不同评价方法对水库水质评价的适应性

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1、不同评价方法对水库水质评价的适应性　　摘要：目前水体水质评价方法众多，如何筛选合适方法对水质状况进行科学评价，是环境保护中一项基础性和重要性工作。以广东省某水库2008年-2013年水质监测数据为基础，利用单因子评价法、综合污染指数法、模糊综合评判法和灰色关联分析法对水库水质进行了评价，对比分析了这四种方法评估结果的合理性以及存在的缺陷。研究表明：（1）不同方法的评价结果存在较大差异。灰色关联分析法评价的水质状况最好，模糊综合评判法的评价结果与其他方法评估结果的一致性最高。（2）不同方法受权重的影响也存在较大差异。灰色关联分析法受权重影响最小，而模糊综合评判法受权重影响最大。（3）灰

2、色关联分析法则适用于初级使用者；模糊综合评判法适用于相关知识和经验丰富的人群；单因子评估法适用于流域最严格水资源管理；综合污染指数法仅能确定水体是否污染，但不能确定具体水质级别，可以作为一种补充方法。（4）为准确评估水体水质级别，减少权重和方法对结果的影响，建议采用多种评估方法进行综合分析。　　关键词：水质评价；单因子评价法；综合污染指数法；模糊综合评判法；灰色关联分析法；适用性分析；水库　　中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：16721683（2016）0601830712　　随着社会经济和城市化的快速发展，剧烈人类活动的扰动造成了河湖水环境恶化严重[1]。水环境综合评价与

3、防治已成为我国流域管理中关键内容之一，也是环境水文学研究的重点方向之一[25]。自20世纪80年代开始，我国将单因子评价法作为国家统一方法对主要河湖水系水质状况进行了评价。该方法使用简单，不确定性较小，但评价结果过于严厉，表现为过保护[6]。多指标综合评估法是目前水质评价中最常用手段，如污染指数法[78]，模糊综合评判法[910]，灰色系统评价法[1112]，人工神经网络法[13]，水质标识法[1415]等。但综合水质评价结果的适用性和不确定性一直是探讨的热点问题。目前的研究主要是针对研究区实际情况，采用多种指标和多种方法对水质进行综合评估[1618]。杨磊磊等[19]利用桦甸市5个

4、监测断面数据分别采用传统、改进的内梅罗污染指数法及模糊综合法对水质数据进行了评估及其适用性分析，结果发现内梅罗指数法更适用于掌握水体被污染的程度、模糊综合评判法更适用于评价水体功能及水质类型。李名升等[20]利用190个国控断面水质监测数据对单因子评价法、灰色关联分析、模糊综合评判等7种评价方法的适用性和局限性进行实证研究，结果发现分级评分法和单因子评价法的结果差异较大、物元可拓法对权重变化较为敏感。因此，水质评价结果受评价方法、赋权方法等多种因素的影响。如何分析不同评价方法的适应性、筛选合适的方法仍需根据实际情况进一步研究。　　本文选取广东省某水库作为研究对象，分别利用四种常用的水

5、质评价方法，即：单因子评价法、综合污染指数法、模糊综合评判法和灰色关联分析法，对该水库2008年-2013年月和季度等不同时间尺度水质进行评价，探讨了不同评价方法和赋权方法对水质结果的影响；最终得出四种方法优缺点及其适用范围。12　　1数据与方法　　1.1研究区概况和数据收集　　研究水库为广东省南部某城市重要的供水水库。该市属于亚热带海洋性气候，年平均气温为224℃，多年平均降水量达1837mm。但由于降雨时空分布不均，暴雨集中；加之境内河流水库蓄水能力非常有限，使得该城市可利用的水资源量很少。水库集水面积为64km2，总库容为9950万m3，正常蓄水位下水面面积约115km2，属于

6、中型水库，具有城市供水、调蓄和防洪三大功能。水库的主要污染源为工业和生活污水，主要超标指标为总氮。根据地表水环境质量标准（GB3838-2002）地表水水域环境功能和保护目标，该水库是水源地二级保护区，水质目标为Ⅲ类。　　研究收集了水库库心监测断面从2008年-2013年共6年169组水质数据，除极少月份只有1组监测数据外，其余月份都有2～3组监测数据。监测指标包括锰、总磷、硝酸盐（以N计）、氨氮、铁、总氮和高锰酸盐指数。原始数据的统计描述见表1。本研究分别以月平均和季度平均观测值为基础，评估了研究水库各月份和各季度水质变化规律。　　1.2水质评价方法　　[BT4]1.2.1单因子评

7、价法　　单因子评价法通过将各水质指标监测结果与所测水域水功能保护目标进行比较，确定各评价指标的水质类别，最终以最差指标对应的水质类别作为所评价水体的水质类别。该方法是目前我国地表水环境质量标准规定的水质评价方法。　　[BT4]1.2.2综合污染指数法12　　综合污染指数法根据计算方法的不同可以分为多种类型，常见的有代数叠加型综合污染指数、加权平均型综合污染指数、幂指数型综合污染指数和向量模法综合污染指数。本文采用的是加权平均型综合污染指数，加权平均综合污染