花瑞祥張永勇++劉威++楊逸航

摘要：目前水體水質(zhì)評(píng)價(jià)方法眾多，如何篩選合適方法對(duì)水質(zhì)狀況進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，是環(huán)境保護(hù)中一項(xiàng)基礎(chǔ)性和重要性工作。以廣東省某水庫(kù)2008年-2013年水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用單因子評(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、模糊綜合評(píng)判法和灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，對(duì)比分析了這四種方法評(píng)估結(jié)果的合理性以及存在的缺陷。研究表明：（1）不同方法的評(píng)價(jià)結(jié)果存在較大差異?；疑P(guān)聯(lián)分析法評(píng)價(jià)的水質(zhì)狀況最好，模糊綜合評(píng)判法的評(píng)價(jià)結(jié)果與其他方法評(píng)估結(jié)果的一致性最高。（2）不同方法受權(quán)重的影響也存在較大差異。灰色關(guān)聯(lián)分析法受權(quán)重影響最小，而模糊綜合評(píng)判法受權(quán)重影響最大。（3）灰色關(guān)聯(lián)分析法則適用于初級(jí)使用者；模糊綜合評(píng)判法適用于相關(guān)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)豐富的人群；單因子評(píng)估法適用于流域最嚴(yán)格水資源管理；綜合污染指數(shù)法僅能確定水體是否污染，但不能確定具體水質(zhì)級(jí)別，可以作為一種補(bǔ)充方法。（4）為準(zhǔn)確評(píng)估水體水質(zhì)級(jí)別，減少權(quán)重和方法對(duì)結(jié)果的影響，建議采用多種評(píng)估方法進(jìn)行綜合分析。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)評(píng)價(jià)；單因子評(píng)價(jià)法；綜合污染指數(shù)法；模糊綜合評(píng)判法；灰色關(guān)聯(lián)分析法；適用性分析；水庫(kù)

中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：16721683（2016）06018307

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城市化的快速發(fā)展，劇烈人類活動(dòng)的擾動(dòng)造成了河湖水環(huán)境惡化嚴(yán)重[1]。水環(huán)境綜合評(píng)價(jià)與防治已成為我國(guó)流域管理中關(guān)鍵內(nèi)容之一，也是環(huán)境水文學(xué)研究的重點(diǎn)方向之一[25]。自20世紀(jì)80年代開始，我國(guó)將單因子評(píng)價(jià)法作為國(guó)家統(tǒng)一方法對(duì)主要河湖水系水質(zhì)狀況進(jìn)行了評(píng)價(jià)。該方法使用簡(jiǎn)單，不確定性較小，但評(píng)價(jià)結(jié)果過(guò)于嚴(yán)厲，表現(xiàn)為過(guò)保護(hù)[6]。多指標(biāo)綜合評(píng)估法是目前水質(zhì)評(píng)價(jià)中最常用手段，如污染指數(shù)法[78]，模糊綜合評(píng)判法[910]，灰色系統(tǒng)評(píng)價(jià)法[1112]，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[13]，水質(zhì)標(biāo)識(shí)法[1415]等。但綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的適用性和不確定性一直是探討的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前的研究主要是針對(duì)研究區(qū)實(shí)際情況，采用多種指標(biāo)和多種方法對(duì)水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)估[1618]。楊磊磊等[19]利用樺甸市5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面數(shù)據(jù)分別采用傳統(tǒng)、改進(jìn)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)法及模糊綜合法對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了評(píng)估及其適用性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)內(nèi)梅羅指數(shù)法更適用于掌握水體被污染的程度、模糊綜合評(píng)判法更適用于評(píng)價(jià)水體功能及水質(zhì)類型。李名升等[20]利用190個(gè)國(guó)控?cái)嗝嫠|(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)單因子評(píng)價(jià)法、灰色關(guān)聯(lián)分析、模糊綜合評(píng)判等7種評(píng)價(jià)方法的適用性和局限性進(jìn)行實(shí)證研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)分級(jí)評(píng)分法和單因子評(píng)價(jià)法的結(jié)果差異較大、物元可拓法對(duì)權(quán)重變化較為敏感。因此，水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果受評(píng)價(jià)方法、賦權(quán)方法等多種因素的影響。如何分析不同評(píng)價(jià)方法的適應(yīng)性、篩選合適的方法仍需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步研究。

