梁偉臻
廣州市城市排水監測站

　　摘　要：探討廣州市市區納污河涌的水質評價方法和治理的途徑，給出評價方法、步驟，并結合實例進行說明。

　　隨著廣州市城市人口的不斷增長，城區范圍不斷擴大，突顯出城市排水設施的嚴重不足，使市區河涌基本上變成了城市污水的納污通道，沿岸居民的生活污水直接排入河涌，許多賓館、酒樓飲食服務業的污水也僅作簡單的初級處理后就為河涌所接納。嚴重的水污染使城市本已緊張的水資源短缺狀況更加嚴重；既影響了城市居民的身體健康和正常的生產生活活動，又影響了經濟建設的發展，惡化了投資環境，成為城市可持續發展的限制因素。本文嘗試提出城市納污河涌的水質評價方法和治理途徑，為污水治理工程和經濟可持續發展提供科學準確的數據和決策依據。

1 確定水質評價方法

　　準確的水質綜合評價是治理水體污染的基礎工作，是治理決策的重要依據，因此選取一種適合的評價方法是至關重要的。目前國內還沒有一種統一的、確定的、規范的水質綜合評價方法。目前的水質評價方法主要有灰色聚類法、綜合評價指數法、模糊數學模式評價法、神經網絡模型法、生物指標法等。各種評價方法各有優點，但在應用中也經常遇到一些問題，如傳統的綜合評價指數法，其評價結果過于簡單，有時并不能全面真實的反映出被評價水體的水質狀況。
　　筆者認為：水體污染及其輕重的程度屬于模糊概念，而根據水質標準進行水質評價是一個典型的模糊模式識別問題，所以采用模糊集理論方法，能使水質評價的理論與方法建立在較為嚴謹的數學模型上，能較為準確的反映出水質的狀況。采用模糊向量加權計分法，是用隸屬度函數來描述水質分級的界限，計算權重，并進行模糊矩陣的復合運算，取隸屬度最大者所對應的水質級別作為評價水體的評價級別，最后以模糊向量為權，乘以相應級別的分值，計算出水質的分值。這種方法能夠較為直觀準確的表達出目前河涌的水質情況，因此建議采用模糊向量加權計分法做為評價的方法。

2 確定水質評價指標及水質評價標準

　　2.1 筆者認為在選擇城市河涌水質評價指標時，一般可按下列幾個原則進行選擇：
　　（1）據水環境監測和污染源監測所掌握的水中主要污染物種類、數量以及遷移、轉化規律及危害大小進行選擇。
　　（2）選擇指標應有相應的水質標準及其它明確的規定。
　　（3）所選擇指標標應有明確的物理意義，能夠表征所受污染的類型。
　　（4）應注意到各指標之間的可比性和指標的概括面及代表性，應盡可能選擇較少的指標用以反映水體污染的特征。
　　由于廣州市的大部分河涌己成為污、廢水的排放渠道，而大部分造成污染的工業己經遷離市區，第三產業的迅猛發展和人口的不斷增加使城市河涌的水質污染多集中在生化需氧量、氨氮等有機污染的指標上，有機污染比較嚴重，而其它類型的污染，如重金屬等的污染水平則很低。根據水質評價指標選擇的4個原則結合廣州市河涌水質以有機污染物為主的狀況來選擇，我們選擇了BOD、COD、SS、NH₃-N這四個有代表性且有完善水質標準的項目作為水質綜合評價的評價因子。
　　2.2 目前國內地面水水質評價一般是依據《地面水環境質量標準》（GB3838-88）來進行的。廣州市的河涌由于多數已成為污、廢水渠道，水質污染程度較為嚴重，一般都超過GB3838-88的5類標準。為了能較清晰的描述水質污染的程度，筆者認為可根據實際情況擬訂一個廣州市河涌水質現狀的評價標準。在參考了《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）和《廣州市污水排放標準》（DB4437-90）、《污水排入城市下水道水質標準》（CJ3082-1999）并結合GB3838-88擬訂表1作為評價標準。

表1 廣州市河涌水質評價標準 分級 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ COD 25 80 110 150 500 BOD₅ 10 30 50 100 300 SS 20 70 100 150 400 NH₃-N 5 10 15 25 35

3運用模糊向量加權計分法進行水質評價

　　本文以流經廣州市人口稠密區后排入珠江某條明涌為例（監測結果見表2），進行水質評價。

表2 廣州市某涌97-99年度水質監測結果（mg/L） 年度 COD BOD₅ SS NH₃-N 1997年 116 50.0 106 17.28 1998年 134 53.1 201 19.75 1999年 163 77.4 104 20.12

　　 （1）計算隸屬度
　　 當評價因子的值等于（小于第一級或大于第五級）標準值時，取對應級別的隸屬度為1，此時按下式計算：

　　

