梁廣林，賈振宇，高艷妮，孫倩瑩，戴霞，侯春飛?

1.國家環(huán)境保護(hù)區(qū)域生態(tài)過程與功能評(píng)估重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國環(huán)境科學(xué)研究院

2.環(huán)境基準(zhǔn)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國環(huán)境科學(xué)研究院

水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基,對(duì)于維系生態(tài)環(huán)境和支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有基礎(chǔ)性和戰(zhàn)略性意義[1]。新中國成立以來,我國國民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展取得了舉世矚目的成就,但與此同時(shí),農(nóng)業(yè)面源污染急劇增加,加之未經(jīng)有效治理的工業(yè)廢水和生活污水排入河流,導(dǎo)致水體污染嚴(yán)重,水環(huán)境質(zhì)量下降,影響了居民的生存健康,制約了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展[2]。如何科學(xué)評(píng)價(jià)水環(huán)境質(zhì)量,根據(jù)其時(shí)空變化采取適宜的污染防控措施,對(duì)打贏水污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)具有重要意義。

遼河流域是我國重要的化學(xué)工業(yè)和糧食生產(chǎn)基地,隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平提升,出現(xiàn)了一系列水環(huán)境污染問題。例如,化肥和農(nóng)藥過度使用、生活污水和工業(yè)廢水以及固體垃圾綜合處理能力不足等,嚴(yán)重威脅地表水的安全[3]。針對(duì)遼河水質(zhì)污染問題,許多學(xué)者開展了有針對(duì)性的研究,如趙長(zhǎng)亮[4]對(duì)2016—2018年遼河流域干流、渾河、太子河等部分河段的化學(xué)需氧量(COD)與氨氮(NH3-N)濃度等水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了監(jiān)測(cè)分析；劉浩等[5]利用溶解氧(DO)濃度、NH3-N濃度與高錳酸鹽指數(shù),通過單因子指數(shù)法對(duì)遼河流域吉林區(qū)域水質(zhì)狀況和變化特征進(jìn)行了評(píng)價(jià)；莊金昊[6]采用灰色關(guān)聯(lián)方法,對(duì)2018年遼河流域鞍山段水質(zhì)狀況進(jìn)行了分級(jí)評(píng)價(jià)；李紫煜[7]利用2個(gè)國控?cái)嗝鍯OD與DO、NH3-N濃度等監(jiān)測(cè)指標(biāo),采用模糊評(píng)價(jià)和加權(quán)分析方法,對(duì)2008—2018年遼河干流水質(zhì)綜合狀況進(jìn)行了評(píng)估；王彥麗等[3]結(jié)合DO、NH3-N濃度與COD 3個(gè)指標(biāo),利用模糊綜合評(píng)價(jià)和隸屬度加權(quán)分析相結(jié)合的方法,對(duì)遼河干流2008—2017年2個(gè)國控監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)變化進(jìn)行了分析；馮娜娜等[8]等采用模糊綜合評(píng)價(jià)法,對(duì)鐵嶺、沈陽、鞍山和盤錦市2018年各區(qū)段河流水質(zhì)健康等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià),分析了遼河保護(hù)區(qū)土地利用方式對(duì)河流水質(zhì)的影響。

總體來看,目前多采用單因子評(píng)價(jià)法和多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)遼河水質(zhì)進(jìn)行研究。單因子評(píng)價(jià)法僅根據(jù)國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中最差指標(biāo)的級(jí)別作為最終的水質(zhì)級(jí)別[9],容易忽略其他指標(biāo)的改善或惡化程度；而多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法由于采用的指標(biāo)、權(quán)重、標(biāo)準(zhǔn)化和指標(biāo)集成方法不同,評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和適用性也會(huì)有所差異。目前關(guān)于遼河水質(zhì)的相關(guān)研究,數(shù)據(jù)來源的時(shí)空尺度大多不同,鮮見對(duì)遼河水質(zhì)的季節(jié)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究。為此,筆者以遼河干流為研究對(duì)象,建立水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)閾值體系,采用模糊隸屬度模型構(gòu)建水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)方法,綜合測(cè)度了2012—2018年遼河干流盤錦段、沈陽段、鐵嶺段水質(zhì)的時(shí)空變化,并提出相應(yīng)的對(duì)策建議,以期豐富水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)方法,并為遼河流域水污染防治提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