本文選取廣東省某水庫(kù)作為研究對(duì)象，分別利用四種常用的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法，即：?jiǎn)我蜃釉u(píng)價(jià)法、綜合污染指數(shù)法、模糊綜合評(píng)判法和灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)該水庫(kù)2008年-2013年月和季度等不同時(shí)間尺度水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，探討了不同評(píng)價(jià)方法和賦權(quán)方法對(duì)水質(zhì)結(jié)果的影響；最終得出四種方法優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍。

1數(shù)據(jù)與方法

1.1研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)收集

研究水庫(kù)為廣東省南部某城市重要的供水水庫(kù)。該市屬于亞熱帶海洋性氣候，年平均氣溫為 224 ℃，多年平均降水量達(dá)1 837 mm。但由于降雨時(shí)空分布不均，暴雨集中；加之境內(nèi)河流水庫(kù)蓄水能力非常有限，使得該城市可利用的水資源量很少。水庫(kù)集水面積為64 km2，總庫(kù)容為9 950萬(wàn)m3，正常蓄水位下水面面積約115 km2，屬于中型水庫(kù)，具有城市供水、調(diào)蓄和防洪三大功能。水庫(kù)的主要污染源為工業(yè)和生活污水，主要超標(biāo)指標(biāo)為總氮。根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838-2002）地表水水域環(huán)境功能和保護(hù)目標(biāo)，該水庫(kù)是水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)為Ⅲ類。

研究收集了水庫(kù)庫(kù)心監(jiān)測(cè)斷面從2008年-2013年共6年169組水質(zhì)數(shù)據(jù)，除極少月份只有1組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)外，其余月份都有2～3組監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括錳、總磷、硝酸鹽（以N計(jì)）、氨氮、鐵、總氮和高錳酸鹽指數(shù)。原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)描述見表1。本研究分別以月平均和季度平均觀測(cè)值為基礎(chǔ)，評(píng)估了研究水庫(kù)各月份和各季度水質(zhì)變化規(guī)律。

1.2水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

[BT4]1.2.1單因子評(píng)價(jià)法

單因子評(píng)價(jià)法通過(guò)將各水質(zhì)指標(biāo)監(jiān)測(cè)結(jié)果與所測(cè)水域水功能保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行比較，確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的水質(zhì)類別，最終以最差指標(biāo)對(duì)應(yīng)的水質(zhì)類別作為所評(píng)價(jià)水體的水質(zhì)類別。該方法是目前我國(guó)地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水質(zhì)評(píng)價(jià)方法。

[BT4]1.2.2綜合污染指數(shù)法

綜合污染指數(shù)法根據(jù)計(jì)算方法的不同可以分為多種類型，常見的有代數(shù)疊加型綜合污染指數(shù)、加權(quán)平均型綜合污染指數(shù)、冪指數(shù)型綜合污染指數(shù)和向量模法綜合污染指數(shù)。本文采用的是加權(quán)平均型綜合污染指數(shù)，加權(quán)平均綜合污染指數(shù)表示為：

P=∑[DD（]n[]i=1[DD）]ωiIi=∑[DD（]n[]i=1[DD）]ωi[JB<2（][SX（]Ci[]Si[SX）][JB>2）][JY]（1）

式中：P為綜合污染指數(shù)；n為參與綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)的單項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)；ωi為第i項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重；Ii為第i項(xiàng)指標(biāo)的單項(xiàng)污染指數(shù)；Ci為單項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的實(shí)測(cè)濃度；Si為與水域功能類別對(duì)應(yīng)的單項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)濃度限值。

[BT4]1.2.3模糊綜合評(píng)判法

由于水環(huán)境中客觀存在著大量模糊和不確定的因素，模糊綜合評(píng)判法[19]在水質(zhì)評(píng)價(jià)中引入了模糊數(shù)學(xué)的概念，由監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)確立各指標(biāo)對(duì)各級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬度集，形成隸屬度矩陣，再把指標(biāo)的權(quán)重集與隸屬度矩陣相乘，得到綜合評(píng)判集，表明評(píng)價(jià)水體水質(zhì)對(duì)各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的隸屬程度，其中值最大的元素所對(duì)應(yīng)的類別即為水體評(píng)價(jià)類別。

