、客觀的評價水體的水環境類別、受污染程度等信息，根據單因子水質標識指數（P）創建的綜合水質標識指數（WQI）可以全面評價水體的總體水質情況。為全面研究永定河石景山段各不同斷面的水環境質量，選取永定河流域3個斷面，按照2013—2016年的水斷面監測數據，以綜合水質標識指數計算各斷面污染因子，并詳細論述了永定河石景山段水質變化情況。

關鍵詞：水質標識指數（WQI）； 綜合水質評價 ；永定河石景山段

中圖分類號：K928.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2017）03-0042-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.03.018

Abstract： The water quality identification index （WQI） can systematically evaluate the water environment category and pollution degree of the water body. The comprehensive water quality index （WQI） created by the single factor water quality index （P） can comprehensively evaluate the water body Water quality situation. In order to comprehensively study the water quality of different sections of Shijingshan section of Yongding River， three sections of Yongding River Basin were selected. According to the data of water cross-section monitoring in 2013-2016， the pollution factors were calculated by comprehensive water quality index. Water quality change in Shijingshan section of river.

Key words： water quality identification index （WQI）； comprehensive water quality evaluation； Yongding River Shijingshan section

全面系統的評價水質狀態，總體了解水體污染情況是水污染治理的首要工作。目前，水質的綜合評價有許多種方式，本文采取綜合水質標識法（WQI）對水環境質量狀況做出評價。綜合水質標識指數（WQI）可以系統客觀地評價水環境類別、水質數據、水質達標情況等水體參數，其優勢是既能定性評價、也能定量評價；不僅不會因個別水質指標存在偏差就否定總體水質狀況，又能對總體水質狀況得出客觀的評價；既能夠用水體不同斷面的水環境信息做比較，又可以用于不同水體的水質評價分析；既能夠在 I 水體到 V 類水體中比較水環境質量的好壞，也能夠評價劣 V 類水體的污染狀況[1]。

石景山區水系以永定河水脈為支撐，其中永定河蓮石湖生態溝渠長5km，為維持石景山區生態環境起到了重大作用。該流域內開展水質監測的主要斷面為：永定河上游支流高井溝斷面（市控）、中游蓮石湖中游湖面斷面（區控）、下游南大荒橋斷面（國控）。按照2013-2016年監測數據，現在水體中主要污染物為 氮、磷等元素及其化合物，水體富營養化現象非常嚴重，因此選用 TP、TN、NH3-N、COD、DO 用于水質標識指數的計算。

1 數據與方法

1.1 數據選取

在永定河流經石景山區的水域中，選取三個監測斷面，分別為國控高井溝斷面、市控南大荒橋斷面、區控蓮石湖中游湖面斷面。選取2013年至2016年數據進行分析[2]。高井溝斷面執行地表水Ⅲ類標準，南大荒橋和蓮石湖中游湖面執行地表水Ⅴ類標準。

1.2 綜合水質標識指數方法簡介

1.2.1 綜合水質標識指數

WQI為1位整數、小數點后1位、2位或3位數字構成，公式為：

WQI=X1. X2 X3X4

式中X1. X2由公式計算得出，X3和X4由數據對照計算得出。X1為水體總體綜合水質類別；X2為該項水質指數在X1類標準區間中所在位置。X3為水質各項指標中，劣于水環境功能區目標的水質指標數量；X4為水質類別與水體功能區目標的對照結果，可被認為是水體受的污染程度1。

1.2.2 X1.X2的計算

WQI確定的關鍵是X1.X2的計算，既根據監測結果計算水環境的綜合水質類別，并計算水質指標在該類標準區間中的位置。公式如下：

式中，n為參與WQI評價的單項指標數量；分別為第1、2、n單因子水質標識指數，取整數位和小數點后1位。

1.2.3 X3的計算

X3是水環境質量評價中，不達標的單項指標數量。若是X3=0，則認為全部參加評價的參數都達到水環境功能目標的要求；若是X3=2，表明參加評價的參數中有兩個參數不達標；如果X3=3，說明有三個參數不達標。

1.2.4 X4的確定

2 結果與分析

2.1 單因子水質標識指數（P）評價結果

永定河水質單因子水質標識指數如表1所示。從表2可知，永定河水質受DO影響最小，除高井溝在2013年超標，其它時段均達到水質功能目標，南大荒橋和蓮石湖中游湖面在所有監測時段內均好于Ⅰ類水。在余下四項指標中，永定河水質受TN影響最大，在所有監測時段內TN均未達標，并出現最高值25.66。對永定河水質影響第二大的指標為COD，所有監測時段COD均未達標2。NH3-N和TP對永定河水質影響較小，南大荒橋斷面在所有監測時段內基本達標，高井溝在所有監測時段內不達標[3]。

2.2 永定河水質變化情況

根據單因子水質標識指數分析結果，所有斷面水質均呈轉好趨勢。其中高井溝斷面TN、NH3-H總體呈下降趨勢，TP呈逐年下降趨勢，DO總體穩定。南大荒橋斷面TN、DO、NH3-H總體穩定，但受TN污染極大，NH3-H污染次之，此兩項指標均未有明顯改善3。TP呈逐年下降趨勢。蓮石湖中游湖面斷面TN起伏較大， COD、DO總體穩定，NH3-H呈逐年下降趨勢。

2.3 綜合水質標識指數（WQI）評價結果

永定河水質綜合水質標識指數如表2所示。根據監測數據顯示，高井溝斷面水質呈總體改善趨勢，水質標識指數從13.956下降到6.846，下降接近50%，五項指標中從全部超標改善為四項超標。南大荒橋水質較為穩定，總體評價為Ⅳ類水體，但每年均有個別項目超過水體功能目標。蓮石湖中游湖面水質呈總體改善趨勢，水質標識指數從6.654下降至3.922，從劣Ⅴ類水體改善為Ⅲ類水體，改善幅度最大。從空間分布分析，高井溝水質最差，南大荒橋水質相對較好，蓮石湖中游湖面水質相對次于南大荒橋水質[4]。

3 結論與分析

本文運用綜合水質標識指數法對永定河石景山段水質進行評價，結論與污染物的時空分布現狀一致。采取綜合水質標識指數對水環境進行評價，既可以全面反映各水體污染特征及其與其它水體水質的差別； 還可以系統反應水環境的總體狀況，從而做出對同一水體的水環境狀況的差異性比對以及對劣Ⅴ類水體的水環境質量分級。主要研究結論為：

根據單因子水質評價結果，永定河石景山段水質受TN影響較大，受DO影響較小。

根據綜合水質指數評價結果，高井溝和蓮石湖中游湖面斷面水質呈總體改善趨勢，蓮石湖中游湖面水質4較為穩定。

永定河石景山段上游支流高井溝水質最差，中間段蓮石湖中游湖面水質次之，下游南大荒橋水質量最好，推測可能受水體自凈功能影響。

參考文獻

[1]尹海龍，徐祖信. 河流綜合水質評價方法比較研究[J]. 長江流域資源與環境， 2008，（17）： 137-139.

[2]魏錚. 石景山區環境質量報告書[M]. 北京： 北京市石景山區環境保護局，2015.

[3]徐祖信.河流單因子水質指數評價方法[J].中國，2005，10（24）：124.

[4]徐祖信.河流單因子水質指數評價方法[J].中國，2005，10（24）：123.

收稿日期：2017-05-03

作者簡介：王珺博（1990-），男，本科，助工，研究方向為環境監測。