标识指数法分析评价汕头饮用水源地水质

陈泽榕

（广东省水文局汕头水文分局，广东 汕头 515041）

标识指数法分析评价汕头饮用水源地水质

陈泽榕

（广东省水文局汕头水文分局，广东 汕头 515041）

水体质量评价是当前开展水环境规划管理以及污染综合防治方面不可少的依据，文中运用水质标识指数法的基本原理综合分析评价汕头境内主要饮用水源2013年7月至2014年6月共一年中的水质状况，并给出汕头主要饮用水源地水质具体保护措施和建议。

标识指数；饮用水源；水质分析评价；汕头

1 概 述

水资源评价是水环境保护中的关键环节，通过搜集、提取、分析并加以客观评价水质监测数据，可以进一步加深对水资源的现状的认识，进而为水环境保护提供科学可靠的技术保证。

水质评价方法有许多种，按原理方法可分为：一种是以物理化学等可量化参数的实测值为依据的评价方法；另一种是将水体中水生物种群与水质建立关联的生物学评价方法。当今，在我国河流综合水质评价中，最为常用的是物理化学参数评价方法，其中常用的评价方法有单因子评价法、污染指数法、灰色系统评价法、模糊数学评价法等水质评价方法[1，2]。单因子评价法是将指标检测值与国家标准值进行比较，以判断水质优劣程度，该方法操作简单，但使用的是最差单项指标来判断水体是否满足使用功能，过于保守且不能保证其科学合理性[3]；污染指数法虽然可以得出检测河流的污染程度，但是却体现不出水质的类别，使用不同的标准值会得到不同的评价结论；灰色系统评价法在综合水质为劣Ⅴ类水时过于保守；模糊数学法需要构造隶属度，主观性较强[4]。

徐祖信提出的单因子水质标识指数评价法和综合水质标识指数评价法既可以完整标识水质评价类别、水质数据、功能区目标值等重要信息，又可以评价水质类别，并且定量比较同一类水的水质指标，同时可以在不同类别水质指标中比较分析污染程度，近年来广泛运用于水质评价中。

2 水质单因子标识指数法和综合标识指数法

2.1 单因子水质标识指数

单因子水质指数P的组成为一位整数和小数点后二位有效数字，用下面式子（1）表示：

式中：X1表示所监测水质指标的水质类别；X2表示该监测指标在X1类水质上下限变化区间中所处的位置，根据公式按照四舍五入的原则进行计算可得到；X3表示该监测水质指标的水质类别与所属水功能区划设定类别的对比，可以直观地表示该监测水质指标的污染程度，由为一位或两位有效数字组成。

2.2 综合水质标识指数

综合水质标识指数由整数位和三位或四位小数位组成，用下面式子（2）表示：

式中的X1和X2由各项监测指标的单因子水质标示指数计算平均值获得。其中X1表示所监测河流水质的总体综合类别；X2表示综合水质在X1类水质上下限变化区间中所处的位置；X3表示所有参与综合水质评价的水质指标中，达不到设定的水环境功能区目标要求的单项指标的个数；X4表示综合水质类别与所属水功能区划设定类别的对比结果，可以直观地表示该监测水质指标的污染程度，X4由一位或两位有效数字组成[5，6]。

2.3 水质标识指数的解释

单因子水质标识指数和综合水质标识指数判别水质类型的方法见表1所示。

3 水质状况及评价

3.1 基本概况

韩江是潮汕地区的第一大江河，全长470 km，流域总面积达30 112 km2，是汕头等市近600万人口的主要饮用水源。韩江水源地的水质情况直接关系到汕头经济社会的和谐稳定。因此严格监测、评价韩江流域在汕头境内主要饮用水源地水质状况，对于保障汕头市人民群众的饮水安全，服务汕头市的经济社会建设具有十分重要的战略性意义。

表1 单因子水质标识指数和综合水质标识指数及其对应的水质类别

3.2 监测断面

根据汕头重要水源地以及《广东省水功能区划》[7]中规定的饮用区，从韩江进入汕头市境内起，选取韩江干流及其下游支流有代表性的断面，共7个，分别是：南社、庵埠水厂、澄海东部水厂、澄海第一水厂、澄海第二水厂、河溪水库、秋风岭水库。这里包含了5个河流水功能区，2个水库水功能区，均为汕头的主要饮用水源区及水源取水口。

3.3 评价指标

以2013年7月至2014年6月汕头市境内主要断面水质试验数据为基础，采用单因子评价法和标识指数法对汕头市境内主要河流进行水质评价，评价因子包括CODMn、BOD5、氨氮、总磷、铁、锰、粪大肠菌群等项目，评价所参照的国家标准为GB3838-2002《地表水环境质量标准》[8]。各指标监测数值见表2。

表2 2013年7月至2014年6月各断面监测数据平均值

3.4 评价结果及其分析

将各个断面监测数据，进行单因子水质标识指数和综合水质标识指数分析计算，统计结果见表3。

表3 各断面2013年7月至2014年6月水质标识指数

由表3可以看出，以综合标识指数作为参考，在全面分析各指标的基础上，更直观地反映了汕头境内主要饮用水源地的水质类别及超标情况：

1）根据标识指数法评价的结果可知，韩江在汕头境内的水质状况总体维持在较好的水平，绝大部分断面所代表河段的各项水质指标均符合该断面水功能区的目标水质。总体来说，汕头境内的7个主要饮用水源地水质均符合GB3838—2002规定饮用标准的浓度范围。从计算数据可知，南社、庵埠水厂的粪大肠菌群为Ⅲ类超出所在水功能区目标水质Ⅱ类，说明所在河流沿岸城乡生活污水、农业生产所采用的人畜粪便以及沿江两岸的生产、生活垃圾在没有经过深度处理的情况下直接排入河流，进而导致所检测的水体粪大肠菌群数据不达标。

