水庫用水水質評價論文

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水庫用水水質評價論文

1.我國水質評價的主要方法

近年來,隨著大量數學方法應用在水質評價中,水質評價已成為我國環境質量評價中一個發展最快、進步最大的分支,方法很多,有二、三十種水質評價方法在國內外被廣泛采用。

(1)單因子評價法指用水體中感觀性、毒物和生物學等單因子的監測結果對照各自評價標準,確定各項目的水質類別,在所有項目水質類別中選取水質最差類別作為水體水質類別,是現行國家水質標準中確定的悲觀評價原則。

(2)污染指數法污染指數評價法是用水體各監測項目的監測結果與其評價標準之比作為該項目的污染分指數,再通過各種數學手段將各項目的分指數綜合運算得出一個綜合指數,以此代表水體的污染程度,作為水質評定尺度。指數法綜合評價是對整體水體質量的定量描述,只要項目、標準、監測結果可*,綜合評價從總體上看是可以基本反映污染的性質和程度的。而且對于全國流域尺度而言,指數化綜合評價法計算簡便,便于進行水系之間或同一水系時間上的基本污染狀況和變化的比較。

(3)灰色評價法水質的監測數據都是在有限的時間和空間范圍內獲得的,因而信息是不完全或不確切的,故可將水環境系統視為一個灰色系統,即部分信息已知,部分信息未知或不確知的系統。

(4)模糊評價法因水體環境本身存在大量不確定性因素,各項目的級別劃分、標準確定都具有模糊性。因此,模糊數學在水質評價中得到了廣泛應用,其基本思路是:由監測數據建立各指標對各級標準的隸屬度集,形成隸屬度矩陣,再把因子權重集與隸屬度矩陣相乘,得到模糊集,獲得綜合評判集,表明評價水體水質對各級標準水質的隸屬程度,反映了水質級別的模糊性。

(5)物元分析法物元分析法是物元分析理論在水環境質量評價領域的應用。其思路是:根據各級水質標準建立經典域物元矩陣,根據各因子的實測濃度建立節域物元矩陣,然后建立各污染指標對不同水質標準級別的關聯函數,最后根據其值大小確定水體水質的級別。

2.某水庫水質評價的實踐探討

2.1水庫的概況

某水庫位于南水北調東線工程主要調蓄水庫,屬黃河流域,大汶河水系。水庫大壩總長1530m,壩高33.3m,壩前最大水深30m。流域內山高坡陡,水流湍急,干流坡降9.72×10-3,彎曲系數1.57,為東北西南走向,季節性河流,河源深切,侵蝕強烈,形狀系數0.66,河網密度系數0.26。匯水水源主要由泰山、長清嶺和大青山3條溪流和流域內工業廢水和生活污水等匯聚而成。

目前水庫流域水土流失比較嚴重,流失面積94.4km2,占總面積的32.3%,年流失量17萬t,年侵蝕深1.6mm。每年汛期降水徑流攜帶的泥沙會造成水庫水質渾濁不清達20~40天,混濁度由平時的3°增大到20°,一方面增加了水質凈化難度和成本,且凈化后的水中仍含有較多殘留物,影響供水水質;另一方面導致水庫中泥沙含量很大,影響水庫使用壽命。

2.2水庫水質評價標準及方法

采用目前國內外較常用的等標污染負荷法,計算方法如下:

;(1)

式中,為污染物排放量(t/a);為污染物按我國目前統一的《國家地表水環境質量標準》(GB3838-2002)(以下簡稱GB3838-2002)中Ⅱ類標準濃度;為污染物等標排放量(m3/a);為污染率指數。

參照GB3838-2002中對應標準對水庫水質進行評價。評價方法采用GB3838-2002中推薦的單因子評價法和我國環保總局推薦的污染指數法。分別采用單因子評價法和污染指數法。其中單因子評價法即為用水體各監測項目的監測結果,對照該項目的評價標準,確定該項目的水質類別,在所有項目的水質類別中,選取水質最差類別作為水體的水質類別。評價結果以“類”表示。計算公式為:

(2)

