1、水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法分析1 水環(huán)境質(zhì)量評價(jià) 水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)就是通過一定的數(shù)理方法和其他手段，對水環(huán)境素質(zhì)的優(yōu)劣進(jìn)行定量描述（或?qū)⒘抠|(zhì)變換為評語）的過程。水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)必須以監(jiān)測資料為基礎(chǔ)，經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計(jì)得出統(tǒng)計(jì)量（特征數(shù)值）及環(huán)境的各種代表值，然后依據(jù)水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)方法及水環(huán)境質(zhì)量分級分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評價(jià)。2 水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)的作用及分類 水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)是進(jìn)行環(huán)境管理的重要手段之一。通過水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)可以了解環(huán)境質(zhì)量的過去、現(xiàn)在和將來發(fā)展趨勢及其變化規(guī)律，制定綜合防治措施與方案；可以了解和掌握影響本地區(qū)環(huán)境質(zhì)量的主要污染因子和主要污染源，從而有針對性地制定改善環(huán)境質(zhì)量的污染源治理方案和綜合防治規(guī)

2、劃與計(jì)劃；可以為制定國家或地方的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、條例細(xì)則等提供科學(xué)依據(jù)；可以進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量的預(yù)斷預(yù)報(bào)，編制新建、改建、擴(kuò)建和挖潛、革新、改造等工程技術(shù)項(xiàng)目的環(huán)境影響報(bào)告書和防治方案，為選址、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)布局提供科學(xué)依據(jù)，還可用以總結(jié)本地區(qū)的環(huán)保工作，鑒定防治措施的效果、寫出年度環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書，進(jìn)行不同地區(qū)間環(huán)境質(zhì)量的比較，交流情報(bào)資料，進(jìn)行全國環(huán)境質(zhì)量統(tǒng)計(jì)，促進(jìn)環(huán)?？蒲屑夹g(shù)的發(fā)展以及是否以犧牲水環(huán)境質(zhì)量和人民健康而換取經(jīng)濟(jì)發(fā)展高速度的損益分析等。 按不同的分類方法，大致上可將水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)分為以下幾種類型：1）按照時(shí)間可分為回顧評價(jià)、現(xiàn)狀評價(jià)和預(yù)斷評價(jià)；2）按照區(qū)域類型可分為城市、區(qū)域或流域、景區(qū)

3、等；3）按照環(huán)境的專業(yè)用途又可分為飲用水、灌溉水、漁業(yè)用水等質(zhì)量評價(jià)。3.水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)內(nèi)容3.1評價(jià)方法分析1.單因子評價(jià)法現(xiàn)行的地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）中明確規(guī)定：“地表水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)應(yīng)根據(jù)應(yīng)實(shí)現(xiàn)的水域功能類別，選取相應(yīng)類別標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行單因子評價(jià)”。 單因子評價(jià)法的實(shí)質(zhì)是評價(jià)過程采用變權(quán)來處理評價(jià)因子，對污染最重因子賦以100%權(quán)重。因此，該方法未考慮水質(zhì)評價(jià)全部因子的貢獻(xiàn)，水質(zhì)監(jiān)測信息未充分利用。與其他方法相比，其水質(zhì)評價(jià)結(jié)果是差的，表現(xiàn)為過保護(hù)。有時(shí)會(huì)由于過于嚴(yán)格的要求把水域使用功能評價(jià)得偏低各評價(jià)參數(shù)之間互不聯(lián)系，不能全面反映水體污染的綜合情況但該方法評價(jià)過程簡單，

4、無需復(fù)雜計(jì)算。 以金沙江流域鐵路橋斷面為例，按單因子方法，其評價(jià)等級為類，定級項(xiàng)目為石油類，但其他7項(xiàng)污染因子均好于類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。再如新濉河大屈斷面，按單因子方法，其評價(jià)等級為劣類，定級項(xiàng)目為氨氮，CODMn也超標(biāo)(類)，BOD5、石油類、揮發(fā)酚、汞、鉛這5個(gè)項(xiàng)目均好于類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，DO好于類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。按4種分級評分法評價(jià)，鐵路橋斷面均評價(jià)為類，大屈斷面則評價(jià)為類(灰色關(guān)聯(lián))、類(模糊綜合)、類(物元可拓)、類(標(biāo)識指數(shù))。比較各種方法評價(jià)結(jié)果，如果按單因子評價(jià)法，將這兩個(gè)斷面評價(jià)為類和劣類結(jié)果偏嚴(yán)。因此，當(dāng)僅有1項(xiàng)指標(biāo)污染較重時(shí)，分級評分法較為合適；當(dāng)有2項(xiàng)以上指標(biāo)污染較重時(shí)，物元分析法評價(jià)結(jié)果

