CN1657934A - 河流综合水质标识指数评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明河流综合水质标识指数评价方法，涉及一种新的河流综合水质评价方法，本发明利用综合水质标识指数做出总体综合水质评价。所述的综合水质标识指数WQI由整数位和小数点后三位或四位有效数字组成，其结构为：WQI＝X1.X2X3X4，其中，X1表示总体综合水质类别；X2表示综合水质在X1级别水质变化区间内所处位置；X3表示综合水质类别与水环境功能区类别的比较结果，视评价水域的污染程度，X3为一位或两位有效数字；X4表示参与综合水质评价的单项水质指标中，劣于水环境功能区目标的水质指标个数。综合水质标识指数由两部分组成：X1.X2称为综合水质指数，X3、X4称为标识码。本发明可以完整表达河流总体综合水质信息，对水质定性、定量评价。

Description

河流综合水质标识指数评价方法
技术领域
本发明河流综合水质标识指数评价方法，涉及一种新的河流水质综合评价方法，河流综合水质评价是水环境治理中的重要基础性工作。通过对水质监测数据的合理评价，才能制定科学的整治规划，采取有效的措施。可以说河流总体水质评价的合理性会直接影响决策。
背景技术
目前常用的河流综合水质评价方法有以下几种：一是根据国家标准选择最差的指标按照分类进行评价；二是污染指数法；三是模糊综合指数法；四是BP神经网络法。这些方法对我国河流综合水质评价起到了积极的作用，但也存在一些不足。共同之处是不能判断水体是否黑臭，不能说明河流整体水质是否达到功能区标准，更不能说明参与评价的众多水质指标中有几个水质指标不能满足功能区要求。
根据现行国家《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》，选择水质最差的单项指标所属类别来确定河流整体水质类别，不能科学地评判河流总体水质状况。如我国江南地区以氨氮和总磷污染为主，根据我国现行水质标准评价，均为劣V类水。实际上，随着我国对水环境污染治理的日益重视，各地水环境污染治理工作都取得了一定的成效，河流整体水质有一定的改善，这种评价方法不能客观反映河流水质的改善。如上海苏州河某断面整治前的COD、BOD、DO、NH3-N均劣于V类水，水体黑臭；整治后河道消除了黑臭，前三项指标均好于V类水，NH3-N浓度与整治前相比也有大幅度改善，但由于来水原因，仍劣于V类水。如以最差因子进行评价，整治前后均劣于V类水，综合水质未见好转，不能说明整治前后水质的变化。另外，根据国家标准进行评价，不能对劣V类水进行污染程度的比较。
污染指数法的评价结果是一个相对值，只能定性评价，不能说明整体水质类别。由于同一类水的水质标准有一个变化范围，取不同的标准值作为分母会得到不同的评价数据。
模糊综合指数法的计算结果是对各级水质类别的隶属度矩阵，取最大隶属度所对应的级别作为该样本所属的级别。其不足之处是计算复杂，对I～V类水的定量评价结果不直观。
BP人工神经网络法的评价结果为“连续的水质类别”，但是计算方法复杂，评价过程中样本的选择不固定，定性评价结果不直观。
结合长期的水环境质量评价实践，一个科学合理的水质综合评价方法应具备以下特点：
(1)可以以一组主要水质指标综合评价河流总体综合水质。
(2)可以结合国家标准评价总体水质类别，并在同一类别中进行比较，进行整体水质的定性评价和定量评价。
(3)可以对劣五类的水质评价，并判别河流水体是否黑臭。
(4)可以根据水环境功能区进行达标评价，结果能反映水环境整治取得的成效。
(5)评价方法简单实用，易于在我国河流水质评价工作中推广。基于以上分析，本发明提出了一新的技术方案。
发明内容
本发明目的在于提供一种河流综合水质标识指数评价方法，利用综合水质标识指数，对河流水质进行综合分析评价，评价方法简单实用，易于在我国河流水质评价工作中推广。
本发明目的可通过下述技术方案实现：本发明河流综合水质标识指数评价方法，特点是利用综合水质标识指数做出水质的综合评价，所述的综合水质标识指数WQI由整数位和小数点后三位或四位有效数字组成，其结构为：
               WQI＝X1.X2X3X4                  (1)
式(1)由两部分组成：X1.X2称为综合水质指数，由计算获得；X3和X4称为标识码，由比较判断得到。式中，
