2018
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一、引言
水质评价主要是对水体的质量标准作出合理的评价,以期了解水体现状。评价的方法主要有污染指数法
世界八大奇迹之首、人工神经网络法、数据包络分析法、模糊综合评价法等。夏凡等对不同水质评价方法进行比较分析,多种方法相结合,评价了丹江口水库水质;李亚斌等利用预测模型对宁夏彭阳水质断面进行计算预测;韩亮详细介绍了模糊数学法在水质评价中的应用;王小焕等基于灰关联系数矩阵,对三峡库区入出库水质进行评价。各类评价方法各有特点,对水质现状进行评价分析,对水体质量变化作出预测。
以河南省石漫滩水库为例,用GIS 技术分析水库水质变化趋势,结合模糊综合评价法评价水库水体质量,全面反映水体质量变化趋势,为后期水环境治理工作提供参考和依据。
二、研究区概况
石漫滩水库位于河南省舞钢市境内的淮河上游洪河支流滚河上,如图1所示。水库控制流域面积230km 2,水面面积约8.5km 2,主河道长约29.6km 。水库总库容1.2亿m 3,是一座以工业供水、防洪为主,结合灌溉、旅游、养殖等任务的综合利用工
程,属于大(2)型工程,等级为Ⅱ级。
为满足工业供水需求,水库为多年调节;每年提供工业用水及城市生活用水3300万m 3,保证率95%;灌溉农田5.5万亩,保证率65%。
三、方法与数据
(一)水质分析
根据监测数据显示,水库主要污染物有磷、高锰酸钾盐、油类、氨氮、氮等五种。测定此五种主要污染物在水体中的浓度以及水中生化需氧量、溶解氧、总磷、总氮的含量,采用模糊层次综合评价法对水库水环境进行评价。
(二)水质监测
水库主要污染物有磷、高锰酸钾盐、油类、氨氮、氮等五种。库区开发为水利风景区,周边餐饮业发达,但是水、油净化设施不太完善。库区水面旅游业较为发达,游人水上活动频繁,包装袋、果皮纸屑直接丢入水中,固体异物滞留在水中,或沉入水底。水库上游农业种植面积大,大量使用化肥,日积月累,土壤中氮、磷、钾等元素含量高,经灌溉、降雨径流进入滚河中,带至水库,使水体中的总磷、总氮浓度增加,水体富营养化;畜禽养殖场产生含有粪便的废水流入库中。水库上游小型水库多被承包养殖,水体中投放含有氮、磷的饲料,不能完全被鱼类消化,导致过多的饲料残留水体中,磷、氮含量增加,随河流流入石漫滩水库,加剧了石漫滩水库富营养化状态。
(三)水质评价
对水库水质进行调查,选择原生公司
南排污口、进水区、南岸黄庄、北岸体育局东、职工医院、南岸小三峡、南岸花果山庄、23号楼、水库中心、坝前区、中加南门、钢司2号门等12处监测点水质进行评价分析。评价步骤如下:
1.确定污染物浓度及所属水质标准范围u
2.建立评价因素集合U
库区范围内(不含入库口)为U α,U α=
{TP 、CO D 、高锰酸盐指数、[N H 4-N
]、D O 、TN }河南省石漫滩水库水质分析
文/夏帆余勇泰
摘要:根据地表水环境质量标准,利用GIS 技术对河南省石漫滩水库水质变化趋势进行分析,采用模糊层次综合评价法对水质进行评价,结果显示,水库水体主要污染物总体呈下降趋势,水质总体符合Ⅲ类水质标准,水质评价结果符合变化趋势,说明水环境总体在不断改善。
关键词:石漫滩水库;水质分析;模糊层次综合评价法
[基金项目:河南省科技攻关项目(152102210325)
]
图1石漫滩水库位置图77
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库区入库口处为U β,U β={酚、COD 、石油类、[HN 4-N
]、TP 、TN 、Z n }3.拟定隶属函数μ,计算单因素评价矩阵R
i
(1)
若u 高于Ⅰ类水质标准限值或大于V 类水质标准限值,则μ=1,其余为0
(2)
4.构造判断矩阵A
库区范围内为A α,
入库口处为A β,计算最大特征值对应特征向量W α、W β,并进行一致性检验。
5.综合评价计算Bi=W T Ri王者荣耀怎么改荣耀战区
(3)
对Bi 进行归一化处理得到bi b*=max
(bi )=b*m ,m =1,2,3,4,5(4)b 1=清洁;b 2=较清洁;b 3=轻污染;b 4=中污染;b 5=中污染
