基于四种河流水质评价方法的苍山十八溪入湖口水质研究

黄明雨

(大理州洱海湖泊研究院，云南 大理 671000)

1 引言

洱海流域境内有弥苴河、永安江、罗时江、波罗江及苍山十八溪等大小河溪117条，苍山十八溪沿苍山横切奔泻，流入洱海。十八溪上游山高坡陡，基岩裸露，呈羽状支沟，具有山高谷深、沟谷狭窄、落差集中、支沟短小的地形特点，对崩塌、滑坡、重力侵蚀及山洪汇集极为有利。十八溪全长90多km，平均年径流量为2.331亿m3/年，占洱海陆地入湖水资源量的24.6%，是洱海的主要补水渠道之一[1]。

洱海入湖河流携带的径流污染负荷是洱海外源性污染重要来源，入湖河流污染也是突出的洱海流域水环境问题。由于河流水质评价具有特殊性，时至今日河流水质评价系统依然没有一个科学且全面的水质评价模型，因此河流水质评价方法存在不足是对洱海流域河流水环境进行科学管理的限制性因素之一[2]。于2015年1月份至2017年12月份期间，逐月对洱海西岸主要入湖河流苍山十八溪进行水质监测，运用4种较为常用的河流水质评价方法，选取了6个关键理化指标分别进行计算和评价，并对结果比较分析。

2 四种河流水质评价方法概述

在地表水环境监测中评价河流水质的方法众多，较为常用的评价方法有如下4种，分别是单因子评价方法、综合污染指数评价方法、综合水质标识指数评价方法以及水质指数评价方法。

根据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定:“地表水环境质量评价应根据应实现的水域功能类别，选取相应类别标准，进行单因子评价，评价结果应说明水质达标情况，超标的应说明超标项目和超标倍数”。运用单因子评价法评价河流水质分3步进行：首先，要确定目标水体评价标准以及参评水质指标；其次，逐一将参评指标浓度与评价标准相比较，根据指标浓度所在类别范围来判定单项水质类别；最后，以参评指标中最差的水质类别作为目标水体的水质综合评价结果，并评价目标水体是否达到功能区目标类别。

综合指数评价法是对各参评理化指标的相对污染指数进行统计，得出代表目标水体污染程度的数值，该方法用于确定目标水体的主要污染物以及相应的污染程度，并对水污染状况进行综合判断。综合污染指数评价方法的应用的前提，是基于各参评指标对水质污染的贡献基本相同的假设，计算各评价指标标准指数的算术平均值作为评价结果[3]。但其结果与单因子评价方法一样，计算所得为相对值，因水体目标功能区类别不同，导致评价标准不同，计算的水质指数值也不相同。

2005年，同济大学徐祖信[4]提出综合水质标识指数法，作为河流水质评价方法之一。该评价方法是以单因子水质标识指数评价法[5]为基础，以一组单因子水质标识指数综合评价河流水质。综合水质标识指数由4位数字组成：WQI=X1.X2X3X4，式中X1为河流综合水质级别；X2为综合水质在X1类水质区间内的位置；X3为参评水质指标中劣于功能区水质目标的单项指标个数；X4为综合水质类别与功能区水质目标类别的作差比较，若差值n≤0，即综合水质类别好于或达到功能区目标类别，则X4=0；若差值n≥1，说明综合水质劣于功能区目标n个类别。

水质指数评价方法是在单因子评价、综合污染指数评价和综合水质标识指数评价三种评价方法的基础上，根据河流污染的特点，进行了优化处理。优化后的水质指数组成为:WQI=X1.X2(X3)，式中：X1为水质类别；X2为水质在该类别区间中的位置；X3为首要污染因子。

3 十八溪入湖口水质比较分析

3.1 参评指标及评价标准

以2015～2017年洱海入湖河流苍山十八溪入湖口水质监测数据为基础，依据《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定的水温、酸碱度、溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量等24项基本监测项目作为指标筛选对象，根据洱海流域土地利用现状以及十八溪对应的河长制目标考核要求，综合各理化指标的污染分担率以及洱海流域的污染特征，选取了总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、酸碱度(pH)、化学需氧量(CODcr)、溶解氧(DO)共6个指标作为主要水质评价因子进行分析。

3.2 评价结果比较分析

单因子评价法和综合污染指数评价方法均选择《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ类(河流)作为评价标准，单因子评价法和综合污染指数法评价结果如表1，综合水质标识指数评价法和水质指数法评价结果如表2。

表2 苍山十八溪综合水质标识指数评价和水质指数评价结果

从表1的评价对比可以看出，单因子评价方法是完全按国家规定的地表水分类标准进行评价，结果仅表示出目标水体的水质类别，灵泉溪和霞移溪2条溪流连续3年达到功能区目标Ⅱ类。综合污染指数是相对功能区目标水质类别标准值计算的结果，全面反映了河流水体的污染状态，可以比较各河流的污染程度，但是无法从评价结果看出水质类别，莫残溪、清碧溪、黑龙溪、白鹤溪、中和溪5条溪流连续3年综合污染指数>2.0，即相当一部分项目检出值超过标准数倍或几十倍，水质级别为重污染。

从表2的评价对比可以看出，综合水质标识指数对河流水体可以同时进行定性和定量表征，对同类水体及劣V类的河流也可以进行水质评价和比较，其第一位表示的水质类别与单因子判定的国标水质类别差别较大，例如莫残溪、清碧溪、黑龙溪、白鹤溪、中和溪、桃溪6条溪流连续3年单因子水质类别为劣Ⅴ类与综合水质指数计算值第一位不符。运用水质指数评价方法得到的结果直接明了，数值表征了河流的水质类别以及首要污染因子，其第一位水质类别与单因子判定的国标水质类别一致，并且能比较同类水质的污染程度，例如2016年隐仙溪和白石溪均为Ⅲ类水质，隐仙溪的水质指数为3.9接近Ⅳ类水质；白石溪水质指数为3.3接近Ⅱ类，水质相对较好。从首要污染因子结果看出，有14～16条河流首要污染因子均为总氮，反映了总氮是影响十八溪水质类别的主要水质因子。

整体来看，2015年至2017年洱海西岸主要入湖河流苍山十八溪入湖口水质稳中向好，Ⅱ类水体河流在增多，劣Ⅴ类水体河流在减少，洱海入湖河道治理初见成效。

4 结论

河流水质的评价方法众多，作为一种科学的河流水质评价方法，应该具备以下两点：一是水体的水质类别判定必须与国家地表水分类标准一致；二是在准确判定水质类别的基础上，能够对水质类别相同的水体给予区分[6]。单因子评价法以最差的水质指标所属类别作为最终水质类别，其评价结果表现为过保护；综合污染指数法能够直接判断综合水质是否达到水环境功能区目标，但是无法直观判断水质类别；水质标识指数法优势在于能够对劣Ⅴ类水质进行连续性刻画，进而得到科学合理的定性与定量评价[7]。

水质指数评价方法综合考虑了各种方法的特点和实用性，评价方法兼顾定性判别和定量分析，数值表征了河流的水质类别以及首要污染因子，其判定的水质类别与单因子判定的国标水质类别一致[8]，并且能比较同类水质的污染程度。因此，建议在洱海流域入湖河流水质评价中推广应用。