　　式中：Xi為評價因子i的值；Si 為評價因子的第j級標準
　　（2）權重的計算：

　　Wi=Xi/Si

　　式中：Wi為評價因子的權重；Si為評價因子i的標準平均值；再求出歸一化權重：
　　（3）由歸一化權重構成權系數集A

　　

　　a1997=｛0.235,0.179,0.251,0.336｝；a1998=｛0.205,0.144,0.360,0.291｝
　　a1999=｛0.265,0.222,0.198,0.315｝
　　（4）由評價因子rij各級標準的隸屬度構成模糊子集：Ri=｛ri1,......,rim｝ ；再構成評價矩陣R＝［R1，……，Rn］
　　將A與R合成得到評價集上的模糊子集B，B=A×R＝｛b1，b2，……，bm｝

　　

　　B1997=｛0,0,0.607,0.394,0; B1998=｛0.026,0.125,0.442,0.407,0｝
　　B1999=｛0,0,0.273,0.713,0.013｝
　　（5）以模糊向量bi為權，分別乘以賦予的分值di（1-5級分別賦予 100，80，60，40，20），并求和依據D值大小確定環境質量的級別。分值越高，也說明水質狀況越好。
　　以擬定的水質標準為依據，將廣州市河涌的水質標準分為五級：
　　第1級：水質良好，污染程度較低，符合GB3838-88中的Ⅴ類標準，可適用于農業用水及一般景觀用水。（分值≥100）
　　第2級：水質尚可，符合廣州市污水排放標準（DB4437-90）的一級標準（新擴改）（80≤分值≤100）
　　第3級；水質一般，受一定程度污染，符合廣州市污水排放標準（DB4437-90）的二級標準（新擴改）。（60≤分值≤80）
　　第4級：水質較差，污染嚴重，僅符合CJ3082－1999水質標準。（40≤分值≤60）
　　第5級；水質很差，嚴重污染，僅符合污水綜合排放標準的三級標準，排入二級污水處理廠能接受的水質。（20≤分值≤40）

表3 廣州市某涌水質評價結果 年度 1997 1998 1999 3a平均 評價分值 57.18 45.94 48.48 50.53 評價等級 4 4 4 4

　　從綜合評價的結果（詳見表3），可以看出，97-99年廣州市某涌的評價分值都介于40-6O分之間，評價等級為第4級，即水質符合“排入城市下水道水質標準”（CJ3082－1999），水質較差，污染嚴重。
　　從表3可看出，該涌的水質狀況1999年較1997年有下降的趨勢，1997年的水質狀況接近第3級的水質，1999年的水質則接近第2級別了。從市政管理的角度來看，該涌水質對城市下水道設施不會產生嚴重腐蝕和損害。但從污染珠江的角度來看，這些污水如果直接排入珠江，將會對珠江前航道的水質產生嚴重污染。

4 河涌治理途徑

　　隨著廣州市污水處理廠的不斷建設，越來越多的河涌污水最終將被截流，輸往污水處理廠進行處理，大大減輕了對珠江的污染。但市內的河涌很多是具有城市景觀功能，雖然沿涌兩岸的整治己經結束，但水質仍未得到根本性的改善，時有河涌水發黑發臭的情況出現。遠遠未達到明涌水質要達到《地面水環境標準》（GB3838-88）Ⅳ類標準的水環境目標。筆者認為要使廣大市民早日不再面對臭涌，應采取一定的措施進行綜合治理。治理措施有：
　　4.1 隨著城區改造的同時不斷完善城市下水道設施，將目前的雨污合流制系統逐步轉向分流制系統。雨水可繼續使用河涌作為排放渠道，而污水則通過下水道和泵站輸入污水處理廠進行處理，這樣流經河源的將是地面徑流和雨季時的雨水。隨著生活污水的不再排入河涌，水的稀釋自凈能力將大大增強，水質將會得到根本上的改善。
　　4.2 完善城市河涌的管理辦法、條例，嚴格執法，加強管理。對未經處理直接排入河涌的各種污水嚴格實施排水許可制度，杜絕任意亂排污、廢水。
　　4.3 充分利用城市污水處理廠處理后的水進行回用，給市區景觀河涌補充水量，以增加河涌的自凈能力，改善河涌的水質。
　　4.4 采取一些河涌的措施工程。如在河涌上設置人工曝氣裝置或建壩形成跌水，以增加表面充氧能力。一般可在河涌的狹窄位置設置橡皮壩，不需要時方便拆除。

5 結語

　　運用模糊向量加權計分法，選擇合適的評價指標和評價標準，對城市河涌水質進行評價是一種以評價標準為標準模式的模式識別技術，真評價結果具有時空上的廣泛可比性和表達上的直觀性特點。適用于反映城區河涌水質的現狀和歷年的變化情況。水質評價的結果可為河涌治理的決策提供科學的、準確的依據。