5、偏松，標(biāo)識指數(shù)法和灰關(guān)聯(lián)分析法2.污染指數(shù)評價(jià)法污染指數(shù)評價(jià)法是用水體各監(jiān)測項(xiàng)目的監(jiān)測結(jié)果與其評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之比作為該項(xiàng)目的污染分指數(shù),然后通過各種數(shù)學(xué)手段將各項(xiàng)目的分指數(shù)綜合而得到該水體的污染指數(shù)，以此代表水體的污染程度。對分指數(shù)的處理不同，使水質(zhì)評價(jià)污染指數(shù)存在著不同的形式，包括簡單疊加指數(shù)、算術(shù)平均值指數(shù)、均方根指數(shù)、最大值指數(shù)、內(nèi)梅羅指數(shù)等。111簡單疊加指數(shù)選定若干評價(jià)參數(shù), 將各參數(shù)的實(shí)際濃度Ci和其相應(yīng)地評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)濃度( Coi) 相比,求出各參數(shù)的分指數(shù), 然后將各分指數(shù)加和。優(yōu)點(diǎn)：綜合反映出各種污染物對水質(zhì)的影響；缺點(diǎn)：結(jié)果受評價(jià)參數(shù)多少的影響；無法區(qū)別不同污染物的影響；可比性不高。

6、111算術(shù)平均值指數(shù) 計(jì)算原理與比值法相同, 將分指數(shù)和除以參加評價(jià)的項(xiàng)數(shù)(n) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)果不受評價(jià)參數(shù)項(xiàng)數(shù)的影響；缺點(diǎn)：可能掩蓋高濃度參數(shù)或污染參數(shù)的影響111最大值指數(shù) 亦稱內(nèi)梅羅指數(shù)，該方法特點(diǎn)是在計(jì)算式中含有評價(jià)參數(shù)中最大的分指數(shù)項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：充分重視某污染物出現(xiàn)的最大濃度值的影響；缺點(diǎn)：在污染物波動(dòng)大時(shí)，可能出現(xiàn)一個(gè)由最大值決定的高峰，反映不出其他污染指數(shù)的貢獻(xiàn)。111加權(quán)平均指數(shù)根據(jù)污染物對環(huán)境影響作用的不同, 人為地引入加權(quán)值Wi 優(yōu)點(diǎn)：考慮了不同污染物對水質(zhì)影響的不同，構(gòu)思合理；缺點(diǎn)：結(jié)果低于最大分指數(shù)，當(dāng)超標(biāo)嚴(yán)重時(shí)，會(huì)掩蓋污染問題；準(zhǔn)確而客觀的權(quán)重值難以獲取。111混合加權(quán)模式 I

7、i為分指數(shù),1為諸Ii1求和, 2為所有Ii求和; 1Wi1=1, 2Wi2=1優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)用客觀賦權(quán)法，具有一定的合理性；強(qiáng)調(diào)了超標(biāo)指數(shù)的影響；缺點(diǎn)：當(dāng)超標(biāo)指數(shù)過大或超標(biāo)項(xiàng)多時(shí)，評價(jià)結(jié)果會(huì)明顯增大。 總體評價(jià)：這種方法對整體水質(zhì)作出定量描述，按照一定的分級標(biāo)準(zhǔn)對水質(zhì)作出定性評價(jià)。計(jì)算簡便，便于進(jìn)行水體之間或同一水體時(shí)間序列上的基本污染狀況和變化的比較。但是，不能很好地與國家統(tǒng)一的水質(zhì)功能類別相一致，沒有完善統(tǒng)一的環(huán)境質(zhì)量分級系統(tǒng)。不同的指數(shù)之間、指數(shù)分級與環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之間都缺乏可比性權(quán)重取值不同會(huì)對評判結(jié)果帶來影響。分級評價(jià)法1模糊評價(jià)法：水環(huán)境污染程度與水質(zhì)分級相互聯(lián)系并存在模糊性，而水質(zhì)變化

