基于不同評價方法的莊河流域水質分析

白玲暉，劉 暢

(遼寧師范大學 地理科學學院，遼寧 大連 116029)

1 引言

地表水水質監測分析是了解水資源水質情況的重要前提，同時也是水資源等級評定的重要手段。

環境質量評價結果的可靠程度一方面取決于監測數據的準確性，另一方面依賴于科學的評價方法，包括技術的選擇。不同的水質評價方法所關注的側重點不一樣，結果也就有所差別。到目前為止，國外和國內出現了很多不同的水質評價方法，主要有單因子評價法，綜合污染指數法，灰色關聯法，主成分分析法以及人工經神網絡評價法等。根據評價標準的不同主要分為單指標評價法和多指標評價方法，單指標評價方法評價單一，計算簡單容易“一刀切”所以也具有一定的局限性；而多指標的綜合評價因為考慮不同指標對水質評價的不同影響，所以評價更為客觀。

2 研究區概況

莊河位于遼寧省大連市東北部，是大連水系發達的六大河流之一。莊河地處遼東半島東側南部，大連市東北部，地理坐標為東經122°29′～123°31′，北緯39°25′～40°12′，東近丹東與東港市接壤，西以碧流河與普蘭店區為鄰，北依群山與營口市的蓋州、鞍山市的岫巖滿族自治縣相連，南瀕黃海與長海縣隔海相望。莊河市全境總面積為6968 km2，其中陸地面積4073 km2，自然海岸線長285 km。莊河市總人口為78.6335萬人(圖1)。

3 研究方法

3.1 單因子評價法

單因子評價法，也叫單因子污染指數法，是我國標準規定的地表水質評價方法。將各斷面監測出來的指標濃度與《國家地表水環境質量標準》進行對比，最后將指標最差的所屬水質類別作為該水質的水質類別。該評價方法作為最基礎的水質評價方法，在我國的應用最為廣泛。其公式為:

(1)

式(1)中，Pi為該指標的污染指數，Ci為該指標實測濃度，C0為《國家地表水環境質量標準》中該第Ⅲ類水的標準值。

圖1 莊河市水系分布

3.2 綜合污染指數分析法

綜合污染指數法是基于單因子污染指數進行分析的，用每個指標計算出來的污染指數來進行一定的數學運算得到該水質的綜合污染指數。因為運算方法的不同，所以綜合評價法的形式也有很多。選取較為常見的計算算術平均值得方法來確定其綜合污染指數的方法，其公式為：

(2)

式(2)中，P代表該水質的綜合污染水質，Pi代表某一指標在單因子法分析中的污染指數。

4 研究結果與分析

4.1 單因子指數法分析

單因子評價法就是用最差的單項指標所屬類別來確定水體綜合水質類別，即用水體各評價因子的監測結果對照該項目的分類標準，確定其水質類別。根據計算公式，對莊河的1個監測斷面的7個監測指標進行測算，得出結果見表1。根據單因子指數分析的方法可以得知，莊河2～12月份的水質均評價為劣Ⅴ類，其中最為主要的原因是莊河水質評價中總氮含量的嚴重超標。縱向對比來看，在計算出的單因子指數中，除了6月份以外，其余月份的單因子指數均為總氮最高。6月份單因子指數最高值為總磷，水質級別也為劣Ⅴ(表2)。

表1 綜合污染指數評價分級

表2 單因子法評價結果

4.2 綜合污染指數法分析

根據綜合污染指數法計算結果如表3所示，2～7月和11、12月均屬于重污染，8，9，10月份屬于中度污染。其中3月份污染指數最大為1.68，表明3月份時期污染程度最高，8月份污染指數為0.77，表明8月份污染指數最小(表4)。

表3 單因子法計算結果

表4 綜合污染指數法計算結果

5 結論

(1)根據單因子法分析可得2～12月份莊河水質均為劣Ⅴ類，說明莊河水資源污染較為嚴重。但是單因子評價法根據最差的指標評級結果對水質進行評定較為絕對，不可完全作為參照。同時在檢測的七大指標中，總氮的污染指數最高，說明莊河附近生活污水的排放和養殖產業的發展對莊河水質產生較大的影響。

(2)根據綜合污染指數分析法可得除8，9，10月份為中污染以外，其余月份也均為重度污染。這一結果與單因子評價法的結果較為相似性，具有一定的參考價值。但從分析來看，8，9，10月份污染程度得到一定緩解，可能是因為夏季莊河地區降雨量增大，河流流水更新循環速度快，對污染有一定的緩解作用。