X1-总体综合水质类别；
X2-总体综合水质在X1级别水质变化区间内所处位置，如图1综合水质标识指数中X2符号意义示意图所示，按四舍五入的原则取一位有效数字，从而实现综合水质的定量比较；
X3-综合水质类别与水环境功能区类别的比较结果，视评价水域的污染程度，X3为一位或两位有效数字；
X4-参与综合水质评价的单项水质指标中，劣于水环境功能区目标的水质指标个数。
为具体说明本发明综合水质标识指数中各符号的意义，特在图2和图3中予以说明。如图2综合水质为I～V类标识指数解释图所示：WQI＝4.812，总体水质类别为IV类。总体水质在IV类水浓度区间中位于距下限值80％的位置。总体水质劣于水环境功能区目标一个类别，根据总体水质类别为IV，可推知功能区目标为III类。参与评价的指标中，劣于水环境功能区水质类别的指标有2个。
如图3综合水质为劣V类标识指数解释图所示：WQI＝8.733，该指数解释总体水质类别为劣V类；水体黑臭；总体水质与水环境功能区目标相差三个类别，由此推知功能区目标为V类；参与评价的水质指标中，劣于水环境功能区目标的指标有3个。
综合水质标识指数的形成流程如图4综合水质标识指数计算流程图所示，综合水质标识指数的形成方法如下：
1.综合水质指数(X1.X2)的计算公式为：
X 1 . X 2 = 1 m Σ i = 1 m ( X 1 . X 2 ) i
式中，X1.X2-评价河流综合水质的综合水质指数；
      m-参加总体综合水质评价的主要污染水质指标的数目；
      (X1.X2)i-各主要污染水质指标的单因子水质指数，单因子水质指数的确定方法如下：
1.1当水质好于V类水上限值时，单因子水质指数的确定
(1)X1的确定
当水质介于I类水和V类水之间时，可以根据水质监测数据与国家标准的比较确定X1，其意义如下所示：
      X1＝1，表示该指标水质类别为I类；
      X1＝2，表示该指标水质类别为II类；
      X1＝3，表示该指标水质类别为III类；
      X1＝4，表示该指标水质类别为IV类；
      X1＝5，表示该指标水质类别为V类。
(2)X2的确定
在地表水环境质量标准(GB3838-2002)中，溶解氧浓度随水质类别数的增大而减少，除水温和pH外的其余21项指标值随水质类别数的增大而增加，因此X2按溶解氧指标和非溶解氧指标分别计算。
a.非溶解氧指标(21项)
非溶解氧指标X2可根据公式(3)并按四舍五入的原则取一位整数确定，公式(3)中的符号意义，如图5公式(3)的符号意义示意图所示。
Figure A20051002412300091
其中，Ci-第i项指标的实测浓度，Cik下≤Ci≤Cik上；
  Cik下-第i项指标第K类水质浓度区间的下限值，K＝X1；
  Cik上-第i项指标第K类水质浓度区间的上限值，K＝X1。
b.溶解氧指标
由于溶解氧浓度随水质类别数的增加而减小，因此，其计算分析与非溶解氧指标不同。溶解氧指标的X2根据式(4)并按四舍五入的原则取一位整数确定，公式(4)中的符号意义如图6公式(4)的符号意义示意图所示。
Figure A20051002412300101
其中，CDO-溶解氧的实测浓度；
      CDOK上-第K类水中溶解氧浓度高的区间边界值，K＝X1；
      CDOK下-第K类水中溶解氧浓度低的区间边界值，K＝X1。
1.2水质劣于或等于V类水上限值时，单因子水质指数的确定
(1)非溶解氧指标(21项)
非溶解氧指标的单因子水质指数(X1.X2)根据式(5)按四舍五入的原则取小数点后一位确定，式(5)中的符号意义如图7公式(5)的符号意义示意图所示。
式中，Ci-第i项水质指标实测浓度，
      Ci5上-第i项指标V类水浓度上限值。
(2)溶解氧指标
当溶解氧实测值小于或等于2.0mg/L时，溶解氧单项指标劣于或等于V类水。其单因子水质指数根据式(6)并按四舍五入的原则取小数点后一位确定，式(6)中的符号意义如图8公式(6)的符号意义示意图所示。
式中，CDO-溶解氧实测浓度；
      CDO，5下-溶解氧的V类水浓度下限值，CDO5下＝2.0mg/L；
      m-计算公式修正系数，研究中取m＝4。
在溶解氧的计算中引进了修正指数m＝4，据此可知当溶解氧劣于V类水时，其单因子水质标识指数介于6～10之间。