2）由于南社、庵埠水厂目标水质类别是Ⅰ类，所有检测项目中仅粪大肠杆菌群是Ⅲ类，其余各项目均为Ⅰ类水质，如果按单因子评价，南社、庵埠水厂就达不到目标水质类别Ⅱ类，但通过综合标识指数法评价，可知南社、庵埠水厂的综合水质类别为Ⅰ类，而且南社、庵埠水厂的综合水质指数都比较低的，表明其状况良好。因此，综合标示指数法能较客观反映水质的情况。

3）由表3可以看出，各断面CODMn、氨氮、总磷的单因子标识指数均小于3.0，从指标类别看，水质属于Ⅰ～Ⅱ类水标准，说明韩江流域在汕头境内的主要饮用水源区的水体状况良好，处于较低水平的富营养程度。

4）针对流域内铁、锰情况比较复杂的特殊性，选取这两项指标的数据进行进一步分析，获得不同时期所检出的浓度占全年总数的比例值（如图1所示），对没有监测的月份，则采用加权平均值。通过计算发现，该2项指标随季节性变化明显。

由图1可知，在2013年7至9和2014年6月期间，所检测的7个断面中，有5个断面的铁指标检测累计值接近或者超过全年检测值总和的50%，最高接近55%，为庵埠水厂；有5个断面的锰累计检测值超过全年总和的40%；从水源地看，这几个含量较高的断面均为韩江流域，属于粤东诸河流域的河溪水库和秋风岭水库的含量变化则不明显。该现象与所在河流的流域情况有关，韩江流域由梅江和汀江汇合而成，流域范围广且上游多为山区，采矿频繁。汛期由于受雨水冲刷频繁，水流搅动河床底泥并且把岸边的泥沙和污染物冲刷进河里，造成韩江铁、锰指标随着季节性变化显著。

4 结论和建议

1）通过以上的评价分析过程可看出，利用水质单因子标识指数法和综合标识指数法均能够完整体现汕头境内各主要河流的水质情况，计算结果对各类水体的综合水质类别、水质情况、与水环境功能区进行定性评价，并且能够定量反映各监测项目的受污染严重程度，方法简便，结果直观。

2）从评价结果来看，综合标识指数法虽考虑到了各项目之间的综合因素，能直观得出污染情况，并且能定性评价有能定量评估，但与单因子水质标示指数法判定的水质类别相差较大。因此为了使得评价结果更加全面可靠，必须结合单因子水质标识指数共同分析，必要时采用多种评价方法进行对比分析，以获得满意的水质评价结果。

3）从分析数据可以得知，目前韩江流域汕头境内主要饮用水源水质评价中各检测项目中，粪大肠菌群的含量相对较高，说明受城乡生活污水、农田所使用的人畜粪便以及沿江两岸的垃圾的影响较大，因此，必须完善相关法律法规，同时加大执法力度，加强对沿江两岸生活污水以及农业畜牧业废水排放的监管，从根本上遏制此类污染的扩大化，从而让汕头的饮用水源地得到更好的保护。

4）通过从对铁、锰这两个项目的综合分析可以看出韩江流域的各断面在汛期铁、锰较全年平均值偏高，主要与流域特性有关，对于此类情况不能单纯归结为认为因素造成，因此对于韩江铁、锰两个项目的评价需要谨慎且尊重客观环境地理因素。

5）根据上述评价可知，韩江流域汕头境内主要饮用水源水质目前仍保持着良好的状况，没有发现严重的污染现象，各断面的水质均符合饮用水源地的水质要求。按照水质标识指数法判断各检测断面均达到所在水功能区的目标。但是随着汕头经济和人口的持续增长，现代城市化进程加快，生产生活污水总量必将急速增加，必将给汕头饮用水源地的保护带来巨大的压力。因此，更好地保护好汕头饮用水资源必将成为汕头经济社会发展的一项刻不容缓的任务。在保护水资源的同时，积极设计完善突发水污染事故的应对预案并定期加强水危机应急演练，让汕头的韩江水滋润绵延不断的子孙后代。

［1］郭劲松，王红，龙腾锐，等.水资源水质评价方法分析与进展［J］.重庆环境科学，1999，21（6）：1—3.

［2］白云鹏.主成分分析在地下水环境质量评价中的应用［D］.南京：河海大学，2007：34—35.

［3］尹海龙，徐祖信.我国单因子水质评价方法改进探讨［J］.净水技术，2008（02）.

［4］黄晓英，李娟，宛中华，等.深圳市主要饮用水水库水质的评价［J］.黑龙江环境通报，2009，33（1）：88—92.

［5］徐祖信.我国河流单因子水质标识指数评价方法研究［J］.同济大学学报(自然科学版)，2005，33（3）：321—325.

［6］徐祖信.我国河流综合水质标识指数评价方法研究［J］.同济大学学报(自然科学版)， 2005，33（4）：482—488.

［7］广东省水利厅.广东省水功能区划［M］.广东省水利厅，2007.

［8］GB3838-2002，地表水环境质量标准［S］.国家环境保护总局，国家质量监督检验检疫总局，2002：1—4.

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