遼河是中國東北地區(qū)南部的最大河流,年均徑流量為128億m3,流經(jīng)河北、內(nèi)蒙古、吉林和遼寧4個(gè)省(自治區(qū))。遼河地處中緯度地區(qū),屬溫帶大陸性氣候,四季分明,冬冷夏熱,日照充足,年平均氣溫為8.0~12.6℃,年平均降水量為537.7~690.4 mm。由于獨(dú)特的地理特征和環(huán)境氣候,降水呈明顯的區(qū)域性與季節(jié)性特征,不同時(shí)間尺度上的降水量存在較大的差異。在空間分布上,平原地區(qū)相對(duì)于高山地區(qū)降水較少,與渤海相鄰的東南部降水量充足,而西北地區(qū)風(fēng)沙干旱嚴(yán)重且降水稀少；在時(shí)間上,降水主要集中在6—9月,占全年總降水量的70%以上,且多以暴雨或強(qiáng)降雨為主。東遼河、西遼河匯集于福德店之后的河流即為遼河干流,主要經(jīng)鐵嶺、沈陽、鞍山、盤錦后匯入渤海,長(zhǎng)538 km,干流流域面積約1 869.7 km2。

1.2 指標(biāo)體系及數(shù)據(jù)來源

遼河干流水質(zhì)數(shù)據(jù)來源于遼河流域管理局監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),以及生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《全國主要流域重點(diǎn)斷面水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)周報(bào)》的國家監(jiān)控?cái)嗝鏀?shù)據(jù)。根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可獲得性以及監(jiān)測(cè)斷面在遼河干流的分布情況,選取2012—2018年遼河干流的鐵嶺段珠爾山、沈陽段馬虎山、盤錦段興安3個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面(表1)的DO、NH3-N、COD、五日生化需氧量(BOD5)構(gòu)成指標(biāo)體系,對(duì)遼河干流水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

表1 遼河干流水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面及指標(biāo)選取Table 1 Selection of monitoring sections and indicators of water quality for the mainstream of Liaohe River

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和閾值體系

水質(zhì)評(píng)價(jià)中,由于各監(jiān)測(cè)指標(biāo)的原始數(shù)值之間無可比性,因此需要將各水質(zhì)指標(biāo)的原始數(shù)值轉(zhuǎn)化為具有可比性的標(biāo)準(zhǔn)化值,一般為0~1。為體現(xiàn)評(píng)價(jià)結(jié)果的差異,可將各監(jiān)測(cè)指標(biāo)的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)以0.2為極差,將水質(zhì)均分為差(0~0.2)、較差(0.2~0.4)、中等(0.4~0.6)、良好(0.6~0.8)、優(yōu)秀(0.8~1.0)5個(gè)級(jí)別。為了使各監(jiān)測(cè)指標(biāo)的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)具有可比性且具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義,參考GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,確定DO、NH3-N、BOD5、COD 4個(gè)指標(biāo)對(duì)應(yīng)的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的閾值(表2)。例如,某監(jiān)測(cè)斷面的NH3-N濃度為0.15~0.50 mg∕L,則其對(duì)應(yīng)的水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)為0.6~0.8,對(duì)應(yīng)的水質(zhì)級(jí)別為良好。當(dāng)然,由于該斷面的其他指標(biāo)如COD不一定為10~15 mg∕L,因此會(huì)提升或降低最終的水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。而該斷面水質(zhì)最終屬于哪個(gè)級(jí)別,需要構(gòu)建數(shù)學(xué)模型進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表2 水質(zhì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、閾值及權(quán)重體系Table 2 Grading standard,threshold value and weight system of each evaluation index for water quality