      1.5≤DO＜2.0，X1.X2＝6～7
      1.0≤DO＜1.5，X1.X2＝7～8
      0.5≤DO＜1.0，X1.X2＝8～9
      0≤DO＜0.5，  X1.X2＝9～10
2.标识码(X3和X4)的确定
2.1 X3的确定
X3意义是判别总体综合水质类别是否劣于水环境功能区类别。如果总体水质类别好于或达到功能区类别，则有
             X3＝0                             (7)
如果综合水质类别差于水环境功能区类别且综合水质标识指数中X2为0，则：
              X3＝X1fi-1                          (8)
如果综合水质类别差于水环境功能区类别且综合水质标识指数中X2不为0，则：
              X3＝X1-fi                           (9)
式中，fi-水环境功能区类别。由此可见，如果X3＝1，说明总体综合水质劣于功能区一个类别，如果X3＝2，说明总体水质劣于功能区两个类别，依此类推。如果评价水域污染特别严重，X3超过10，相应X3由两位有效数字组成。
2.2 X4的确定
X4是参与评价的水质指标中，劣于水环境功能区标准的水质指标数目，通过监测数据与功能区标准的比较确定。如果X4＝0，说明所有参与评价的水质指标均达到水环境功能区标准；如果X4＝1，说明参与整体水质评价的指标中有1个指标不能达到功能区标准，如果X4＝2，说明有两个指标不能达到功能区标准，以此类推。
本发明综合水质标识指数的意义如下：
一.对综合水质类别判定：通过综合水质标识指数WQI的整数位和小数点后第一位，即综合水质指数，可以判定综合水质类别，判断关系为：
            1.0≤X1.X2≤2.0，综合水质类别为I类；
            2.0＜X1.X2≤3.0，综合水质类别为II类；
            3.0＜X1.X2≤4.0，综合水质类别为III类；
            4.0＜X1.X2≤5.0，综合水质类别为IV类；
            5.0＜X1.X2≤6.0，综合水质类别为V类；
            6.0＜X1.X2≤7.0，综合水质类别为劣V类但不黑臭；
            X1.X2＞7.0，综合水质类别为劣V类并黑臭。
二.对综合水质好坏判定：综合水质标识指数中的综合水质指数X1.X2数值越大，综合水质越差。
三.对综合水质的水环境功能区达标判定：根据综合水质标识指数的X3，评价综合水质是否达到水环境功能区目标。当综合水质标识指数中X3为0时，综合水质达到了水环境功能区目标；当综合水质标识指数中X3不为0(大于0)时，综合水质达不到水环境功能区目标，X4表示综合水质类别与水体功能区类别的差值。
本发明的优越性在于：在单因子水质标识指数法基础上，提出了一种全新的河流水质综合评价方法—综合水质标识指数法。本发明方法可以完整表达河流总体综合水质信息，对总体综合水质既能定性评价、也能定量评价；既不会因个别水质指标较差就否定综合水质，又能对河流综合水质做出合理的评价；既可以在同一综合水质类别中比较水质的优劣，也可以在不同综合水质类别中比较水质的优劣；可以判断我国河流水体黑臭，解决了一直困扰我国城市河流水质评价的难题。利用本发明方法对河流总体综合水质的评价结果更合理、更科学、更客观。
附图说明
图1综合水质标识指数中X2符号意义示意图
图2综合水质为I～V类标识指数解释图
图3综合水质为劣V类标识指数解释图
图4综合水质标识指数计算流程
图5公式(3)的符号意义示意图
图6公式(4)的符号意义示意图
图7公式(5)的符号意义示意图
图8公式(6)的符号意义示意图
图9苏州河北新泾断面1994～2003年间总体水质变化过程图
图10苏州河武宁路桥断面1994～2003年间总体水质变化过程图
图11苏州河浙江路桥断面1994～2003年间总体水质变化过程图
图12 1994～2003年黄浦江杨浦大桥断面综合水质
图13 2003年黄浦江各断面综合水质
图14 1994～2003年苏州河武宁路桥断面综合水质
图15 2003年苏州河各断面综合水质
图16 2003年上海市中小河道综合水质
具体实施方式