[BT4]1.2.4灰色關(guān)聯(lián)分析法

灰色關(guān)聯(lián)分析法[5]引進(jìn)了灰色系統(tǒng)理論，以水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為參考數(shù)列[ X0（t） ]，以水質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的各級(jí)數(shù)據(jù)為比較數(shù)列[ Xi（t） ]，通過(guò)計(jì)算參考數(shù)列與比較數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)，然后對(duì)關(guān)聯(lián)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求關(guān)聯(lián)度，最后按關(guān)聯(lián)度大小排序，關(guān)聯(lián)度最大的即斷面的水質(zhì)為該級(jí)別。

1.3權(quán)重計(jì)算方法

模糊綜合評(píng)判法、灰色關(guān)聯(lián)分析法和綜合污染指數(shù)法都需要對(duì)各評(píng)價(jià)的水質(zhì)指標(biāo)賦以權(quán)重。目前賦權(quán)方法較多，如污染物濃度超標(biāo)法、等權(quán)重法、專家打分法、主成分分析法、熵值法等；其中污染物濃度超標(biāo)法是水質(zhì)評(píng)價(jià)中最常用的權(quán)重確定方法之一[20]。本文用來(lái)計(jì)算權(quán)重ωi，即按照各評(píng)判指標(biāo)超標(biāo)情況進(jìn)行加權(quán)，超標(biāo)越多，權(quán)重值越大；針對(duì)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)值越大則水質(zhì)越好的情況，其權(quán)重為1/ωi。具體計(jì)算如下：

ωi=[SX（]xi[JB<2/][AKs-]i0[]∑[DD（]n[]i=1[DD）]xi[JB<2/][AKs-]i0[SX）]，i=1，2，…，n[JY]（2）

[AKs-]i0=[SX（]1[]k[SX）]∑[DD（]k[]j=1[DD）]sij，i=1，2，…，n；j=1，2，…，k[JY]（3）

式中：ωi為第i個(gè)水質(zhì)指標(biāo)的權(quán)重；xi為第i個(gè)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值；sij為第i個(gè)指標(biāo)的第j級(jí)水質(zhì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值；[AKs-]i0為第i個(gè)指標(biāo)的各級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的均值；k為水質(zhì)評(píng)價(jià)分級(jí)總數(shù)。

1.4水質(zhì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

研究選取錳、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、硝酸鹽（以N計(jì)）、總磷、鐵和總氮作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷和總氮的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)采用最新的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）。由于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中沒(méi)有錳、鐵和硝酸鹽（以N計(jì)）的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但是為了考慮重金屬污染的影響，使評(píng)價(jià)指標(biāo)更加全面、研究采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-88）作為錳、鐵和硝酸鹽（以N計(jì)）的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。具體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

利用水質(zhì)綜合污染指數(shù)來(lái)判別污染程度是相對(duì)的，可將水體分為清潔（污染指數(shù)≤1）、輕污染（1<污染指數(shù)≤2）、污染（2<污染指數(shù)≤3.9）和重污染（污染指數(shù)>3.9）四類。

2結(jié)果與分析

2.1水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

[BT4]2.1.1各月份水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

各月份水質(zhì)結(jié)果，見圖1。由圖1可知，單因子評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)結(jié)果為8個(gè)月份（1月-7月和12月）的水質(zhì)類別為Ⅴ類水，其余4個(gè)月份（8月-11月）為Ⅳ類水。綜合污染指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果為8個(gè)月份（1月-7月和12月）的水質(zhì)污染程度為輕污染，其余4個(gè)月份水質(zhì)污染程度為清潔；各月份水質(zhì)變化與單因子評(píng)價(jià)法的結(jié)果相似。模糊綜合評(píng)判法的評(píng)價(jià)結(jié)果為僅1個(gè)月份（5月）水質(zhì)最差，為Ⅴ類水，其余月份均為Ⅳ類水。而利用灰色關(guān)聯(lián)分析法評(píng)價(jià)結(jié)果的差異性較大，其中有2個(gè)月份（5月-6月）為Ⅴ類水，2個(gè)月份（1月和4月）為Ⅳ類水，4個(gè)月份（2月-3月、7月和12月）為Ⅲ類水，2個(gè)月份（8月-10月）為Ⅱ類水，1個(gè)月份（11月）為I類水。