1.4 模糊隸屬度模型

水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)是通過主要水質(zhì)監(jiān)測(cè)指標(biāo)來綜合反映水環(huán)境質(zhì)量的一種方法,本研究采用模糊隸屬度模型進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)。模糊隸屬度模型是基于模糊數(shù)學(xué)理論,根據(jù)評(píng)價(jià)因子與評(píng)價(jià)對(duì)象的隸屬度關(guān)系將定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià),通過對(duì)各評(píng)價(jià)值的屬性值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,解決各具體指標(biāo)量綱不同而難以加權(quán)綜合的問題[10]。結(jié)合表2中的監(jiān)測(cè)指標(biāo)及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)指標(biāo)集為W＝{w1,w2,w3,w4},評(píng)價(jià)集為H＝{h1,h2,h3,h4,h5},令h1為差,h2為較差,h3為中等,h4為良好,h5為優(yōu)秀,則h1、h2、h3、h4、h5所對(duì)應(yīng)的水質(zhì)綜合指數(shù)區(qū)間分別為[k1,k2)、[k2,k3)、[k3,k4)、[k4,k5)、[k5,k6]。顯然,k1＝0,k2＝0.2,k3＝0.4,k4＝0.6,k5＝0.8,k6＝1。 對(duì)于任意指標(biāo)j,假設(shè)水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)閾值k1、k2、k3、k4、k5、k6對(duì)應(yīng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值分別為u1、u2、u3、u4、u5、u6。

對(duì)于正向指標(biāo),其隸屬度公式為:

對(duì)于逆向指標(biāo),其隸屬度公式為:

式中:Wλij為第λ年(或月)第i監(jiān)測(cè)斷面第j項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值(稱為隸屬度或評(píng)價(jià)指數(shù))；xλij為第λ年(或月)第i監(jiān)測(cè)斷面第j項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)際值。

依據(jù)各指標(biāo)對(duì)水質(zhì)的影響程度,采用專家咨詢法確定各指標(biāo)的權(quán)重(Sj)(表2),根據(jù)各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值以及權(quán)重,可計(jì)算得到第λ年(或月)第i監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)(Qλi),即:

2 結(jié)果與分析

2.1 各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)指標(biāo)年際變化

2012—2018年遼河干流各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)指標(biāo)年際變化如圖1所示。由圖1可知,2012—2018年,各監(jiān)測(cè)斷面評(píng)價(jià)指標(biāo)的年際變化不盡相同。從DO年均濃度來看,3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面總體呈波動(dòng)變化態(tài)勢(shì),除個(gè)別月份外,均大于或接近7.5 mg∕L,由單因子表征的水質(zhì)優(yōu)于或接近GB 3838—2002Ⅰ類水質(zhì),鐵嶺段珠爾山斷面水質(zhì)總體略優(yōu)于其他2個(gè)監(jiān)測(cè)斷面。從NH3-N年均濃度來看,3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面單因子表征的水質(zhì)介于Ⅱ類~Ⅲ類,總體表現(xiàn)為下降的趨勢(shì),具體表現(xiàn)為沈陽段馬虎山斷面NH3-N年均濃度較低,鐵嶺段珠爾山斷面居中,盤錦段興安斷面較高。從COD年均值來看,3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面單因子表征的水質(zhì)為Ⅲ類~Ⅳ類,但變化趨勢(shì)并不相同。其中,鐵嶺段珠爾山斷面呈先升后降的變化趨勢(shì),由2012年的19.1 mg∕L逐步上升至2015年的21.9 mg∕L,之后又開始緩慢下降到接近2012年的水平；沈陽段馬虎山監(jiān)測(cè)斷面呈緩慢上升趨勢(shì),盤錦段興安斷面呈先下降后升高趨勢(shì),其中2017年以后明顯升高。從BOD5年均值來看,3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面單因子表征的水質(zhì)為Ⅲ類~Ⅳ類,其中鐵嶺段珠爾山斷面略優(yōu)于沈陽段馬虎山斷面,盤錦段興安斷面較差。鐵嶺段珠爾山斷面BOD5先降后升,2013年達(dá)到最低值,之后逐步上升,2018年達(dá)5.5 mg∕L；沈陽段馬虎山斷面先升后降,2014年達(dá)到最高值后,開始逐年下降；盤錦段興安斷面則逐年下降,由2012年的5.85 mg∕L降為2018年的4.00 mg∕L。

