水環(huán)境評(píng)價(jià)方法概述楊洪霞【摘要】資源與環(huán)境是當(dāng)今世界各國研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，水環(huán)境問題已成為全球性的環(huán)境問題.文中主要論及水環(huán)境的含義、水環(huán)境容量、國內(nèi)外水環(huán)境研究發(fā)展概況和水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)等方面，以及對(duì)各評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較分析.【期刊名稱】《廣州化工》【年(卷)，期】2013(041)021【總頁數(shù)】3頁(P108-109,115)【關(guān)鍵詞】水環(huán)境;質(zhì)量;評(píng)價(jià)方法【作者】楊洪霞【作者單位】四川省環(huán)境監(jiān)測總站，四川成都610091【正文語種】中文【中圖分類】X824水環(huán)境是指圍繞人群空間及可直接或間接影響人類生活和發(fā)展的水體及其正常功能的各種自然因素和有關(guān)的社會(huì)因素的總體。水環(huán)境主要由地表水環(huán)境和地下水環(huán)境兩部分組成。地表水環(huán)境包括河流、湖泊、水庫、海洋、池塘、沼澤、冰川等水體及環(huán)境要素;地下水環(huán)境包括泉水、淺層地下水、深層地下水等水體及環(huán)境要素。水環(huán)境是構(gòu)成環(huán)境的基本要素之一，是人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的最重要的場所，也是受人類影響和破壞最嚴(yán)重的地域［1］。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活水平逐漸提高，城鎮(zhèn)建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)不斷擴(kuò)大，用水量劇增，致使污水排放量也急劇增加，導(dǎo)致水污染成為目前較為嚴(yán)重的環(huán)境問題之一，而化工項(xiàng)目更是嚴(yán)重影響水污染的原因之一，其產(chǎn)品以及原輔材料千差萬別，工藝不盡相同，排污環(huán)節(jié)多，污染物復(fù)雜多變，對(duì)水環(huán)境的影響尤其突出。因此要實(shí)現(xiàn)對(duì)水環(huán)境的有效保護(hù)、治理和改善，首先應(yīng)該對(duì)城市水環(huán)境質(zhì)量作出準(zhǔn)確、客觀的評(píng)價(jià)，所以重視水環(huán)境的保護(hù)與研究是很有必要的。1水環(huán)境容量水環(huán)境容量是一定水體在規(guī)定水質(zhì)目標(biāo)下所能容納污染物的量，是滿足水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的最大允許污染負(fù)荷量或納污能力。一般是以環(huán)境目標(biāo)和水體稀釋自凈規(guī)律為依據(jù)的。水環(huán)境容量大小與水體特征、污染物特性及水質(zhì)目標(biāo)有關(guān)。水環(huán)境容量包括:①存儲(chǔ)容量。由于稀釋作用，污染物逐漸均勻分布于水體中，使水體濃度達(dá)到基準(zhǔn)值或標(biāo)準(zhǔn)值所能容納的污染物量。亦即水體污染物濃度與其水質(zhì)目標(biāo)確定的量的差值。②自凈容量。水體對(duì)污染物進(jìn)行降解或無害化的能力，亦即由于水體的自凈能力使污染物削減的量。若污染物為有機(jī)物，自凈容量也稱為同化容量。③輸移容量。指污染物進(jìn)入流動(dòng)水體之中，水體輸移污染物的能力［2-3］。近年來隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，水環(huán)境容量問題日益引起人們注意。在理論上，水環(huán)境容量是環(huán)境自然規(guī)律參數(shù)，它反映水中各種物質(zhì)在水體中的遷移、轉(zhuǎn)化積存規(guī)律，也反映滿足特定功能或要求條件下水體對(duì)污染物的承受能力；在實(shí)踐上，水環(huán)境容量是污染物總量控制的關(guān)鍵參數(shù)，是水資源利用規(guī)劃的主要約束條件，也是水體在一定區(qū)域范圍內(nèi)環(huán)境目標(biāo)管理的基本依據(jù)。2國內(nèi)外水環(huán)境研究發(fā)展概況［4］2.1國內(nèi)水環(huán)境研究發(fā)展概況我國的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)工作自20世紀(jì)70年代后期才全面開展。在此期間全國開展了北京、沈陽、南京等數(shù)個(gè)城市的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)工作。大量的實(shí)踐工作促進(jìn)了理論研究的快速發(fā)展，為完善我國環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作起到了推動(dòng)作用。在法制建設(shè)方面，我國1979年公布了《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法（試行）》，1989年頒布了修改后的《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》，2002年頒發(fā)了《環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》，使我國的環(huán)境評(píng)價(jià)工作進(jìn)入了一個(gè)新的階段。20世紀(jì)80年代，環(huán)境影響評(píng)價(jià)迅速普及和發(fā)展，從單一工程的影響評(píng)價(jià)發(fā)展到多個(gè)工程聯(lián)合運(yùn)用及流域綜合規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)方法由定性分析與簡單定量方法，發(fā)展到多因素的模型定量分析。通過大量實(shí)踐，特別是三峽工程的研究成果和環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)、施工區(qū)環(huán)境保護(hù)實(shí)施規(guī)劃和移民區(qū)的環(huán)境規(guī)劃等，使我國在這一領(lǐng)域的研究水平大為提高，某些方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平。2.2國外水環(huán)境研究發(fā)展概況環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)在國外始于20世紀(jì)60年代中期，70年代以后迅速發(fā)展。