2.1.2各季度水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

春季水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果見圖2（a）。單因子評(píng)價(jià)法的結(jié)果均為Ⅴ類水；而綜合污染指數(shù)法的結(jié)果也均為輕污染，結(jié)果的年際變化與單因子評(píng)價(jià)法的結(jié)果一致。模糊綜合評(píng)判法的結(jié)果顯示只2010年為Ⅴ類水，其余年份都為Ⅳ類水。而灰色關(guān)聯(lián)分析法的各年份評(píng)價(jià)結(jié)果的差異性最大，有2年（2008年和2013年）春季為Ⅲ類水、3年（2009年、2011年和2012年）為Ⅳ類水，1年（2010年）為Ⅴ類水。

夏季水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果見圖2（b）。單因子評(píng)價(jià)法的結(jié)果有2年（2011年和2012年）為Ⅳ類水，其余4年為Ⅴ類水。綜合污染指數(shù)法除2012年結(jié)果為清潔外，其余5年均是輕污染。模糊綜合評(píng)判法的結(jié)果為2008年最差（Ⅴ類水）、2012年最優(yōu)（Ⅲ類水）、其余4年（2009年-2011年、2013年）為Ⅳ類水。灰色關(guān)聯(lián)分析法的2008年-2013年水質(zhì)的評(píng)價(jià)結(jié)果均不同，依次為Ⅴ類、Ⅲ類、Ⅲ類、Ⅲ類、Ⅰ類和Ⅳ類。

[JP+1]秋季水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果見圖2（c）。單因子評(píng)價(jià)法的評(píng)價(jià)結(jié)果為2008年-2009年為Ⅴ類水，而其余4年為Ⅳ類水。綜合污染指數(shù)法的結(jié)果為2008年、2009年和2013年為輕污染，而其余3年（2010年-2012年）為清潔。模糊綜合評(píng)判法的結(jié)果為僅2011年為Ⅲ類水，其他5年為Ⅳ類水。灰色關(guān)聯(lián)分析法的結(jié)果為也僅有2011年為Ⅱ類水，2008年和2009年為Ⅳ類水，2010年、2012年和2013年為Ⅲ類水。

[JP2]冬季水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2（d）所示。單因子評(píng)價(jià)法的結(jié)果為2008年、2009年和2012年共3年為Ⅴ類水，其余年份為Ⅳ類水。綜合指數(shù)法的評(píng)價(jià)結(jié)果也是2008年、2009年和2012年為輕污染，其余年份為清潔，評(píng)價(jià)結(jié)果的年際變化與單因子評(píng)價(jià)法的結(jié)果一致。模糊綜合評(píng)判法結(jié)果中有3年（2008年、2010年和2011年）為Ⅳ類水、2年（2009年和2012年）為Ⅴ類水、而僅1年（2013年）為Ⅲ類水?；疑P(guān)聯(lián)分析法的結(jié)果差異性最大，2008年-2013年水質(zhì)級(jí)別依次為Ⅲ類、Ⅴ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類和Ⅰ類。[FL）]

2.2評(píng)價(jià)結(jié)果分析

2.2.1評(píng)價(jià)結(jié)果比較

綜合污染指數(shù)法用一個(gè)指數(shù)來(lái)表示整體的水環(huán)境水平，而且可以通過(guò)比較污染指數(shù)的大小來(lái)判斷同一類別不同水體的污染程度，但是綜合污染指數(shù)法不能確定水質(zhì)類別。因此無(wú)法將綜合污染指數(shù)法[HJ]的結(jié)果與其他方法的結(jié)果進(jìn)行直接比較。圖3所示為單因子評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)判法和灰色關(guān)聯(lián)分析法兩兩比較的結(jié)果。從圖3可以看出，模糊綜合評(píng)判法與單因子評(píng)價(jià)法所得結(jié)果一樣的比例有44%，結(jié)果相差一個(gè)等級(jí)的比例為56%，因此所有的評(píng)價(jià)結(jié)果相差都不超過(guò)一個(gè)等級(jí)。

灰色關(guān)聯(lián)分析法與單因子評(píng)價(jià)法的結(jié)果相差比較大。兩種方法所得評(píng)價(jià)結(jié)果相同的比例僅占14%；有39%的評(píng)價(jià)結(jié)果相差一個(gè)等級(jí)；而其余47%的結(jié)果相差兩個(gè)等級(jí)及以上。兩種評(píng)價(jià)方法最多相差三個(gè)等級(jí)，如在評(píng)價(jià)11月份和2012年夏季水質(zhì)時(shí)，單因子評(píng)價(jià)法的結(jié)果為Ⅳ類水，而灰色關(guān)聯(lián)分析法的結(jié)果為Ⅰ類水。