圖1 2012—2018年遼河干流各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)指標(biāo)年際變化Fig.1 Interannual variation of water quality indexes in each monitoring section of the mainstream of Liaohe River in 2012-2018

2.2 各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)指標(biāo)月際變化

遼河干流各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)指標(biāo)月際變化如圖2所示。由圖2可知,2012—2018年遼河干流3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面各監(jiān)測(cè)指標(biāo)的季節(jié)變化特征較為明顯。從DO月均濃度來看,3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面均表現(xiàn)為先降后升的趨勢(shì),1月水體DO濃度較高,之后逐月下降,8月達(dá)到最低值,之后又緩慢上升,10—12月逐步恢復(fù)到1—2月的濃度水平。這是因?yàn)楹恿魉w中DO濃度與溫度相關(guān)性較大,溫度降低時(shí),DO濃度逐漸升高；溫度升高時(shí),DO濃度逐漸降低[5]。從空間上看,總體表現(xiàn)為鐵嶺段珠爾山斷面逐月都較好,盤錦段興安斷面較差,沈陽段馬虎山斷面居中。從NH3-N月均濃度來看,3個(gè)斷面隨季節(jié)呈U型變化,1—4月較高,5月之后快速下降,6—10月達(dá)到較低值,11—12月逐步恢復(fù)到之前1—4月的濃度水平。從空間上看,總體表現(xiàn)為盤錦段興安斷面逐月濃度都較高,沈陽段馬虎山斷面居中,鐵嶺段珠爾山斷面較低。從COD月均值來看,3個(gè)斷面數(shù)值差距較小,總體變化趨勢(shì)較為平穩(wěn),但季節(jié)變化趨勢(shì)略有不同。其中,鐵嶺段珠爾山斷面1月COD較低,之后逐月上升,6月達(dá)到高值后又開始下降,7—10月保持相對(duì)穩(wěn)定的低值后,11月開始上升,12月達(dá)到最高值；沈陽段馬虎山斷面1—3月較低,之后逐步上升,5月達(dá)到高值后又開始下降,7月達(dá)到低值后逐步上升,12月最高；盤錦段興安斷面1—2月較高,之后逐漸下降,7—10月保持低值,之后又逐步上升到接近1—2月的水平。從BOD5月均值來看,3個(gè)斷面總體變化趨勢(shì)較為平穩(wěn),其中沈陽段馬虎山斷面數(shù)值略高,盤錦段興安斷面居中,鐵嶺段珠爾山斷面略低。1—6月,鐵嶺段珠爾山、盤錦段興安斷面BOD5隨著季節(jié)變化呈現(xiàn)出不規(guī)律的波動(dòng)變化,沈陽段馬虎山斷面變化趨勢(shì)較為平緩；7—9月,3個(gè)斷面BOD5均保持在較低水平,10—12月逐步上升。

圖2 2012—2018年遼河干流各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)指標(biāo)月際變化Fig.2 Monthly variation of water quality indexes in each monitoring section of the mainstream of Liaohe River in 2012-2018

2.3 水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)的時(shí)空變化分析

采用模糊隸屬度模型測(cè)算了2012—2018年逐年和逐月的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù),結(jié)果分別如表3和表4所示。由表3可以看出,某監(jiān)測(cè)斷面某年份4個(gè)具體指標(biāo)的年度評(píng)價(jià)指數(shù)可能分屬于不同的水質(zhì)級(jí)別。其中,鐵嶺段珠爾山斷面,2012—2018年DO的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)屬于優(yōu)秀級(jí)別,NH3-N和BOD5的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)大多屬于中等級(jí)別,COD的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)由中等逐漸變?yōu)檩^差,綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明,該斷面水質(zhì)級(jí)別為中等；沈陽段馬虎山斷面,DO的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)一直屬于優(yōu)秀級(jí)別,NH3-N的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)大多屬于良好級(jí)別,COD的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)大多屬于中等級(jí)別,BOD5的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)大多屬于較差和差級(jí)別,綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明,該斷面水質(zhì)級(jí)別為中等；盤錦段興安斷面,DO的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)一直屬于優(yōu)秀級(jí)別,NH3-N的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)屬于中等級(jí)別,COD和BOD5的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)大多屬于較差級(jí)別,綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明,該斷面水質(zhì)級(jí)別為中等。

