探讨河流综合水质评价方法比较分析To explore the comparative analysis of river comprehensive water quality assessment methods

探讨河流综合水质评价方法比较分析To explore the comparative analysis of river comprehensive water quality assessment methods

李福英

Li Fuying

摘要： 在选择合适的综合水质评价方法时，需要考虑河流水质的具体特征和监测数据的可靠性。不同方法各有优缺点，结合实际情况和目标需求进行选择和比较是必要的。通过比较分析不同方法在评价结果、适用性、操作性等方面的差异，可以更加理解各种方法的特点和适用范围，并选择最合适的方法进行水质评价。

Abstract: When selecting a suitable comprehensive water quality assessment method, it is necessary to consider the specific characteristics of river water quality and the reliability of monitoring data. Different methods have their advantages and disadvantages. It is necessary to select and compare them according to the actual situation and the target demand. By comparing and analyzing the differences in evaluation results, applicability and operability of different methods, the characteristics and scope of application of various methods can be better understood, and the most appropriate method can be selected for water quality assessment.

关键词：河流；水质评价；比较分析

Key words: river; Water quality assessment; Comparative analysis

1几种河流综合水质评价方法分析

1.1指数法

指数法是一种常见和常用的综合水质评价方法，通过对多个水质指标进行测量和分析，计算出综合水质指数来反映河流水质的综合状况。指数法的基本思想是将多个水质指标综合考虑，通过权重分配和综合计算，将各个指标的测量结果转化为相对简单的综合指数。根据指定的权重和标准化的指标值，可以计算出综合水质指数，该指数可用于对不同水体样本进行比较、分级或评估。具体而言，水质分级划分是指数法的一种常见应用形式。在国家标准中，通常将水质划分为不同的等级，如水质Ⅰ~Ⅳ类。不同的区域和国家可能有不同的水质标准和等级划分方法，以适应当地的环境和管理需求。另外，还存在一些著名的水质指数法，如Trophic State Index (TSI)和Water Quality Index (WQI)等。这些指数法通常将生物学、化学和物理指标结合起来，综合评估河流水质的营养状况、污染程度和适宜性等方面。

1.2因子分析法

因子分析法是一种统计方法，用于确定影响水质的主要因素。它通过对多个水质指标进行分析，识别出主要的影响因素和水质类型。在因子分析中，首先收集并整理一系列水质指标的监测数据。因子分析的结果可以帮助理解水质指标之间的相关性和重要性。通过识别主要因子，可以确定影响水质的关键因素和其相对重要程度。这有助于深入理解水体受污染的机制和过程。此外，因子分析还可以提供针对性的管理和改进建议，包括优化监测方案、改进污染治理措施以及制定合理的保护策略等。值得注意的是，因子分析依赖于原始数据的质量和数量。较多的水质指标数据和较长的时间序列可以提供更准确和可靠的因子结果。此外，因子分析是一个探索性的数据分析方法，结果需要进一步解释和验证。因此，综合其他信息和专家知识是指导管理和决策的基础。

1.3纳什均衡模型

纳什均衡模型是一种基于数学模型和水质模拟的方法，用于评估河流水质的动态变化和响应。在纳什均衡模型中，通过建立数学模型和模拟方法，模拟和预测河流水体中不同因素对水质的影响。该模型基于物质平衡和质量守恒原理，结合河流水体的输入和输出过程，考虑水流、污染物输运、生态过程等因素，以模拟和预测水质的状态和趋势。纳什均衡模型可用于评估水体污染物的传输和转化过程，以及不同输入源（如点源污染和非点源污染）对水质的影响。通过模拟和预测，可以了解水体中不同污染物的浓度分布、迁移途径和转化过程，以及对水质的综合影响。这种模型可以帮助研究人员和决策者更好地理解河流的水质状况，预测可能的水质变化，并制定相应的管理和保护策略。纳什均衡模型的建立需要基于可靠的监测数据、物理过程的认识和数学模型的构建。模型的准确性和可靠性与所采用的参数、输入数据和模型结构密切相关。因此，模型的发展和应用需要不断的验证和改进，以确保结果的可信度和适用性。