在開展了大量環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)工作的同時(shí)，環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的理論體系逐漸形成和完善，使環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)成為環(huán)境科學(xué)的一個(gè)重要分支科學(xué)。美國是世界上第一個(gè)將環(huán)境影響評(píng)價(jià)作為制度寫在國家環(huán)境政策法中的國家。美國1969年制定的《國家環(huán)境政策法》中規(guī)定，一切大型工程興建前必須編寫環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書。瑞典在1969年制定了以環(huán)境影響評(píng)價(jià)為中心的國家環(huán)境保護(hù)法，該法規(guī)定凡是產(chǎn)生污染的任何項(xiàng)目，施工前都必須提交許可申請(qǐng)書，當(dāng)?shù)玫皆S可證后才可以進(jìn)行開發(fā)。日本從1972年開始，將環(huán)境影響評(píng)價(jià)作為一項(xiàng)重要的政策實(shí)施，1976年將環(huán)境影響評(píng)價(jià)制定列為國家的專門法律。目前，日本制定了許多有關(guān)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的法規(guī)，在評(píng)價(jià)內(nèi)容上包括對(duì)自然環(huán)境的影響和對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響;在評(píng)價(jià)對(duì)象上包括對(duì)單項(xiàng)工程的評(píng)價(jià)及區(qū)域開發(fā)計(jì)劃評(píng)價(jià)等;在環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評(píng)價(jià)方面，通過大量實(shí)踐，提出了很多種控制污染的方法，如濃度控制方式、K值控制方式、總量控制方式等。英國的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)是在土地利用計(jì)劃法中體現(xiàn)出來的。1943年英國制定了《城市、農(nóng)村計(jì)劃法》，并于1971年、1972年作了修改。該法對(duì)所有開發(fā)行為提出的要求成為開展環(huán)境影響評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。歐洲其他一些國家自20世紀(jì)70年代以來也開展了大量的環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)工作及其理論研究工作。3水環(huán)境評(píng)價(jià)方法環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠程度一方面取決于監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，另一方面依賴于科學(xué)的評(píng)價(jià)方法，包括技術(shù)的選擇。近年來，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法種類繁多，本文中主要簡述幾種水環(huán)境的評(píng)價(jià)方法［5-10］。3.1模糊評(píng)價(jià)法水環(huán)境中涉及許多模糊性的概念，應(yīng)用模糊綜合評(píng)判法能使評(píng)價(jià)的理論和方法建立在比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，通過模糊級(jí)別判斷及綜合評(píng)價(jià)值的計(jì)算，可以直觀地判斷水質(zhì)的優(yōu)劣，并從總體上對(duì)水質(zhì)所屬質(zhì)量類別做出判斷。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是評(píng)價(jià)結(jié)果符合客觀規(guī)律，具有較強(qiáng)合理性。缺點(diǎn)是計(jì)算過程復(fù)雜，可操作性差。3.2灰色評(píng)價(jià)法灰色評(píng)價(jià)法是用灰色系統(tǒng)的方法來評(píng)價(jià)河流水質(zhì)。由于在水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中所獲得的數(shù)據(jù)總是在有限的時(shí)間和空間范圍內(nèi)監(jiān)測得到的，所提供的信息不完全或不確切，因此可將灰色系統(tǒng)原理用于水質(zhì)評(píng)價(jià)中，即部分信息已知，部分信息未知或不確切的系統(tǒng)，可以用灰色系統(tǒng)的原理來進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)。常用的灰色評(píng)價(jià)方法包括灰色聚類法和灰色關(guān)聯(lián)度法等。3.2.1灰色聚類法灰色聚類是以灰數(shù)的白化權(quán)函數(shù)生成為基礎(chǔ)，將一些觀測指標(biāo)或?qū)ο缶奂扇舾蓚€(gè)可定義類別的方法。因此，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)時(shí)，按灰色系統(tǒng)理論，用灰色參數(shù)描述該系統(tǒng)，把水質(zhì)等級(jí)的分級(jí)指標(biāo)值用灰色參數(shù)（灰數(shù)）來表示，這樣就可用灰色聚類法來進(jìn)行水質(zhì)分類。具體步驟如下:a、確定聚類樣本、聚類指標(biāo)和聚類灰類;b、確定白化函數(shù);c、聚類權(quán)重的確定;d、聚類系數(shù)的計(jì)算聚類系數(shù)反映了聚類樣本對(duì)灰類的親疏程度，即哪一個(gè)灰類的聚類系數(shù)大，該監(jiān)測點(diǎn)的水質(zhì)就為哪一級(jí)。3.2.2灰色關(guān)聯(lián)分析法灰色關(guān)聯(lián)分析法是灰色系統(tǒng)理論的基本方法，在地下水系統(tǒng)中多用于確定某一參考序列與多個(gè)比較序列之間的關(guān)系。采用關(guān)聯(lián)度來量化研究系統(tǒng)內(nèi)各因素的相互關(guān)系、相互影響與相互作用。它的基本思想是根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密。曲線越接近，相應(yīng)序列之間的關(guān)聯(lián)度越大，反之就越小。