表3 2012—2018年遼河干流各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)計(jì)算結(jié)果Table 3Calculation results of water quality comprehensive evaluation index of each monitoring section in the mainstream of Liaohe River in 2012-2018

總體來看,2012—2018年,遼河干流水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)多為0.5~0.7,總體在中等和良好級(jí)別臨界水平波動(dòng),說明在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)水環(huán)境污染壓力不斷增大的情勢(shì)下,遼河流域水污染防治工作成效顯著[11]。在污染物排放量增長(zhǎng)壓力加大和水環(huán)境管理不斷加強(qiáng)的雙重作用下,水環(huán)境質(zhì)量此消彼長(zhǎng),波動(dòng)變化,經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與水環(huán)境系統(tǒng)進(jìn)入磨合期。此外,3個(gè)監(jiān)測(cè)斷面之間的水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)略有差異,具體表現(xiàn)為2015年前,鐵嶺段珠爾山斷面略好,沈陽段馬虎山斷面次之,盤錦段興安斷面較差；而2015年以后,盤錦段興安斷面和沈陽段馬虎山斷面水質(zhì)情況則要略優(yōu)于鐵嶺段珠爾山斷面。

從表4可以看出,某監(jiān)測(cè)斷面某年份4個(gè)具體指標(biāo)多年月平均的評(píng)價(jià)指數(shù)可能分屬于不同的水質(zhì)級(jí)別。其中,鐵嶺段珠爾山斷面DO的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)一直屬于優(yōu)秀級(jí)別；NH3-N的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)在1—3月、12月屬于較差級(jí)別,其他月份大多屬于良好級(jí)別；COD的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)在1—2月屬于中等級(jí)別,其他月份屬于較差級(jí)別；BOD5的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)大多屬于較差級(jí)別。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明,該斷面水質(zhì)5—11月為良好級(jí)別,其他月份為中等級(jí)別。沈陽段馬虎山斷面DO的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)一直屬于優(yōu)秀級(jí)別；NH3-N的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)在1—4月、12月屬于較差級(jí)別,5月為中等級(jí)別,6—11月為良好級(jí)別；COD的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)在4—5月、9月、11—12月為較差級(jí)別,其他月份為中等級(jí)別；BOD5的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)在1—10月屬于較差級(jí)別,11—12月為差級(jí)別。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明,該斷面水質(zhì)除6—11月為良好級(jí)別外,其他月份均為中等級(jí)別。盤錦段興安斷面DO的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)一直屬于優(yōu)秀級(jí)別；NH3-N的水質(zhì)評(píng)價(jià)指數(shù)在1—4月大多屬于較差級(jí)別,5月、7—8月、10月為中等級(jí)別,6月、9月、11—12月為良好級(jí)別。綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明,該斷面水質(zhì)除10—11月為良好級(jí)別外,其他月份均為中等級(jí)別。

表4 2012—2018年遼河干流各監(jiān)測(cè)斷面多年月平均水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)計(jì)算結(jié)果Table 4 Calculated results of montyly water quality comprehensive evaluation index of each monitoring section in the mainstream of Liaohe River in 2012-2018

從季節(jié)變化來看,1—4月各斷面多年月平均的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)較低,5—11月保持在較高水平,12月后又逐漸降低,并恢復(fù)到1—4月的水平。可見,遼河干流水質(zhì)受降水量、徑流量、溫度等的季節(jié)變化影響明顯。此外,在空間分布上,多年月平均的綜合評(píng)價(jià)指數(shù)也整體表現(xiàn)出鐵嶺段珠爾山斷面水質(zhì)較好,沈陽段馬虎山斷面居中,盤錦段興安斷面的水質(zhì)較差,該評(píng)價(jià)結(jié)果基本符合遼河干流下游水質(zhì)劣于上游的變化特征。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