8、是連續(xù)的，模糊評價(jià)法較好體現(xiàn)了水環(huán)境中客觀存在的模糊性和不確定性，符合客觀規(guī)律，具有較強(qiáng)的合理性。隨著模糊評價(jià)法的應(yīng)用和改進(jìn)，模糊評價(jià)法中主要有模糊綜合評價(jià)法、模糊模式識別法、模糊聚類法等。模糊綜合評價(jià)法的基本思路是由監(jiān)測數(shù)據(jù)建立各評價(jià)因子對各級標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度集,形成隸屬度矩陣把因子的權(quán)重集與隸屬度矩陣相乘,獲得一個(gè)綜合評判集,表明評價(jià)水體水質(zhì)對各級標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)的隸屬程度取隸屬程度大的水質(zhì)類別作為水體的類別，反映了綜合水質(zhì)級別的模糊性方法： 建立單因子評價(jià)矩陣：每個(gè)評價(jià)因子與每級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)之間的模糊關(guān)系可用模糊矩陣R表示。監(jiān)測值為X的污染因子對各個(gè)水體級別的隸屬度rij，即可以被評為i類環(huán)境質(zhì)量的可能

9、；n水體質(zhì)量級別數(shù), i= 1, 2, 3, n；m表示水體評價(jià)因子數(shù),j= 1,2,3,m 。確定各評價(jià)因子的權(quán)重矩陣A=a1,a2,am建立水質(zhì)評價(jià)模型水環(huán)境質(zhì)量模糊綜合評價(jià)模型為: B = A*R 模糊綜合指數(shù)B0=maxbi;i= 1,2,3,n。優(yōu)缺點(diǎn)分析：優(yōu)點(diǎn)：能夠得出評價(jià)因子被評為每一個(gè)質(zhì)量級別的可能，反映了水體的模糊性綜合各個(gè)評價(jià)因子對水質(zhì)進(jìn)行評價(jià)缺點(diǎn)大都根據(jù)各污染因子的超標(biāo)程度確定權(quán)重，不利于不同水樣之間評價(jià)結(jié)果的比較不能確定主要污染因子經(jīng)常出現(xiàn)評價(jià)結(jié)果分類不明顯、分辨性差的缺點(diǎn)評價(jià)過程較為復(fù)雜,可操作性差適用范圍水質(zhì)模糊評價(jià)的出發(fā)點(diǎn)是體現(xiàn)不同評價(jià)因子對水質(zhì)的綜合影響模糊評價(jià)

10、法主要適用于各個(gè)評價(jià)因子超標(biāo)情況接近的情況發(fā)展方向解決權(quán)重的合理分配提高評價(jià)結(jié)果的可比性2灰色評價(jià)法水環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)多因素、多層次的復(fù)雜系統(tǒng)。水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)是在有限時(shí)空范圍內(nèi)獲得的，它提供的信息是不完全、不具體的，且評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分級之間的界限也不是絕對的。可將水環(huán)境系統(tǒng)視為一個(gè)灰色系統(tǒng)，應(yīng)用灰色理論進(jìn)行評價(jià)具有合理性?；疑到y(tǒng)原理應(yīng)用于水質(zhì)綜合評價(jià)中的基本思路計(jì)算水體水質(zhì)中各因子的實(shí)測濃度與各級水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)度，然后根據(jù)關(guān)聯(lián)度大小確定水體水質(zhì)的級別對處于同類水質(zhì)的不同水體可通過其與該類標(biāo)準(zhǔn)水體的關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行水質(zhì)優(yōu)劣的比較灰色系統(tǒng)理論進(jìn)行水質(zhì)綜合評價(jià)的方法主要有灰色關(guān)聯(lián)評價(jià)法、灰色聚類法、灰色貼近

11、度分析法、灰色決策評價(jià)法等 優(yōu)點(diǎn)：灰色評價(jià)法突破了傳統(tǒng)精確數(shù)學(xué)嚴(yán)格的約束，體現(xiàn)了水環(huán)境系統(tǒng)的不確定性可根據(jù)關(guān)聯(lián)度的大小對同類水體的水質(zhì)進(jìn)行比較，所以具有排序明確和可比性較好等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：存在均值化，計(jì)算復(fù)雜等問題,可以通過進(jìn)一步完善來克服這些缺點(diǎn)。 3人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法一種由大量處理單元組成的非線性自適應(yīng)的系統(tǒng)，可模擬人腦解決具有模糊性和不確定性的問題。基本思路：首先將水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作為“學(xué)習(xí)樣本”，經(jīng)過自適應(yīng)、自組織的多次訓(xùn)練后，網(wǎng)絡(luò)具有了對學(xué)習(xí)樣本的記憶聯(lián)想能力，然后將實(shí)測資料輸入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由已掌握知識信息的網(wǎng)絡(luò)對它們進(jìn)行評價(jià) 應(yīng)用較廣泛人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型B-P網(wǎng)絡(luò)模型和Hopfield模型 優(yōu)點(diǎn)客觀