本发明河流综合水质标识指数评价方法，特点是利用综合水质标识指数做出水质的综合评价，所述综合水质标识指数WQI由整数位和小数点后三位或四位有效数字组成，其结构为：WQI＝X1.X2X3X4，该指数由两部分组成：X1.X2称为综合水质指数，由计算获得；X3和X4称为标识码。各符号意义为：X1为总体综合水质类别；X2为总体综合水质在X1级别水质变化区间内所处位置，按四舍五入的原则取一位有效数字，从而实现综合水质的定量比较；X3为综合水质类别与水环境功能区类别的比较结果，视评价水域的污染程度，X3为一位或两位有效数字；X4为参与综合水质评价的单项水质指标中，劣于水环境功能区目标的水质指标个数。
1.城市河流水体黑臭的判别
在城市河流水质评价中，如何判别河流是否黑臭，一直是困扰水质评价的难题，无论是按照国家标准进行评价还是其它的典型方法都无法对水体黑臭做出判断。
利用本发明可以很好的解决上述难题。将综合水质标识指数法用于上海市一些典型河流断面1994～2003十年间总体水质变化过程的评价，将综合水质标识指数的评价结果与河流实际情况进行对照，从而确定了通过综合水质标识指数判别河流水体黑臭的临界点。
上海市苏州河干流典型断面1994～2003年综合水质标识指数的评价结果见图9～图11，其中，图9苏州河北新泾断面1994～2003年间总体水质变化过程图、图10苏州河武宁路桥断面1994～2003年间总体水质变化过程图和图11苏州河浙江路桥断面1994～2003年间总体水质变化过程图。1993年合流污水一期工程投入使用，截流了排向苏州河干流中下游的污染源，因此，从1994年开始，苏州河干流污染逐步降低。但是，由于没有同步解决支流的污染和苏州河干流往复流动的问题，苏州河仍然黑臭。1998年苏州河环境综合整治一期工程启动，重点是对六条主要的支流进行截污，将苏州河干流由潮汐往复流变为由西向东的单向流动河流，从而促使水质逐渐好转，1999年苏州河干流基本消除黑臭，2001年，主要指标基本达到V类水。与图9苏州河北新泾断面1994～2003年间总体水质变化过程图、图10苏州河武宁路桥断面1994～2003年间总体水质变化过程图和图11苏州河浙江路桥断面1994～2003年间总体水质变化过程图对照分析，可以看出水体黑臭的临界标识指数为X1.X2＝7.0。判断标准为：
    6.0＜X1.X2≤7.0    综合水质劣于V类但不黑臭
         X1.X2＞7.0    综合水质劣于V类并黑臭
2.上海市黄浦江综合水质评价
表1给出了黄浦江上、中、下游监测断面1994～2003年5个主要水质指标的监测数据，从一堆数据中很难直观判断各断面水质的年际变化情况，也很难比较不同断面水质的优劣。
表1  黄浦江各断面1994～2003年间主要水质指标监测数据
断面 指标                                                      年份
  1994   1995   1996   1997   1998   1999   2000   2001   2002   2003
淀峰   DO   9.23   9.39   8.72   8.89   9.06   8.63   8.25   8.36   8.38   8.38
  CODMn   3.87   4.37   4.45   4.77   4.16   4.39   4.87   5.09   4.57   4.98
  BOD5   1.99   2.04   1.92   1.84   1.35   1.45   1.97   2.18   2.27   2.79
  NH3-N   0.55   0.35   0.39   0.43   0.41   0.44   0.70   0.70   1.37   1.11
  TP   0.109   0.110   0.127   0.138   0.134   0.119   0.121   0.143   0.152   0.193
松浦大桥   DO   6.11   5.90   5.63   5.08   5.27   5.70   5.16   4.70   5.00   5.04
  CODMn   4.48   5.25   5.07   5.42   5.60   5.33   5.76   4.50   4.67   4.43