(1)2012—2018年,遼河干流各監(jiān)測(cè)斷面DO、NH3-N濃度與COD、BOD5的年際變化不盡相同,總體表現(xiàn)為DO表征的水質(zhì)好于NH3-N、COD和BOD5,各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)多為0.5~0.7,在中等和良好級(jí)別的臨界水平波動(dòng),上游水質(zhì)總體略優(yōu)于下游。

(2)從遼河干流各監(jiān)測(cè)斷面DO、NH3-N濃度與COD、BOD5多年月平均值來看,各指標(biāo)的季節(jié)變化特征較為明顯,尤其是DO和NH3-N濃度受降水量、徑流量、溫度等的影響大,季節(jié)變化更為明顯。各監(jiān)測(cè)斷面的水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)指數(shù)仍然表現(xiàn)為5—10月較高、其他月份較低的特征。

3.2 建議

依據(jù)遼河干流水質(zhì)綜合變化的時(shí)空特征,提出主要建議如下:1)盡快構(gòu)建遼河流域基于水環(huán)境容量的取用水動(dòng)態(tài)調(diào)控機(jī)制。重點(diǎn)加強(qiáng)遼河干流取用水量、徑流量、水環(huán)境容量、水質(zhì)等的關(guān)聯(lián)關(guān)系研究,制定分時(shí)段分季節(jié)河道最大取水量限值,促進(jìn)豐水期多用水,保證枯水期少用水,確保河道基本生態(tài)環(huán)境需水,以維系良好的水質(zhì)。2)制定污水排放控制與水質(zhì)監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)掛鉤方案。加強(qiáng)污水排放總量控制制度,進(jìn)一步優(yōu)化遼河流域監(jiān)測(cè)點(diǎn)位[12],尤其在水質(zhì)污染嚴(yán)重的冬春季節(jié),增加河流水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位和監(jiān)測(cè)頻次。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二者的實(shí)時(shí)掛鉤,研究制定不同季節(jié)不同時(shí)段河流最大污染排放量,允許污染物排放企業(yè)實(shí)行污染物錯(cuò)峰排放。3)進(jìn)一步加大水污染治理投資力度。在積極發(fā)揮政府規(guī)范和引領(lǐng)作用的同時(shí),充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制作用,用好稅收、價(jià)格、補(bǔ)償、獎(jiǎng)勵(lì)等多種手段,全方位籌措水污染治理資金[13],推動(dòng)水污染治理科技成果的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用,促進(jìn)遼河干流水質(zhì)由中等向良好和優(yōu)秀級(jí)別轉(zhuǎn)變。4)不斷完善流域水污染聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制。遵循上中下游統(tǒng)一原則,充分運(yùn)用行政和市場(chǎng)手段,打破原有行政邊界,進(jìn)一步完善跨區(qū)域水污染聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制。重點(diǎn)加強(qiáng)枯水季節(jié)河流跨界水情、水質(zhì)等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)共享,建立枯水季節(jié)污染嚴(yán)重河段污染排放的聯(lián)合監(jiān)測(cè)與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)機(jī)制[14],建立完善、動(dòng)態(tài)的流域水環(huán)境補(bǔ)償機(jī)制。

需要指出的是,受數(shù)據(jù)可獲得性限制,本研究?jī)H選取了4個(gè)主要水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià),一定程度上忽略了一些次要指標(biāo)的信息,在今后河流水質(zhì)評(píng)價(jià)工作中,可根據(jù)評(píng)價(jià)水體的具體特征,增加一些特征監(jiān)測(cè)指標(biāo)。同時(shí),由于本次評(píng)價(jià)水體的DO濃度均在14 mg∕L以下,并未達(dá)到通常認(rèn)為的過飽和狀態(tài),故將DO濃度作為正向指標(biāo)考慮。實(shí)際中,DO濃度有可能出現(xiàn)過飽和現(xiàn)象,并非越大越好,因此在使用模糊隸屬度模型過程中,需要替換分級(jí)閾值進(jìn)行測(cè)算。此外,各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重設(shè)置可采用客觀賦值法或變權(quán)法進(jìn)行對(duì)比分析,使測(cè)算結(jié)果更加符合實(shí)際。