一种城市跨行政区域河流交接断面水质指标评价方法的改进

徐小红,陈雪颂

(浙江理工大学管理科学与工程系,浙江 杭州 310018)

1 问题的提出

跨行政区域的交接断面水质考核[1]能够对各行政区域进行定量的评价和考核,对明确水环境保护目标、污染物减排成果等方面起到了重大作用,也受到了各级行政领导的重视。最初主要针对跨地区或县域境的干流进行考核,方法相对较为简单。

目前许多地区尝试将此类考核方法用于城市[2-3],即对各城区的出入境水质进行对比考核。城区通常面积较小,区内以各类支流与小河道为主,彼此交错影响,不易将出入境河道进行对应,水量和水质易受外部情况影响；因此现有的考核方法很难直接应用于城市。针对这一问题,分析现行2种常用的考核方法,并比较其优劣。在此基础上,针对城市水环境的特点,提出了一种新的考核方法。

2 2种典型水质评价方法

2.1 浙江省的评价方法

浙江省的评价方法主要依据为《浙江省跨行政区域河流交接断面水质保护管理考核办法》。其主要内容包括：

(1)交接断面水质考核指标为高锰酸盐指数、氨氮、总磷3项。评价中使用单因子法,即以所有监测指标中最差的一个指标的级别来评价整体水质级别。

(2)交接断面水质每年考核一次,考核对象为设区市、设区市本级、县 (市)行政区,考核结果分优秀、良好、合格和不合格4个等次。3项考核指标分别以考核时段平均值计算,考核结果以3项指标中最差的等次确定。

考核指标达到水质目标要求的行政区：考核指标与上年相比变好的,为优秀；考核指标与上年相比变差的,为良好。

考核指标未达到水质目标要求,但出境水质好于入境水质的行政区：考核指标与上年相比变好的,为优秀；考核指标与上年相比变差的,为良好。

考核指标未达到水质目标要求,且出境水质劣于入境水质的行政区：考核指标与上年相比变好的,为合格；考核指标与上年相比变差的,为不合格,其中出境水质下降幅度小于入境水质下降幅度的,仍评定为合格。

2.2 广州市河涌综合整治水质改善部分评价体系

2010年6 月,广州市完成了121条河涌的综合整治任务,大大改善了市区河涌的景观和水质。在此背景下,广州市环境监测中心站研究制定了河涌综合整治水质评价体系。

以2010年6月30日作为河涌整治前后的时间节点,结合水质类别及综合污染指数变化情况,按“根本好转/根本恶化”、“明显好转/明显恶化”、“好转/恶化”、“有所好转/有所恶化”等4个等级[4],对河涌整治前、后水环境质量改善程度进行评价(见表1)。

表1 河涌综合整治水质改善情况评价表

2.3 2种评价方法的对比

《浙江省跨行政区域河流交接断面水质保护管理考核办法》中考虑了3方面的标准。第一是水功能区标准 (水质目标),考核出境水质是否达到了水功能区的要求；第二是空间标准,考核出境水质是否优于入境水质；第三是时间标准,考核当年水质是否优于上一年水质。通过3项标准,最后得到具体行政区域的考评级别。但是该方法也存在进一步细化的可能性。

其一,该方法未很好解决因为自然条件差别和测量条件带来的误差[5]。由规定可知,考评主要依据为上下游和年度之间的水质对比。当水环境本身未有本质性改变的时候,水质对比的结果实际上是随机的。这就导致考评结果的偶然性很大,往往会受不可控制因素的影响。

其二,考评成绩可能会依赖于不可控的入境水质。假设某一区域连续2a的出境水质都差于入境水质,那么决定其考评级别的就是出境水质和去年的对比。那么当入境水质相比去年大幅提高时,很容易就获得“及格”,反之则是“不及格”。

其三,考评中只有 “变好”和 “变差”2个指标,而未考虑 “变好” 和 “变差” 的程度。

广州市河涌综合整治水质评价虽然不是针对交接断面,但是其核心也是通过水质的前后对比来进行评价,因此有较大的参考价值。广州市通过10%、30%和80%几个边界来区分水质的改善程度为5个档次。更有利于通过水质的变化程度来对水环保成效进行评定。

3 水质评价方法的改进

3.1 水质目标

水质目标以Ⅲ类为水质目标参考要求。由于本方案的考评对象为区级行政区划[6],当一个区内的不同交接断面处于不同水质目标水域时,所有交接断面都达到相应水质目标时属于“达到水质目标”。

3.2 城区存在多个上游断面时的处理方法

当某一城区有多个上游断面时,则根据其流量来进行加权计算,构成一个虚拟的上游断面。如一个监测断面同时存在n个上游断面时,其污染物浓度分别为Ci(1≤i≤n),其流向检测断面的水量分别为Qi(1≤i≤n),则计算虚拟上游断面的污染物浓度为

3.3 水质变化程度档次的判断

无论是同一监测断面水质的年度变化还是上下游监测断面间的水质变化,都涉及到变化程度档次的判断问题。以下对变化程度的判断标准进行说明。

根本好转：水质提升1个或以上类别。如水质从劣Ⅴ类提升为Ⅴ类或Ⅳ类,从Ⅳ类提升为Ⅱ类等。

显著好转：水质整体类别未变,但是最差指标在级别内有档次的提升。每一档次相当于级别区间值的1/4。如最差指标为劣Ⅴ类,每一档次的区间见表2,每个类别的每一档判断标准为实测数据不大于表中数据,如实测数据为NH3-N 6.0mg/L,则应属于劣V类的第1档次。