模糊綜合評(píng)判法與灰色關(guān)聯(lián)分析法所得結(jié)果等級(jí)相同的比例占33%，相差一個(gè)等級(jí)的比例為47%，相差兩個(gè)等級(jí)的比例為17%，評(píng)價(jià)結(jié)果最大相差了三個(gè)等級(jí)，占3%。在評(píng)價(jià)11月份水質(zhì)時(shí)，模糊綜合評(píng)判法的結(jié)果為Ⅳ類水，而灰色關(guān)聯(lián)分析法的結(jié)果為Ⅰ類水。在本次應(yīng)用研究中，結(jié)果表明利用灰色關(guān)聯(lián)分析法所得的評(píng)價(jià)等級(jí)要優(yōu)于模糊綜合評(píng)判法；利用灰色關(guān)聯(lián)分析法所得的評(píng)價(jià)等級(jí)差異性較大，灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)水質(zhì)指標(biāo)濃度的變化反應(yīng)更加敏感，即存在較小的差異會(huì)使得灰色關(guān)聯(lián)分析法的評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)生較大的改變，而模糊綜合評(píng)判法對(duì)水質(zhì)指標(biāo)變化的反應(yīng)則沒(méi)有那么敏感。

由于不同水質(zhì)評(píng)價(jià)方法的結(jié)果并不完全一樣，而綜合污染指數(shù)法無(wú)法判斷水質(zhì)類別，本文根據(jù)單因子評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)判法和灰色關(guān)聯(lián)分析法的評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)確定最終各月份和季度的水質(zhì)級(jí)別。具體確定標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)三種方法中有兩種及以上方法的評(píng)價(jià)結(jié)果相同，則該結(jié)果作為本次評(píng)價(jià)的水質(zhì)級(jí)別；當(dāng)三種方法的評(píng)價(jià)結(jié)果都不一樣時(shí)，將三種評(píng)價(jià)方法的中間結(jié)果作為本次評(píng)價(jià)的最終水質(zhì)級(jí)別。結(jié)果表明：模糊綜合評(píng)判法的評(píng)價(jià)結(jié)果與最終水質(zhì)類型一致的比例最高，達(dá)到97%，而且剩余3%的差異性僅為一個(gè)級(jí)別。其次是單因子評(píng)價(jià)法，比例為47%，剩余53%的差異性也為一個(gè)級(jí)別。最差的是灰色關(guān)聯(lián)分析法，比例僅為36%，且其他結(jié)果與最終水質(zhì)類型差別較大，其中20%的結(jié)果與最終結(jié)果差二、三級(jí)。具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

2.2.2權(quán)重影響分析

本文采用污染物濃度超標(biāo)法賦權(quán)的評(píng)估結(jié)果與常用的等權(quán)重法的評(píng)估結(jié)果進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，兩種權(quán)重確定方法對(duì)三種水質(zhì)評(píng)價(jià)方法的結(jié)果都有一定的影響。灰色關(guān)聯(lián)分析法受權(quán)重影響最小，36組評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)中有13組因?yàn)闄?quán)重的改變而使得評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)生了變化，并且只有4組數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)結(jié)果相差超過(guò)了一個(gè)等級(jí)；綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)的36組數(shù)據(jù)中有21組發(fā)生了改變；模糊綜合評(píng)判法受權(quán)重影響最大，36組數(shù)據(jù)的評(píng)價(jià)結(jié)果都發(fā)生改變，且大多數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果相差三個(gè)等級(jí)。兩種賦權(quán)方法對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響見表4。

