彭笑杰
(河北省邢臺水文勘測研究中心,河北 邢臺054000)
隨著我國經(jīng)濟的高速增長,經(jīng)濟實力日益增強,我國開始進入經(jīng)濟轉(zhuǎn)型階段, 由粗放型經(jīng)濟向集約型經(jīng)濟轉(zhuǎn)變?;诖?,國家及人民對環(huán)境的關注也提升至一個新的高度。水環(huán)境與人民生活息息相關,水質(zhì)評價方法自然也是備受關注, 本文用不同水質(zhì)評價方法對朱莊水庫、 野溝門水庫2018年度的水質(zhì)情況進行評價,并對比評價結(jié)果,探討在實際工作中針對不同水質(zhì)情況采用水質(zhì)評價方法的最優(yōu)解。
單因子評價方法是一種定性評價方法, 指將水體的各項實測水質(zhì)數(shù)據(jù)與國家規(guī)定的水質(zhì)標準進行比較從而獲得各項參數(shù)的水質(zhì)類別, 將其中最差的水質(zhì)類別作為這一水體的水質(zhì)類別。
水污染指數(shù)法是在單因子評價方法基礎上引進指數(shù)對待評價水體進行既定性又定量的評價。 水污染指數(shù)(WPI)的詳細計算過程可參考文獻[3],WPI值與水質(zhì)類別對應關系如表1。
綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價法,簡稱WQI,是綜合各參評因子的數(shù)據(jù)加以整合、計算,并通過各因子水質(zhì)類別、 綜合水質(zhì)類別與水功能區(qū)目標水質(zhì)類別比較得出,能夠綜合反映待評價水體的水質(zhì)情況。 WQI值與水質(zhì)類別對應關系如表1。
表1 WPI值、WQI值與水質(zhì)類別對應
朱莊水庫位于沙河市孔莊鄉(xiāng)朱莊村附近,是海河流域子牙河系滏陽河支流沙河上的一座以防洪灌溉為主,兼顧發(fā)電、城市供水等綜合利用的大(Ⅱ)型水利樞紐工程[4],控制流域面積1220km2,庫容4.162億m3。朱莊水庫于1971年10月正式開工,至1981年底主體工程按批準設計全部完工。 汛限水位239.0m,相應庫容1.48億m3,調(diào)洪庫容2.332億m3。
野溝門水庫位于邢臺縣西部山區(qū)的野溝門村南,朱莊水庫上游,于1966年11月開工興建, 1986年竣工驗收,是一座以防洪為主的中型水利樞紐工程,控制流域面積518km2,總庫容5040萬m3。 水庫調(diào)洪庫容3170萬m3,興利庫容2569萬m3。
根據(jù)《河北省水功能區(qū)劃表》可知,朱莊水庫庫區(qū)、野溝門水庫庫區(qū)的水質(zhì)目標均為Ⅱ類。
2018年1月~2018年12月間每月15日分別在朱莊水庫、野溝門水庫進行水樣采集,共采集24個樣本,并對水溫、溶解氧、化學需氧量、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮等項目進行檢測。采集樣品與檢測過程全部按照GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》要求操作。
對收集的樣本數(shù)據(jù)進行整理, 分別按照單因子評價法、水污染指數(shù)法、綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價法進行評價,結(jié)果依次如表2。
表2 三種評價法評價結(jié)果
由表2的評價結(jié)果可得,單因子評價法評價朱莊水庫及野溝門水庫1~12月度的水質(zhì)類別均為劣Ⅴ類;根據(jù)水污染指數(shù)法評價法計算的朱莊水庫、野溝門水庫1~12月WPI值均超過100,水質(zhì)類別均為劣Ⅴ類;根據(jù)綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價法計算的朱莊水庫、野溝門水庫1~12月WQI值除野溝門水庫8月份的值大于3,其余均在2~3范圍內(nèi),說明朱莊水庫2018年度全年符合Ⅱ類水標準,野溝門水庫除8月份為Ⅲ類水外其余月份也均符合Ⅱ類水標準。
過程中發(fā)現(xiàn)朱莊水庫、 野溝門水庫的總氮含量偏高,故為更好地對比三種不同方法,將總氮刪去對水質(zhì)進行評價,結(jié)果依次如表3。
表3 三種評價法評價結(jié)果(除總氮)
將總氮這一參評因子去掉后, 根據(jù)表3可得,單因子評價法評價結(jié)果為朱莊水庫除1月份為Ⅲ類水,其余月份均為Ⅱ類水, 野溝門水庫1~12月份均為Ⅱ類水。 根據(jù)水污染指數(shù)法計算的朱莊水庫WPI值除1月份為60外,其余月份均處于20~40之間,說明除1月份評價為Ⅲ類水,其余月份均為Ⅱ類水;野溝門水庫WPI值1~12月份均處于20~40之間,說明野溝門水庫1~12月份均評價為Ⅱ類水。 根據(jù)綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價法計算的朱莊水庫WQI值1~12月份均處于1~2之間,評價為Ⅰ類水;野溝門水庫綜合水質(zhì)標識指數(shù)除8月份處于2~3之間,評價為Ⅱ類水,其余月份均處于1~2之間,評價為Ⅰ類水。
根據(jù)以上的評價結(jié)果, 單因子評價法與水污染指數(shù)法評價水質(zhì)類別一致,單因子評價法更簡單、直觀反映水體水質(zhì)類別; 水污染指數(shù)法可定性反映水體水質(zhì)類別,定量反映水體污染程度;綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價法可反映水體的綜合水質(zhì)情況,既可定性,也可定量, 從指數(shù)值中即可直觀得到是否達到水功能區(qū)目標及超標因子個數(shù)。
朱莊水庫、野溝門水庫水質(zhì)情況相似,總氮超標倍數(shù)高,但其他項目基本達到Ⅱ類水,甚至Ⅰ類水標準,因為單因子評價法、水污染指數(shù)法的悲觀原則,評價為劣Ⅴ類水, 但去除總氮后的評價結(jié)果基本為Ⅱ類水,與之前評價結(jié)果相差較大。應用綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價法后,將各因子的污染指數(shù)進行綜合,得到朱莊水庫全年水質(zhì)類別為Ⅱ類水, 野溝門水庫也僅一個月未達到Ⅱ類水標準, 與去除總氮后的評價結(jié)果相差不大。
由此可得出,單因子評價法、水污染指數(shù)法對于大體水質(zhì)情況良好, 但存在某一個或某幾個超標較多的因子時,評價結(jié)果過于向污染因子指標傾斜,導致對水體的評價不夠客觀。 而綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價法此時就可更客觀、 綜合地反映出水體的水質(zhì)情況。
通過對三種評價方法的對比,在實際工作中,對于水體各因子水質(zhì)類別較平均且無需定量評價時,可采用單因子評價法進行評價, 操作簡單且結(jié)果直觀;當水體各因子水質(zhì)類別較平均且需定量評價時,可采用水污染指數(shù)法進行評價; 當水體各因子水質(zhì)類別相差較大時, 可引入綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價法進行評價,雖計算過程相對復雜,但可更綜合地反映水體的水質(zhì)情況。