霍家喜 姜明星

（山東水文水資源局，山東 濟(jì)南 250100）

1 黃河口水沙情況

根據(jù)實(shí)測資料統(tǒng)計(jì)，黃河口多年年均來水量為301.8×108m3、多年年均來沙量為6.98億t（1950—2014）；進(jìn)入21世紀(jì)以后，黃河口年均來水量為 161.4×108m3、年均來沙量只有 1.33 億 t（2000—2014 年），比多年均值有較大減小，來水量只有多年均值的53.5%，來沙量只有多年均值的19.1%。另外，河口自20世紀(jì)70年代出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，并且在其后的20多年，發(fā)展趨勢日趨嚴(yán)重，70年代，河口有6年發(fā)生斷流，年均斷流天數(shù)為7天，80年代有7年，年均斷流天數(shù)為7.4天，90年代有7年，年均斷流天數(shù)劇增至年均61天，最為嚴(yán)重的是1997年河口斷流達(dá)226天。黃河河口水量減少，尤其是黃河河口段的斷流，更使黃河本身的自凈能力及稀釋作用急劇下降，嚴(yán)重制約了河口地區(qū)的工農(nóng)業(yè)發(fā)展，破壞了水生態(tài)的平衡。為控制和解決黃河來水量小、引水量大、污染嚴(yán)重的矛盾，1999年開始，黃河水利委員會(huì)對黃河水資源實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度，加大了水資源管理保護(hù)措施，至2014年，已經(jīng)連續(xù)15年河口沒有發(fā)生斷流情況，并且在黃河調(diào)水調(diào)沙期間，連續(xù)多年向三角洲濕地進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水，有效遏制了黃河口水生態(tài)惡化的局面。

2 黃河口水環(huán)境因子變化

對黃河口水環(huán)境因子的變化采用實(shí)測資料分析法和肯德爾檢驗(yàn)分析法進(jìn)行分析評價(jià)。

2.1 實(shí)測資料分析

利津水文站是黃河入?？诘乃晨刂普荆鶕?jù)對利津斷面多年水量和水質(zhì)監(jiān)測分析，我們發(fā)現(xiàn)，黃河三角洲地區(qū)的黃河水環(huán)境經(jīng)歷了良好→斷流頻繁、污染較重→不斷流、水質(zhì)較好的過程。尤其是從1999年黃委會(huì)實(shí)行黃河水資源統(tǒng)一調(diào)度開始，黃河口段不僅沒有出現(xiàn)斷流情況，而且水質(zhì)也得到了明顯的改善，生態(tài)平衡得以回復(fù)。

本次選取評價(jià)資料的系列為1991年至2014年，評價(jià)方法在2001年以前采用GB3838-88《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[1]，2002年以后選用GB3838-2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[2]，根據(jù)評價(jià)河段使用功能和保護(hù)目標(biāo)將其劃分為五類，以山東黃河水功能區(qū)Ⅲ類作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，2001年以前主要超標(biāo)物質(zhì)為非離子氨、高錳酸鹽指數(shù)、亞硝酸鹽和重金屬，2002年以后主要超標(biāo)參數(shù)為氨氮、化學(xué)需氧量、五日生化需氧量和石油類。對黃河河口段常規(guī)監(jiān)測結(jié)果變化情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出河口河段超標(biāo)率變化趨勢，如圖1所示。

圖1 利津斷面年超標(biāo)率趨勢圖（1991—2014）

可以看出，20世紀(jì)90年代河口段水質(zhì)超標(biāo)率呈明顯上升趨勢，水質(zhì)惡化趨勢顯著。1999、2000年黃河實(shí)行水資源統(tǒng)一調(diào)度后出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折，除2005年出現(xiàn)較大反復(fù)外，其余年份水質(zhì)超標(biāo)率都維持在較低的水平。這一現(xiàn)象表明黃河下游水質(zhì)狀況呈明顯好轉(zhuǎn)趨勢。尤其是自2012年以來，國家實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，嚴(yán)格控制引水和排污總量，黃河水質(zhì)狀況持續(xù)好轉(zhuǎn)，利津斷面連續(xù)三年主要污染物的超標(biāo)率為零。

在水質(zhì)污染物中，氨氮是最具代表性的水質(zhì)污染指標(biāo)。圖2是利津斷面氨氮年平均含量趨勢圖（1980—2014），可以清晰的看出，黃河口段水質(zhì)變化明顯呈現(xiàn)出幾個(gè)階段，第一階段為水質(zhì)狀況良好階段，出現(xiàn)在1992年之前；第二階段為1993年至1998年，水質(zhì)處于明顯惡化階段，氨氮含量直線上升，1998年達(dá)到歷史最高點(diǎn)的1.21mg/L，同年氨氮的超標(biāo)率達(dá)到50%，最大值為3.17mg/L；第三階段為1999年至2003年，也就是黃河實(shí)施水資源統(tǒng)一調(diào)度初期，由于山東黃河水資源量偏枯，水質(zhì)出現(xiàn)起伏，特別是2001年，氨氮含量已經(jīng)回落到一個(gè)較低水平，但由于黃河來水量持續(xù)偏少，而污染物入黃量增加，污徑比一直保持在較高水平，致使黃河水質(zhì)再度惡化，從2002年12月份到2003年4月份出現(xiàn)整個(gè)黃河山東段氨氮含量一直維持在1.0mg/L以上水平長達(dá)5個(gè)月之久；2003年下半年至今為第四階段，隨著國家污染治理力度的加大，入黃排污量明顯降低，加之黃河水資源的科學(xué)統(tǒng)一調(diào)度，上游來水較充沛，黃河河口段氨氮含量出現(xiàn)明顯回落，表明黃河下游水質(zhì)狀況呈現(xiàn)出好轉(zhuǎn)趨勢。