兩種賦權(quán)方法對(duì)結(jié)果影響的主要原因是：污染[JP2]物濃度超標(biāo)法重點(diǎn)關(guān)注超標(biāo)指標(biāo)，超標(biāo)越多，權(quán)重值越大，因此濃度極值對(duì)權(quán)重影響很大；而等權(quán)重法是將所有評(píng)估的水質(zhì)指標(biāo)同等對(duì)待。在本文研究的水庫(kù)中，錳、氨氮和硝酸鹽（以N計(jì)）的濃度較低，均小于Ⅰ類水的標(biāo)準(zhǔn)；但總氮的濃度超標(biāo)嚴(yán)重，最高濃度超過(guò)了V類水標(biāo)準(zhǔn)。濃度超標(biāo)法確定的總氮平均權(quán)重為061，是等權(quán)重法的44倍（圖4）。由于總氮等少數(shù)指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)引起權(quán)重的分配發(fā)生很大的改變，從而影響模糊綜合評(píng)判法的相對(duì)隸屬度、灰色關(guān)聯(lián)分析法的關(guān)聯(lián)度，直接影響到最終的評(píng)價(jià)結(jié)果。此外，模糊綜合評(píng)判法和灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)污染物濃度超標(biāo)法權(quán)重分配的敏感程度也不同。在模糊綜合評(píng)判法計(jì)算中，權(quán)重矩陣和隸屬度矩陣均由實(shí)測(cè)水質(zhì)指標(biāo)直接確定，均受超標(biāo)指標(biāo)的影響很大，尤其是在少數(shù)水質(zhì)指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)；而在灰色關(guān)聯(lián)分析法中，首先需將實(shí)測(cè)水質(zhì)指標(biāo)和各級(jí)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)歸一化處理，分別形成參考數(shù)列和比較數(shù)列，然后利用權(quán)重矩陣計(jì)算參考數(shù)列和比較數(shù)列的關(guān)聯(lián)度矩陣，因此評(píng)價(jià)結(jié)果受超標(biāo)因子的影響比模糊綜合評(píng)判法要小。但在水質(zhì)指標(biāo)均不超標(biāo)時(shí)，模糊綜合評(píng)判法和灰色關(guān)聯(lián)分析法的評(píng)價(jià)結(jié)果受權(quán)重的影響都較小[21]。

3結(jié)論

水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果受不同評(píng)價(jià)方法、權(quán)重以及不同數(shù)據(jù)來(lái)源等影響，結(jié)果的差異性較大。本文比較了單因子評(píng)價(jià)法、模糊綜合評(píng)判法、灰色關(guān)聯(lián)分析法和綜合污染指數(shù)法四種評(píng)價(jià)方法，以及污染物濃度超標(biāo)法和等權(quán)重法兩個(gè)賦權(quán)方法對(duì)廣東某水庫(kù)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響。結(jié)果表明：灰色關(guān)聯(lián)分析法評(píng)價(jià)的水質(zhì)狀況最好，單因子評(píng)價(jià)法所得的評(píng)價(jià)等級(jí)最差。模糊綜合評(píng)判法的評(píng)價(jià)結(jié)果與其他方法的評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性最高，但是受權(quán)重的確定影響最大。綜合污染指數(shù)法只能確定水體的污染程度，而不能確定水體的類型。對(duì)于權(quán)重影響來(lái)看，模糊綜合評(píng)判法的結(jié)果受權(quán)重影響最大；灰色關(guān)聯(lián)分析法的結(jié)果受權(quán)重影響最??；單因子評(píng)價(jià)法則不受權(quán)重的影響。受采樣數(shù)據(jù)的限制，本研究并未對(duì)不同站點(diǎn)的數(shù)據(jù)、水質(zhì)優(yōu)劣程度不同時(shí)等其他情況分析評(píng)價(jià)結(jié)果的不確定性，今后要加強(qiáng)這方面的研究。

在實(shí)際應(yīng)用中，水質(zhì)評(píng)價(jià)方法的確定應(yīng)該參考當(dāng)?shù)厮|(zhì)保護(hù)和水資源開發(fā)目標(biāo)，以及使用人員的經(jīng)驗(yàn)等。例如，對(duì)于水源地、水生態(tài)脆弱地區(qū)的水質(zhì)評(píng)價(jià)，可以選擇單因子評(píng)價(jià)法來(lái)實(shí)現(xiàn)水資源的最嚴(yán)格管理和保護(hù)；而對(duì)于下游的經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、灌溉區(qū)的水質(zhì)評(píng)價(jià)，可以選擇灰色關(guān)聯(lián)分析法來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而實(shí)現(xiàn)水資源開發(fā)利用最大化；若使用者具備豐富的相關(guān)知識(shí)、對(duì)權(quán)重的確定比較有經(jīng)驗(yàn)，建議采用模糊綜合評(píng)判法，否則采用灰色關(guān)聯(lián)或多種方法綜合評(píng)價(jià)。但為準(zhǔn)確評(píng)估水體水質(zhì)級(jí)別，減少權(quán)重和方法對(duì)結(jié)果的影響，建議采用多種評(píng)估方法進(jìn)行綜合分析。

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