表2 水质好转的判断标准表

举例来说,假设前一年度监测断面的年均值为NH3-N(7.2mg/L)；TP(0.3mg/L)；CODMn(5.5mg/L),则最差指标为NH3-N,处于劣Ⅴ类的第2档次。那么如果本年度NH3-N的年均值位于2.0～6.0mg/L,则属于显著好转。

有一种特殊情况为原先最差指标好转,但另一指标变成了最差指标。举例来说,假设前一年度监测断面的年均值为NH3-N(7.2mg/L) 、TP(0.3mg/L)、CODMn(5.5mg/L), 后一年度的年均值变为NH3-N(4.8mg/L)、TP(1.2mg/L)、CODMn(5.5mg/L)。则前一年的最差指标为氨氮,级别为劣Ⅴ类2档；后一年的最差指标为总磷,级别为劣Ⅴ类2档。这样认为没有显著的变化。假如最差指标超出劣V类4档标准,则只有进入劣V类4档才算有显著变化。

有所好转：水质整体类别未变,类内档次也未改变。但是最差指标改善超过5%。如有超过2个指标位于同一类别同一档次,则其中任一指标改善超过5%且其余指标未“下降”。

无变化：水质整体类别未变,类内档次也未变,最差指标波动小于5%。

下降：水质整体类别下降,或类内档次下降,或最差指标恶化超过5%。

3.4 考评方法

考评使用5分制,最多为5分,最少为1分。考评中考虑3个因素：

(1)水环境功能区要求。即出境断面的水质是否达到了《浙江省水功能区、水环境功能区划分方案》(浙政办发[2005]109号)的要求。

(2)出入境 (空间)变化。即出境断面的水质和入境断面水质相比的变化程度。变化程度分为 “根本好转”、“明显好转”、“有所好转”、“无变化”、“下降”5个档次。

(3)年度 (时间)变化。即出境断面的水质和上一年相比的变化程度。变化程度分为“根本好转”、 “明显好转”、“有所好转”、“无变化”、“下降” 5个档次。

3.5 年度得分的计算方法

本文中提供3种算法,供不同情况使用。

3.5.1 简化算法

直接使用出入境断面每年12个月监测数据的算术平均来进行计算。所得分数即为年度得分。

3.5.2 考虑水期区别的算法

分别对丰、平、枯3个水期求得相应的得分。丰水期和枯水期分别给予25%的权重,平水期给予50%的权重。年度得分为3个水期得分的加权平均值。

3.5.3 考虑水通量的算法

单纯考虑水期区别也存在一定的局限性。由于不同年度的降水量存在区别,导致监测断面的水通量差异较大,有可能会对评价产生较大影响。

如有条件获得各个出入境断面的月度水通量数据,则可对评分进行标准化。标准化的算法为：

以基准年的月度水通量的算术平均为标准通量,设其值为S。

式中,CNi代表第i个月标准化后的污染物浓度。然后使用标准化后的月度污染物浓度均值进行计算,所得分数即为年度得分。

4 结 语

(1)更适合南方水网分布特征。我国地域宽广,各地区的水网分布情况有很大的区别。南方城市中,水网密布,本方案能较好对整体情况进行综合考评[7]。

(2)细化水质指标评价。参考国外的先进治理经验[8],也对水质进行了进一步的细分。这样就能更好地对水质变化进行识别。而在水质变化判断方面,本方案中区分了“根本好转”、“显著好转”、“有所好转”、“无变化”和 “下降”这5个档次,并给予不同的分值,从而能够对水质变化情况进行更为精确的评价。

(3)考评中充分考虑了季节差异和年度差异。因此本方案中建议分丰、平、枯3季分别进行考评,并对3个水季分别设置权重。这样就很大程度上克服了传统方法所带来的问题。本方案还建议在条件许可的情况下,直接针对污染总量而非水质级别进行考评,并给出了具体的方法。

[1]陈家厚,曲茉莉,周爱申.跨行政区界断面水质考核考评方法的探讨 [J].环境科学与管理,2009(1)：14-17.

[2]陈娇娇.合肥市环城水系水质评价与现状分析 [J].绿色科技,2011(6)：47-48.

[3]毛兴华.王玉常用水质评价方法的选择 [J].水科学与工程技术,2006(1)：21-23.

[4]陈鸿展,王宇骏,董天明,等.广州市河涌综合整治水质评价体系建立及应用 [J].广州环境科学,2011(6)：15-18.

[5]程朝立.涞水城区供水水源地水质评价与分析 [J].水科学与工程技术,2011(3)：41-42.

[6]美国环境保护局 (美).美国流域水环境保护规划手册 [M].北京：中国环境科学出版社,2010.

[7]孙佑海.依法改革考评体制,强化地方环保责任[J].环境保护,2009(16)：1-3.

[8]彭文启,张祥伟.现代水环境质量评价理论与方法 [M].北京：化学工业出版社,2005.