改进的综合水质标识指数法在腾格里湖水质评价中的应用

田巍 陈耀文

摘要 针对腾格里湖水环境问题，利用改进的综合水质标识指数法和综合营养状态指数法，对腾格里湖水质和富营养状态进行评价。综合水质标识指数法简便易用，能全面反映水质状况，评价结果科学合理，适合在湖泊水质评价中推广使用。目前腾格里湖水质处于Ⅳ类水质，存在水体富营养化情况，需加强污染源的控制，防止水质的恶化。

关键词 水质标识指数；综合营养状态指数；水质评价；富营养化评价

中图分类号 X824 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）12-0170-02

Abstract According to the water environment problem of Tengger Lake，the water quality and eutrophication status of Tengger Lake were evaluated by using the improved comprehensive water quality identification index method and comprehensive nutrition status index method.The comprehensive water quality index method is simple and easy to use，and can fully reflect the water quality situation，evaluation results are scientific and reasonable，which is suitable for the use of lake water quality evaluation.At present，the water quality of Tengger Lake is in Class Ⅳ and has eutrophication，so it is necessary to strengthen the control of pollution sources and prevent the deterioration of water quality.

Key words water quality identification index；comprehensive nutrition status index；water quality evaluation；eutrophication evaluation

常見的水环境质量综合评价方法有综合水质标识指数法[1]、模糊综合评价法[2]、灰色关联法[3]、神经网络法[4]、物元分析法[5]、单因子评价法等。我国规定地表水环境质量评价应采用单因子评价法，该评价方式操作简单、计算方便，但评价结果不够客观合理[6]。综合水质标识指数法不仅能够完整表达单因子的水质类别，还可以定性、定量地评价综合水质状况，其计算过程简单，已广泛应用于各类水体的水质A评价。模糊综合评价法、灰色关联法、神经网络法、物元分析法在运用过程中普遍存在评价结果不直观、计算过程繁琐等弊端。本研究采用水质标识指数法和综合营养状态指数法对腾格里湖水环境进行评价。

1 腾格里湖概况

腾格里湖位于中卫市西北端、腾格里沙漠东南边缘，湖区内沙生动植物种类繁多，占地面积2 200 hm2，其中绿地面积1 466.7 hm2，水面面积533.3 hm2。腾格里湖为国家3A级旅游景区和国家级水利风景区，是西北地区独具特色的沙漠湿地旅游胜地。腾格里湖补水水源主要为地下水、黄河水及大气降水。湖泊内拥有多处泉眼，常年有地下水补给，目前地下水补给量缺乏计算数据。黄河水每年5—9月进行补充，年补给量600万m3。排泄方式主要为5—9月抽湖水进行绿地绿化、11月至翌年3月通过排水沟排水及蒸发。

腾格里湖历史上为养鱼塘，湖底污染的淤泥较厚，又没有进行过清淤，是其受到污染的主要原因。湖面并不是完全联通，隔离有2个鱼塘，鱼塘完全靠地下水补给，并投放饲料；冬季收鱼前将鱼塘水抽排向荷花池，然后进入大湖。养鱼塘水每年少量进入湖泊，也对湖水有一定的污染。此外，湖泊上快艇燃油对腾格里湖造成一定污染。

2 评价方法

2.1 综合水质标识指数法

式（1）中，IWQ为综合水质标识指数；X1. X2为综合水质指数；X3、X4为标识码X1为湖泊总体的综合水质类别；X2为综合水质在X1类水质变化区间所处位置；X3为参加整体水质评价的指标中，劣于水功能区标准的水质指标个数；X4代表水质类别与功能区划设定类别比较结果（表1）。综合水质标识指数的核心是综合水质指数X1. X2的计算[7]，本研究对以往采用的方法进行改进，初步选取以下3种方案。

2.1.1 算数平均法。

式（5）中，Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重；TLI（j）为第j种参数的营养状态指数。式（6）中，rij为第j种参数与基准参数chla的相关系数；m为评价参数的个数。

利用2013—2017年腾格里湖（缺2016年资料）水质监测资料，采用水质标识指数法，对DO、CODMn、BOD5、NH3-N、TP、TN 6个指标及腾格里湖水体状况作出综合评价，评价标准为《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅳ类标准。

3 评价结果

3.1 综合水质标识指数评价

由表3可以看出，采用算术平均法时，各因子被赋予同样权重，没有突出超标指标对水环境的影响，综合水质标识指数较小；0.5权重法考虑了最差指标对水环境的影响，但给予的权重较大，并且参与2次权重分配，综合水质标识指数偏大；超标权重法既兼顾了超标指标单因子的贡献力又全面反映了水体综合水质状况，因而采用超标权重法对水体进行综合水质标识指数评价。2013—2015年腾格里湖水质均为Ⅳ类水质，但2013年基本接近于Ⅴ类水指标，2017年逐步好转，处于Ⅳ类水质中段标准。

3.2 单因子水质标识指数评价

由单因子水质标识指数评价结果可以看出，2013年腾格里湖水质超标有4项指标，2014年有1项，2015年有2项，2017年有1项，超标指标主要是TP和TN。腾格里湖内隔离有2个鱼塘，每年投放饲料，捕鱼时会将鱼塘的水抽向荷花池，然后进入主湖，但荷花池净化水的能力有限，并且冬季净化功能大大降低，因而对主湖的水质有一定的影响。

3.3 富营养状态评价

采用综合营养状态指数法，对2017年腾格里湖监测数据进行营养状态评价，结果见表4。由综合营养状态指数可以看出，2017年腾格里湖存在富营养化，春秋季节为轻度富营养化，夏季为中度富营养化。

4 结语

（1）采用单因子水质标识评价法能够很直观地看出各水质因子处在水质区间，其方法计算简便，结果科学合理。

（2）在应用综合水质标识指数法时，其X1.X2的计算方法选择非常重要，会直接影响到评价结果。本研究所选择的3种计算方法中，超标权重法兼顾了超标指标单因子的贡献力，又全面反映了水体综合水质状况，适宜推广应用。

（3）根据对腾格里湖的水质及富营养评价，目前腾格里湖水质处于Ⅳ类水质，存在富营养化情况，夏季达到中度富营养状态。腾格里湖水质虽然达到了水环境功能区目标，但仍需加强污染源的控制，尤其是要控制鱼类养殖饲料的投放管理，防止湖水发生水华现象。

5 参考文献

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