12、性：權(quán)重的獲得擯棄了主觀影響, 使評價(jià)結(jié)果更具客觀性，精度也更高通用性：可以運(yùn)用訓(xùn)練好的權(quán)重對不屬于訓(xùn)練樣本的實(shí)測樣本進(jìn)行評價(jià)，具有通用性，特別適合區(qū)域的綜合評價(jià)缺點(diǎn)：評價(jià)結(jié)果易出現(xiàn)均值化現(xiàn)象原理和計(jì)算過程復(fù)雜4水質(zhì)指數(shù)法同濟(jì)大學(xué)的徐祖信于2005年在單因子水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法基礎(chǔ)上，提出綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法 綜合指數(shù)評價(jià)法是對各污染指標(biāo)的相對污染指綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)，可以表達(dá)河流總體的綜合水質(zhì)信息綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)由整數(shù)位和三位或四位小數(shù)位組成,結(jié)構(gòu)為： Iwq = X1X2X3X4 X1X2由計(jì)算獲得。X1為水體總體的水質(zhì)類別；X2為水質(zhì)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間內(nèi)所處位置，從而實(shí)現(xiàn)在同類水質(zhì)中進(jìn)行優(yōu)劣比較

13、。X3和X4根據(jù)比較結(jié)果得到。X3為參與水質(zhì)評價(jià)的評價(jià)因子中，劣于水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)的單項(xiàng)指標(biāo)個(gè)數(shù); X4為水質(zhì)類別與水體功能區(qū)類別的比較結(jié)果。 優(yōu)點(diǎn)：綜合水質(zhì)標(biāo)識指數(shù)法結(jié)合了國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水質(zhì)類別，可以對水質(zhì)類別進(jìn)行定性評價(jià)考慮了水質(zhì)污染程度的比較，可以在同一類水的水質(zhì)指標(biāo)中進(jìn)行定量比較可以判別河流水體是否黑臭缺點(diǎn)每項(xiàng)評價(jià)因子的權(quán)重是相等的計(jì)算量較大5水體富營養(yǎng)化評價(jià)方法水體富營養(yǎng)化評價(jià)是對水體富營養(yǎng)化發(fā)展過程中某一階段營養(yǎng)狀況的定量描述，通過對具有水體富營養(yǎng)化代表性指標(biāo)的調(diào)查, 判斷該水體的營養(yǎng)狀態(tài)及預(yù)測其發(fā)展趨勢。水體富營養(yǎng)化評價(jià)涉及到相當(dāng)多的狀態(tài)變量, 要挑選能反映生態(tài)系統(tǒng)中影響富營養(yǎng)化

14、狀態(tài)主要因子: 包括物理、化學(xué)、生物等環(huán)境要素進(jìn)行綜合的評價(jià)。評價(jià)方法有特征法、參數(shù)法、生物指標(biāo)參數(shù)法、營養(yǎng)狀況指數(shù)法、數(shù)學(xué)評價(jià)法等。 評價(jià)方法應(yīng)具備的特點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境評價(jià)要為環(huán)境管理服務(wù),從這一角度出發(fā), 一個(gè)好的水質(zhì)評價(jià)方法應(yīng)滿足準(zhǔn)確性、可比性和可行性等特點(diǎn)。準(zhǔn)確性：評價(jià)結(jié)果科學(xué)合理。可比性：評價(jià)結(jié)果的水質(zhì)類別要符合國家水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)的要求，與國家水質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)有可比性；同一類別中的水體可以進(jìn)行比較，能夠說明地表水的質(zhì)量和功能?？尚行裕涸u價(jià)方法應(yīng)該簡單實(shí)用，便于在實(shí)際的評價(jià)工作中推廣；評價(jià)模型中的參數(shù)應(yīng)該既全面準(zhǔn)確，又不至于難于獲取。 評價(jià)方法發(fā)展趨勢隨著計(jì)算機(jī)、通訊和自動(dòng)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)實(shí)現(xiàn)評價(jià)模型查詢和運(yùn)算的自動(dòng)化，以及評價(jià)結(jié)果的可視化，是水質(zhì)評價(jià)模型的發(fā)展方向GIS技術(shù)應(yīng)用于水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)與管理方面，可以在數(shù)