圖2 利津氨氮年平均含量趨勢圖（1980－2014）

化學(xué)需氧量也是最具代表性的水質(zhì)污染物參數(shù)之一，該參數(shù)在河口段從2002年10月份開始進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果繪制利津斷面化學(xué)需氧量年平均含量趨勢圖(2002—2014)(見圖3)，還是可以看出，河口段的化學(xué)需氧量年均值總體趨勢是下降的，并且逐漸接近穩(wěn)定狀態(tài)。

圖3 利津化學(xué)需氧量年平均含量趨勢圖（2002-2014）

從實(shí)測資料分析還可以得出，河口河段出現(xiàn)超標(biāo)幾率較高的月份主要在11月份至次年的4月份，占總超標(biāo)月次的10%左右，占當(dāng)月總測次的40%以上，尤其3月份，最高占6年期間（1998—2003）3月份總測次的50%以上。由于這段時(shí)間黃河水資源量少，污徑比高，是河口河段水質(zhì)較差的時(shí)期。另外，7、8月份也是水質(zhì)較差的多發(fā)生期。因?yàn)槟嗌尘哂休^強(qiáng)的吸附能力，平時(shí)吸附了大量的污染物，成為污染物的載體，雖然在一定程度上會(huì)對黃河水質(zhì)起到凈化作用。但是如果含沙量高，例如在調(diào)水調(diào)沙期間，湍急的河水在降低下游河道高程的同時(shí)，沖刷起大量河道內(nèi)的泥沙，而且小浪底水庫還會(huì)下泄大量的泥沙，泥沙顆粒在沿途的運(yùn)輸過程中發(fā)生碰撞，附著在泥沙顆粒上的污染物會(huì)發(fā)生部分轉(zhuǎn)移，從而影響水體質(zhì)量；當(dāng)泥沙上吸附的大量污染物遇到含有大量電解質(zhì)的海水水體時(shí)，被吸附在泥沙表面的污染物，也會(huì)與海水水體發(fā)生一定的吸附與解析作用，又會(huì)對河口附近水環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。

2.2 肯德爾檢驗(yàn)法分析

季節(jié)性肯德爾法（Seasonal Kendall test）數(shù)據(jù)分析是目前國際上所采用的較先進(jìn)、較科學(xué)的方法。季節(jié)性肯德爾檢驗(yàn)的原理是將歷年相同月（季）的水質(zhì)資料進(jìn)行比較，如果后面的值（時(shí)間上）高于前面的值記為“+”號(hào)，否則記作“-”號(hào)。如果加號(hào)的個(gè)數(shù)比減號(hào)的多，則為上升趨勢；反之，則為下降趨勢。如果水質(zhì)資料不存在上升或下降趨勢，即無變化趨勢，則正、負(fù)號(hào)的個(gè)數(shù)分別為50%。因?yàn)?，河流中的流量每年都呈周期性變化，河流水質(zhì)組分濃度大多受流量的周期性變化影響。季節(jié)性肯德爾檢驗(yàn)定義為水質(zhì)資料在歷年相同月份間的比較，這就避免了季節(jié)性的影響。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)比較只考慮數(shù)據(jù)相對排列而不考慮其大小，故能避免水質(zhì)資料中常見的漏測值問題，也使奇異值對水質(zhì)趨勢分析影響降到最低限度。

選取1992—1998年和1999年—2014年2個(gè)系列進(jìn)行季節(jié)性肯德爾檢驗(yàn)。所選取的指標(biāo)為氨氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、石油類。分析過程如下：

設(shè)本次分析采用有n年m月的水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目資料，則數(shù)據(jù)序列為X：

式中：Xji為某水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目j年i月的含量值 （j=1,2,…,n；i=1,2,…,m）。

對于m月中第i月的（i≤m）的情況，定義Si：

式中：Si為第i月多年某水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目系列按季節(jié)性肯德爾法統(tǒng)計(jì)正號(hào)或負(fù)號(hào)的個(gè)數(shù)；ni為第i月某水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目的實(shí)測值個(gè)數(shù)；K為某水質(zhì)監(jiān)測項(xiàng)目m個(gè)月S值的總和，計(jì)算結(jié)果見下表，可以發(fā)現(xiàn)，黃河河口段自1999年水資源統(tǒng)一調(diào)度以來，水環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)。

表1 利津站季節(jié)性肯德爾法分析統(tǒng)計(jì)量K值

3 結(jié)論

自20世紀(jì)80年代以來，黃河河口段水環(huán)境經(jīng)歷了從良好到惡化再到好轉(zhuǎn)的過程。尤其是1999年實(shí)行黃河水資源統(tǒng)一調(diào)度以來，國家對黃河水環(huán)境的治理力度不斷加大，改善了流域內(nèi)的水環(huán)境，減少了廢污水的入黃量，使黃河口段水環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)，并且趨于穩(wěn)定。

[1]GB3838-88地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].國家環(huán)境保護(hù)局，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.

[2]GB3838-2002地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[S].國家環(huán)境保護(hù)局，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.

[3]時(shí)文博,李超,馬為民,等.黃河山東段近年水質(zhì)變化趨勢分析[J].人民黃河,2008(7):79-82.