  BOD5   3.18   3.68   4.36   4.07   2.95   2.03   2.67   2.65   3.42   2.15
  NH3-N   1.37   1.52   1.81   0.99   0.74   1.11   0.73   0.88   1.38   1.11
  TP   0.137   0.151   0.142   0.154   0.189   0.169   0.379   0.183   0.234   0.221
临江   DO   4.56   4.72   4.88   4.16   4.69   5.34   4.56   4.50   5.30   5.69
  CODMn   4.61   4.84   4.47   4.87   3.98   3.56   4.60   4.44   4.46   4.52
  BOD5   2.37   2.12   3.13   2.91   2.69   2.59   3.34   2.05   3.62   2.48
  NH3-N   1.85   1.75   1.70   1.78   1.49   1.35   2.28   1.12   1.30   1.05
  TP   0.150   0.177   0.178   0.208   0.333   0.219   0.192   0.211   0.230   0.277
南市水厂   DO   3.27   3.87   4.11   4.00   4.65   5.03   4.49   4.43   5.54   4.89
  CODMn   5.83   5.67   6.84   6.11   5.37   5.45   6.36   5.30   5.13   5.01
  BOD5   5.60   4.37   4.30   4.19   4.10   4.13   5.68   3.93   4.59   4.64
  NH3-N   2.46   2.47   3.06   2.56   1.91   1.40   3.15   2.39   1.54   1.80
  TP   0.166   0.148   0.123   0.114   0.132   0.142   0.165   0.166   0.165   0.170
杨浦大桥   DO   1.49   0.96   1.32   1.77   2.58   3.15   3.00   1.91   3.69   3.46
  CODMn   7.77   7.20   8.00   5.71   4.96   5.88   5.92   6.14   5.82   6.10
  BOD5   10.51   8.93   14.51   12.68   8.44   6.59   8.84   8.76   7.51   6.59
  NH3-N   4.01   3.43   3.31   2.60   3.03   2.18   3.51   1.96   2.12   2.34
  TP   0.266   0.209   0.181   0.211   0.237   0.288   0.273   0.298   0.278   0.270
吴淞口   DO   5.05   6.18   4.50   5.69   4.96   4.54   4.92   4.12   4.71   4.81
  CODMn   4.31   4.23   5.25   3.81   4.12   4.59   4.02   5.03   4.67   4.38
  BOD5   3.58   4.13   4.33   3.57   3.68   3.56   4.06   5.71   3.68   2.60
  NH3-N   2.68   1.83   2.45   2.30   2.19   2.39   2.54   1.68   2.12   1.82
  TP   0.130   0.200   0.231   0.186   0.190   0.216   0.186   0.224   0.252   0.236