式中,為水體綜合級別;為評價參數的級別;為取最大值;為監測的各次數。

污染指數法則為用水體各監測項目的監測結果與其評價標準之比作為該項目的污染分指數,然后通過各種數學手段將各項目的分指數綜合運算得出一個綜合指數,以此代表水體的污染程度。

2.3某水庫的水質評價

根據水質監測斷面應盡量*近已有水文站;盡量利用現有監測斷面;要考慮交通方便以提高監測時效性;能反映功能區內水質狀況等技術要求,再結合本文研究的是水庫飲用水源區,故本分析水源設置壩前和庫區2監測點。具體,壩前:位于某市自來水公司取水口附近,水面下約0.5m處取樣,代表自來水引取某水庫水質的狀況;庫中:在壩前2km,庫內水面下0.5m取樣,代表庫中水質情況。根據集中式取水水源地、用水矛盾突出的水域、水污染較嚴重或水質狀況變化較大的水域,監測次數可適當多一些的原則,本文監測時間為2006年10月~2006年12月,每月10號左右采樣監測1次。

根據監測項目要視水體水質現狀、水體使用功能、監控目標、所選監測項目須有相應的國家或行業頒發的標準分析方法的原則,再依據GB3838-2002中所列項目,和流域內地理環境因素及社會經濟發展帶來的人為影響的實際需要,本文選用以下24個監測指標:

(1)一般化學指標:pH、Cl-、SO42-、Fe、Cu、Zn、Mn、VP;

(2)污染指標:NH3-N、DO、CODMn、BOD5、COD、TP、TN;

(3)毒理學指標:NO3-N、F-、CN-、As、Cr6+、Hg、Cd、Pb;

(4)微生物指標:FC。

各指標的分析方法按GB3838-2002中所規定的方法。用單因子評價法和污染指數評價法對水庫水質進行評價。

由水庫2001年6月~2003年12月連續31次的24項因子的監測結果做比較,依據GB3838-2002,明顯得出:Zn、CN-、As、Cr6+、Hg、Cd及Pb在31次監測中均未檢出;Cu在2003年5月庫中檢出1次,VP在2002年12月庫中及2003年5月壩前和庫中共3次檢出,但兩物質檢出值均小于GB3838-2002Ⅱ類水標準,說明以上9項因子在兩測點監測期間均符合GB3838-2002Ⅱ類水標準。SO42-、Cl-、NO3-N、Fe、Mn,這5項補充項目,除了Mn在2003年7、8月庫中兩次檢出值分別為0.13mg/L(超GB3838-2002Ⅱ類水標準值0.1mg/L)和0.01mg/L外,其余4項在各測點處的各次測值均在標準值內。因此,這14項參數基本可認為均屬Ⅱ類水標準,水庫水質未受其污染,本文對其每次的實測值和評價不再詳細列出了,只選取pH、NH3-N、DO、BOD5、F-、CODMn、COD、TP、TN、FC,這10個因子對其進行單因子評價和污染指數評價。

根據上述所選的10項評價因子壩前和庫中監測數據結果,可知,pH、NH3-N、DO、BOD5、F-,在庫中和壩前2監測點的所有測次中,均屬Ⅱ類水,不影響水庫水質,而CODMn、COD、TP、TN、FC,這5項在2監測點都有月超Ⅱ類水現象,且TN超標現象最嚴重。因此,這5項是導致某水庫整體水質變差的主要因子,通過以其來做水庫水質評價與分析。評價期間,某水庫水質污染較嚴重,連續31個月壩前和庫中2監測點的水質綜合評價,均為Ⅲ類以上,絕大多數為超V類(庫中超V類水占74.2%,V類水占12.9%,Ⅳ類水占9.7%,Ⅲ類水占3.2%;壩前超V類水占71.0%,V類水占16.1%,Ⅳ類水占12.9%);壩前和庫中每年的水質綜合評價,也均為超V類,遠遠達不到該水庫應屬于GB3838-2002中Ⅱ類水域的標準。

用污染指數評價法分析出CODMn、COD、TP和TN為影響某水庫水質的主要因子,且TN為影響最大的因子。另外,從單因子評價法還分析出了FC也是影響某水庫的一個主要因子。

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