1.4统计分类方法

统计分类方法是一种基于大量的水质监测数据和统计分析技术的方法，用于将同一区域或不同区域的河流水质进行分类和比较。在统计分类方法中，首先收集并整理大量的水质监测数据，包括不同指标的测量结果。然后，通过应用统计分析技术，如聚类分析、主成分分析等，对这些数据进行分析和处理。聚类分析是一种常用的统计方法，用于将相似的样本归为一类。在水质评估中，聚类分析可以帮助将具有相似水质特征的河流样本归为同一类别。这样可以形成不同的水质区域或类别，方便对不同类别的河流水质进行比较和评价。主成分分析是一种降维技术，可以将多个相关的水质指标转化为较少的无关主成分。它通过寻找线性组合，将原始指标的方差解释在最大化的条件下减少为较少的主成分。主成分分析可以帮助识别最能解释水质变异性的主要指标，并减少冗余信息。通过统计分类方法，可以将同一区域或不同区域的河流水质进行分类和比较。通过对数据的聚类分析、主成分分析等统计方法，可以将河流划分为不同的水质区域或类别，以便进行比较和管理。这种方法帮助区分和识别水质状况和问题的差异，为制定管理和保护策略提供依据。

2实例比较分析

2.1选取水质评价指标及评价数据

本次选择石油类、化学需氧量(CODMn)、五日生化需氧量(BOD5)、铜、溶解氧(DO)、总磷(TP)和氨氮作为河流水质评价的指标，针对每个指标的污染分担率进行排序。然后结合该省河流流域的污染特点和目标考核要求，选择了CODMn、TP、氨氮和DO作为重点水质评价因子，并分析了相应的年平均监测数据信息。具体的分析可以根据实际数据进行。

CODMn：根据年平均监测数据计算该指标的平均值，并结合地表水环境质量标准，比较其与相应标准的关系。如果平均值超过了标准限值，说明CODMn污染严重，需要采取相应的治理措施。

TP：同样地，计算TP的年平均值，并与相关标准进行比较。如果超过标准限值，说明总磷含量高，可能导致水体富营养化，需要进行相应的控制和管理。

氨氮：计算氨氮的年平均值，并与适用的环境质量标准进行比较。如果超过标准限值，表示氨氮含量较高，可能对水体生态和生物产生不良影响。

DO：计算DO的年平均值，并将其与相应标准进行比较。如果DO平均值低于标准限值，说明水体存在溶解氧不足的问题，可能影响水生生物的生存和生态系统的健康，见表 1 。

表 1    主要入湖河流相应监测值            mg／L

2.2 评价结果比较分析

针对污染指数评价方法，选用地表水环境质量相 关标准Ⅲ类当作相应的评价标准 。针对水质标识指 数法，其实际评价中水质功能区目标，见表 1 ，上述几 种水质评价方法最终的计算结果，见表 2 。

表2    河流流域入湖河流监测评价结果

通过表 2 各种不同水质评价方法的比较能够得知， 通过对不同水质评价方法的比较因子评价方法：该方法根据国家规定的地表水类别划分标准来评价水质，只对水质的类别进行了表述，无法提供具体的污染程度指示。这种方法适用于粗略描述水质状况，但不能提供详细的信息。指数评价方法基于相对标准值的计算结果，能够反映河流水体受到污染的实际情况，并针对不同河流的污染程度进行比较分析。然而，该方法无法直接确定水质所属的具体类别，只能量化不同河流的污染程度。水质标识指数方法可以对河流综合水质进行定量和定性评价，并针对劣V类别的河流与相同类别的水体进行评价和比较分析。该方法的表示方式较为专业，第一位代表综合水质类别，后两位代表水质功能区是否符合标准的情况。综合考虑该省河流的水质特点和评价要求，推荐使用水质指数评价方法。该方法能够清晰显示每条河流的首要污染因子和水质类别，并与国家相关规定中的地表水类别评价相一致。

结束语

对于河流综合水质评价方法的选择，确实存在多种选项。然而，在选择评价方法时，需要考虑评价方法对水质类别的判定应与国家相关规定中的地表水分类标准相契合。考虑基本要求，选择合适的评价方法能够为河流的水质管理和保护提供有效的依据。方法选择的适应性和准确性对于准确评价河流综合水质至关重要

参考文献

[ 1 ] 常越亚，谢圆 .  绵竹市典型河流水污染特征及水质评价研 究 [ J ] .  环境科学与管理，2020，45 ( 03 ) ：1 84 －1 89