根据这些监测数据，计算得到各断面的综合水质标识指数，见表2，并绘制图12 1994～2003年黄浦江杨浦大桥断面综合水质和图132003年黄浦江各断面综合水质2003年综合水质评价见表3。
表2  黄浦江各断面1994～2003年间综合水质标识指数
  断面                                               综合水质标识指数
  1994   1995   1996   1997   1998   1999   2000   2001   2002   2003
  淀峰   2.402   2.402   2.402   2.502   2.402   2.402   2.603   2.603   2.903   2.903
  松浦大桥 3.501 3.801 4.012 3.801 3.400 3.301 3.801 3.401 4.002 3.502
  临江   3.702   3.702   3.902   3.903   3.903   3.402   4.212   3.503   3.902   3.502
  南市水厂 4.701 4.501 4.501 4.401 4.201 4.000 4.701 4.301 4.001 4.201
  杨浦大桥 5.813 5.813 5.813 5.413 5.113 5.002 5.212 5.413 5.002 5.002
  吴淞口   4.101   3.901   4.501   4.001   4.201   4.301   4.201   4.501   4.301   4.801
表3  2003年黄浦江综合水质评价
断面(按污染程度由小到大排序) 综合水质标识指数 综合水质级别 综合水质达标情况
淀峰 2.903 II类 达标
松浦大桥 3.502 III类 达标
临江 3.502 III类 达标
吴淞口 3.801 IV类 达标
南市水厂 4.201 IV类 达标
杨浦大桥 5.002 IV类 达标
3.上海市苏州河水质评价
表4给出了苏州河下游监测断面1994～2003年5个主要水质指标的监测数据，从一堆数据中很难直观判断各断面水质的年际变化情况，也很难比较不同断面水质的优劣。根据这些监测数据，计算得到各断面的综合水质标识指数，见表5，并绘制图14 1994～2003年苏州河武宁路桥断面综合水质和图15 2003年苏州河各断面综合水质。综合水质评价见表6，表7。
表4  苏州河下游断面1994～2003年间主要水质指标监测数据
断面 指标                                                          年份
 1994  1995  1996  1997  1998  1999  2000  2001  2002  2003
北新泾  DO  0.32  0.90  1.68  1.31  1.20  1.96  2.35  3.64  2.84  2.16
 CODMn  17.81  15.38  14.34  17.04  11.92  9.80  7.97  5.92  5.73  5.34
 BOD5  25.52  22.68  18.76  19.12  10.15  13.97  13.49  4.91  7.70  7.18
 NH3-N  13.34  14.28  17.30  16.69  12.99  9.60  7.50  5.32  5.36  6.40
 TP  1.581  1.215  0.437  0.871  1.280  0.774  0.729  0.419  0.574  0.654
武宁路桥  DO  0.44  0.93  2.09  2.03  1.54  1.92  2.04  3.35  2.38  1.75
 CODMn  18.27  16.13  16.41  12.59  15.52  10.72  7.09  5.93  6.04  5.42
 BOD5  31.65  28.21  22.33  11.93  16.81  16.08  9.28  5.17  8.54  6.68
 NH3-N  17.66  15.32  18.11  12.13  14.19  9.92  7.85  5.61  5.87  6.78