在進(jìn)行水體環(huán)境質(zhì)量的分級(jí)評(píng)價(jià)時(shí)，選擇評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)因子實(shí)測值作為參考序列，水體質(zhì)量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為比較序列，這樣可求出多個(gè)關(guān)聯(lián)度來，與比較序列關(guān)聯(lián)度最大的參考序列多對(duì)應(yīng)的級(jí)別，即為待評(píng)水體的質(zhì)量等級(jí)。3.3模型法3.3.1BP（誤差反向傳播算法）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的結(jié)構(gòu)屬于多層形狀的網(wǎng)絡(luò)，包括輸入層、隱含層和輸出層。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)評(píng)價(jià)模型的建立，就是將水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)作為變量，用網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)來表達(dá)，水質(zhì)分類級(jí)別由輸出節(jié)點(diǎn)來表示，根據(jù)待評(píng)判水點(diǎn)與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)值的貼近程度判斷其歸屬級(jí)別。3.3.2多元線性回歸模型水環(huán)境系統(tǒng)是一個(gè)由輸入、輸出及地質(zhì)實(shí)體構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)的各因素相互影響、相互聯(lián)系，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體。確定多個(gè)因素變量之間的定量關(guān)系，采取多元線性回歸分析法，建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。3.4理論法3.4.1集對(duì)分析法集對(duì)分析理論是趙克勤先生創(chuàng)立的一門新的系統(tǒng)理論方法。其核心思想是將系統(tǒng)內(nèi)確定性與不確定性予以辯證分析與數(shù)學(xué)處理，體現(xiàn)系統(tǒng)、辯證、數(shù)學(xué)三大特點(diǎn)。運(yùn)用集對(duì)分析方法進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)將評(píng)價(jià)區(qū)域的各個(gè)指標(biāo)與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)筑成一個(gè)集對(duì)。通過構(gòu)造確定聯(lián)系度的白化函數(shù)，獲得各個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)于某個(gè)評(píng)價(jià)級(jí)別的聯(lián)系度，再計(jì)算出相應(yīng)于該評(píng)價(jià)級(jí)別的平均聯(lián)系度，最后根據(jù)最大原則確定評(píng)價(jià)對(duì)象屬于何類。3.4.2物元分析法物元分析法于20世紀(jì)80年代由我國蔡文教授創(chuàng)立，它將物元分析與可拓集合相結(jié)合，廣泛應(yīng)用于新產(chǎn)品構(gòu)思與設(shè)計(jì)、優(yōu)化決策、控制、識(shí)別與評(píng)價(jià)等領(lǐng)域。地下水環(huán)境是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)，有時(shí)單項(xiàng)指標(biāo)間的評(píng)價(jià)結(jié)果往往是不相容的，而物元分析理論主要研究事物的可拓性，并用以解決矛盾問題。物元分析法的原理是以物元為基元建立物元模型，以物元可拓為依據(jù)，應(yīng)用物元變換化矛盾問題為相容問題。綜上所述方法可以看出，有關(guān)水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的方法眾多，大多數(shù)采用的是數(shù)學(xué)方法來對(duì)水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，為了使得水環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)結(jié)果更加準(zhǔn)確及實(shí)用，必須結(jié)合評(píng)價(jià)區(qū)域的實(shí)際特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)姆椒ā?結(jié)論水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)就是對(duì)水環(huán)境品質(zhì)的優(yōu)劣給以定量或定性的描述。它是人們認(rèn)識(shí)水環(huán)境質(zhì)量，找出水環(huán)境質(zhì)量存在主要問題所必不可少的手段和工具;同時(shí)針對(duì)找出的主要問題并根據(jù)污染物在水中的遷移轉(zhuǎn)化過程和分配系數(shù)等物理化學(xué)參數(shù)來進(jìn)行相關(guān)治理。水環(huán)境質(zhì)量評(píng)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(píng)價(jià)方法及水環(huán)境質(zhì)量分級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)。參考文獻(xiàn)[1]肖長來，梁秀娟，等.水環(huán)境監(jiān)測與評(píng)價(jià)[M].清華大學(xué)出版社，2008:1-10.[2]方子云，鄒家祥，吳貽名.環(huán)境水利學(xué)導(dǎo)論[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，1994:3-14.[3]陳家琦，王浩，楊小柳.水資源學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社，2002:2-8.[4]薛巧英.水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法的比較分析[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2004,30(124):64-67.[5]中國環(huán)境監(jiān)測總站.環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測質(zhì)量保證手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1994:1-22.[6]高宗軍，田紅，張春榮.水環(huán)境評(píng)價(jià)概述[J].山