测点1:
u(TP)=0.069,查《地表水环境质量标准》,u ∈[0.05,0.1],即在Ⅲ~Ⅳ类水质标准之间,即,a 3=0.05,b 4=0.1,根据(1)计算得,μ3=0.62,μ4=0.38,于是有:
R 1=(000.620.380);R 2=(00.2550.74500);R 3=(00.940.0600)
R 4=(0.7630.237000);R 5=(10000);R 6=
(0000.690.31)求得各测点单因素评价矩阵R i ,并构造判断矩阵A α
。运用M
A TL A
B 计算得最大特征值λm ax=6.0491,对应特征向量为:
W α
=(0.6950.39070.10020.22150.39070.3907)
T
一致性检验:
因此,
判断矩阵满足一致性,计算合理。
B 1=W α
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T
R 1=(0.55970.24630.7280.53370.1211),归一化b1=(0.25570.11250.33260.24380.0553)
b*=m ax (b1)=0.3326=b*3。因此,测点1处水质为Ⅲ类水质标准,属于轻污染。
四、计算结果
结果显示,石漫滩水库水质整体符Ⅲ
类标准,除总磷为Ⅳ类外,其他因子均符合Ⅲ类水质标准。入库口处水质为Ⅴ类水质标准,黄庄附近水域为Ⅳ类水质标准,其余各处均为Ⅲ类标准。磨湾河、贾岗河、滚河在湖西小区附近交汇后进入水库,携带大量污染物进入库中。其中,磨湾河是舞钢中加钢铁公司、河钢集团舞钢公司等
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工厂主要排污渠道,厂内有污水处理系统,大部分废水经处理后再次利用,但最终的废水仍要排入河中进入水库,由于执法力度不够,部分企业工厂存在偷排现象,附近村民反应,沿河两岸不定期就会出现河水发黑、发臭,大多数发生在早晨和晚上。
石漫滩水库污染源主要是生活污染源和农业污染源,其中生活污染源有固定排污口及排污范围,属点源污染,农业污染源则没有固定的范围,排污量和排污时间不确定,受降雨、径流的影响比较大。水库中主要污染物有磷、高锰酸钾盐、油类、氨氮、氮等五种。
对水库中心点进行取样监测,当水温升高,水中的总磷含量有增加趋势,总氮、氨氮的含量反而减少,高锰酸钾盐指数与水温基本没有相关关系,变化幅度基本保持一致。测定水库中心化学需氧量和溶解氧,水温升高,溶解氧减少,化学需氧量增加,这说明了夏季是水体水质污染的高峰期,加之水体中磷含量较高,更容易发生蓝藻污染事件。
水库水质目前保持在Ⅲ类水质标准,符合工业供水和农业灌溉用水要求,但是水库水体中磷含量较高,水体存在富营养
化的潜在威胁,这与上游来水中农业污染以及生活污水排放中磷含量较高有直接关系。
水库水体主要污染物总体呈下降趋势,水质总体符合Ⅲ类水质标准,并且有向Ⅱ类水质标准转好的趋势。在选取的12个监测点中,TP 、TN 均表现出显著下降的趋势,但浓度依然很高;水体污染物中,油类指标虽然较少,远远低于标准,但年际变化显著,有明显上升的趋势;23栋楼附近水域,有机物和高锰酸盐指数较高,上升趋势明显,对比结果显示水中溶解氧在减少,年际变化下降显著。
五、结语
黄晓明家庭背景水库污染源控制的主要对象有氮、磷、有机物、重金属等。石漫滩水库上游主要有中加钢铁有限公司和河钢集团舞钢公司两个大型钢铁公司以及附属原料厂、炼铁厂等,废水中含有重金属,对人体健康危害很大,需加强废水的回收处理,禁止一切形式的乱排、偷排现象。
采用模糊综合评价法对水质评价,水库水质总体较好,符合既定水功能区要求,满足日常取用水。利用GIS 对监测点水质分析,各类污染指标均呈现下降趋势,只有油类有上升趋势,但浓度很小,远低于标准浓度。
参考文献:
马葭
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作者单位:夏帆,华北水利水电大学资源与环境学院
余勇泰,河南省石漫滩水库管理局
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