 TP  1.404  0.963  0.464  1.038  1.581  0.739  0.732  0.405  0.621  0.657
浙江路桥  DO  0.76  1.77  1.17  1.76  1.35  2.24  1.85  3.40  2.40  1.73
 CODMn  20.37  18.53  14.37  10.80  11.34  10.79  9.82  5.92  5.80  5.42
 BOD5  21.79  19.35  30.54  22.73  25.12  21.90  17.05  5.48  7.51  7.09
 NH3-N  10.72  9.45  10.31  6.94  7.28  7.28  7.13  5.25  5.71  6.71
 TP  1.006  1.090  0.632  0.710  0.708  0.586  0.688  0.551  0.576  0.638
表5  苏州河下游断面1994～2003年间综合水质标识指数
断面                                       综合水质标识指数
1994  1995  1996  1997  1998  1999  2000  2001  2002  2003
北新泾 8.735  8.335  7.824  8.235  7.724  6.814  6.413  5.402  5.702  5.902
武宁路桥 9.245  8.435  7.924  7.323  8.135  6.914  6.412  5.402  6.002  6.003
浙江路桥 8.025  7.425  7.724  6.814  7.124  6.613  6.614  5.502  5.802  6.003
表6  苏州河下游断面1994～2003年水质变化评价
断面 10年间综合水质变化 10年间水环境功能区达标评价
北新泾桥 1994～1998年，黑臭；1999～2000年，黑臭消失，劣V类水；2001～2003，V类水，但水质不稳定。 2001～2003年达标
武宁路桥 1994～1998年，黑臭；1999～2000年，黑臭消失，劣V类水；2001～2003，V类水，但水质不稳定。 2001～2003年达标
浙江路桥 1994～1998年，黑臭；1999～2000年，黑臭消失，劣V类水；2001～2003，V类水，但水质不稳定。 2001～2003年达标
表7  2003年苏州河综合水质评价
断面(按污染程度由小到大排序) 综合水质标识指数  综合水质级别 综合水质达标情况
黄渡 5.402  V类 达标
华槽 5.402  V类 达标
白鹤 5.412  V类 不达标
北新泾桥 5.902  V类 达标
武宁路桥 6.003  V类 达标
浙江路桥 6.003  V类 达标
4.上海市中小河道水质评价
评价的郊区河流为：友谊河、蒲汇塘(松江区)；环城河、横沥泾(嘉定区)；咸塘港、周浦塘(南汇区)；环城河、市河(青浦区)；新农河(奉贤区)；老龙泉港(金山区)；小闸河、三沙洪(崇明县)。将上述评价河流各监测断面的年度四项水质单项指标(DO、CODMn BOD5、NH3-N)数据进行算术平均，根据求得的平均浓度计算河流整体的综合水质标识指数，河流整体的综合水质如图16示，综合水质评价如表8示。
表8  2003年郊区中小河流综合水质评价
河流(按污染程度由小到大排序)     综合水质标识指数 综合水质级别   综合水质达标情况
三沙洪     3.200 III类   达标
环城河(嘉定)     4.110 IV类   达标
市河     4.110 IV类   达标
小闸河     4.610 IV类   达标
老龙泉港     4.910 IV类   达标
环城河(青浦)     5.821 V类   不达标
横沥泾     5.921 V类   不达标
周浦塘     6.931 劣V类但不黑臭   不达标
咸塘港     7.022 劣V类并黑臭   不达标
蒲汇塘     7.343 劣V类并黑臭   不达标
友谊河     7.643 劣V类并黑臭   不达标
新农河     8.323 劣V类并黑臭   不达标
本发明在单因子水质标识指数法的基础上，提出了一种全新的我国河流水质综合评价方法—综合水质标识指数法，并将其具体应用于城市河流水质综合评价中。本发明完整标识了总体水质类别、水质情况、与水环境功能区类别的比较结果等令人关心的信息。
通过本实施例，进一步说明本发明中综合水质标识指数完整表达河流总体综合水质信息，对总体综合水质既能定性评价、也能定量评价；既不会因个别水质指标较差就否定综合水质，又能对河流综合水质做出合理的评价；既可以在同一综合水质类别中比较水质的优劣，也可以在不同综合水质类别中比较水质的优劣；可以判断我国河流水体黑臭，解决了一直困扰我国城市河流水质评价的难题。
本发明的综合水质标识指数法克服了目前常用的一些评价方法的不足，且计算方法简单，分析结果直观，评价结论合理，易于在我国河流水质评价工作中推广。

Claims (8)

1.综合水质标识指数评价方法，其特征在于基于一组单项水质指标的单因子指数形成综合水质标识指数，利用综合水质标识指数做出总体综合水质评价，所述的综合水质标识指数WQI由整数位和小数点后三位或四位有效数字组成，其结构为：WQI＝X1.X2X3X4，其中，X1表示总体综合水质类别；X2表示综合水质在X1类别水质变化区间内所处位置，按四舍五入的原则取一位有效数字；X3表示综合水质类别与水环境功能区类别的比较结果，视评价水域的污染程度，X3为一位或两位有效数字；X4表示参与综合水质评价的单项水质指标中，劣于水环境功能区目标的水质指标个数，所述的综合水质标识指数由两部分组成：X1.X2称为综合水质指数，X3、X4称为标识码。
2.根据权利要求1所述的河流综合水质标识指数评价方法，其特征在于所述综合水质标识指数中X1.X2确定为：
X 1 . X 2 = 1 m Σ i = 1 m ( X 1 . X 2 ) i
式中，X1.X2-综合水质指数；
      m-参加总体综合水质评价的污染水质指标的数目；
      (X1.X2)i-各污染水质指标的单因子水质指数。
3.根据权利要求1或2所述的河流综合水质标识指数评价方法，其特征在于：对单因子水质指数，当水质介于I类水和V类水之间时，根据水质监测数据与国家标准的比较确定X1，其中，X1＝1，表示该指标水质类别为I类；X1＝2，表示该指标水质类别为II类；依此类推，X1＝5，表示该指标水质类别为V类。
4.根据权利要求3所述的河流综合水质标识指数评价方法，其特征在于：对单因子水质指数，非溶解氧指标的X2确定为：
其中，Ci-第i项指标的实测浓度，Cik下≤Ci≤Cik上；
      Cik下-第i项指标第K类水质浓度区间的下限值，K＝X1；
      Cik上-第i项指标第K类水质浓度区间的上限值，K＝X1。
5.根据权利要求3所述的河流综合水质标识指数评价方法，其特征在于：对单因子水质指数，溶解氧指标的X2确定为：
Figure A2005100241230003C2
其中，CDO-溶解氧的实测浓度；
      CDOK上-第K类水中溶解氧浓度高的区间边界值，K＝X1；
      CDOK下-第K类水中溶解氧浓度低的区间边界值，K＝X1。
6.根据权利要求1或2所述的河流综合水质标识指数评价方法，其特征在于：对单因子水质指数，水质劣于或等于V类水上限值时，非溶解氧指标的X1.X2确定为：
式中，Ci-第i项水质指标实测浓度；
      Ci5上-第i项指标V类水质浓度区间上限值。
7.根据权利要求1或2所述的河流综合水质标识指数评价方法，其特征在于：对单因子水质指数，水质劣于或等于V类水上限值时，溶解氧指标的X1.X2确定为：
Figure A2005100241230004C1
式中，CDO-溶解氧的实测浓度；
      CDO，5下-溶解氧的V类水质浓度区间下限值，CDO5下＝2.0mg/L；m-计算公式修正系数。
8.根据权利要求1所述的河流综合水质标识指数评价方法，其特征在于综合水质标识指数中X3确定方法为：当综合水质类别好于或达到水环境功能区类别，则有X3＝0；当综合水质类别差于水环境功能区类别且综合水质标识指数中X2为0，则有X3＝X1-fi-1；当综合水质类别差于水环境功能区类别且综合水质标识指数中X2不为0，则有X3＝X1-fi；式中，fi-水环境功能区类别。
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