葉 雅
(廣東省水文局肇慶水文分局,廣東 肇慶 526060)
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西江流域水質(zhì)現(xiàn)狀及2005—2014年水質(zhì)變化趨勢(shì)分析
葉 雅
(廣東省水文局肇慶水文分局,廣東 肇慶 526060)
根據(jù)西江流域水功能區(qū)2005—2015年11 a水質(zhì)資料,評(píng)價(jià)西江流域水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀,分析2005—2014年水質(zhì)達(dá)標(biāo)率,應(yīng)用“季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)法”對(duì)水功能區(qū)典型超標(biāo)污染物的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。結(jié)果表明,西江流域水質(zhì)現(xiàn)狀總體良好,西江干流及賀江水質(zhì)有好轉(zhuǎn)趨勢(shì),新興江、羅定江、綏江耗氧類有機(jī)物及氧平衡指標(biāo)濃度呈上升趨勢(shì)。
西江流域;水質(zhì)現(xiàn)狀;達(dá)標(biāo)比例分析;水質(zhì)變化趨勢(shì)
西江為珠江流域最大水系,發(fā)源于云南省曲靖市烏蒙山余脈的馬雄山東麓,自西向東流經(jīng)云南、貴州、廣西、廣東4省(自治區(qū)),至廣東省三水的思賢滘,全長(zhǎng)2 075 km,其中廣東省境內(nèi) 208 km;集水面積353 120 km2,廣東省境內(nèi)17 960 km2。其干流在廣西梧州以下稱西江,廣東省境內(nèi)主要支流有賀江、羅定江、綏江和新興江,流經(jīng)封開、郁南、德慶、云安、高要、端州、鼎湖等5縣2區(qū),經(jīng)三水市思賢窖匯入珠江三角洲,由珠海市磨刀門企人石入海。西江流域年均徑流量 2 330 億m3,梧州以下年均產(chǎn)流量 149.6 億m3。按2014年來水統(tǒng)計(jì),西江水資源開發(fā)利用率為20.4%(不含入境水量);按多年平均來水統(tǒng)計(jì),西江水資源開發(fā)利用率為20.1%[1]。 西江流域廣東省段及珠江河口地區(qū)是廣東省的經(jīng)濟(jì)、文化和政治中心,經(jīng)濟(jì)總量約占廣東省的80%以上,對(duì)廣東省經(jīng)濟(jì)社會(huì)等各方面起著舉足輕重的作用。
根據(jù)2015年西江流域20個(gè)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料,評(píng)價(jià)其所在的15個(gè)水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀類別及達(dá)標(biāo)情況,其中一級(jí)水功能區(qū)6個(gè),二級(jí)水功能區(qū)9個(gè),一級(jí)水功能區(qū)中包括有保護(hù)區(qū)、保留區(qū)及緩沖區(qū),二級(jí)水功能區(qū)中具有飲用水源功能的水功能區(qū)有5個(gè)。評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)683 km。監(jiān)測(cè)斷面分散分布在西江干流、西江重要支流賀江、綏江、羅定江、新興江以及東安江。
評(píng)價(jià)項(xiàng)目包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)20項(xiàng)基本項(xiàng)目及5項(xiàng)集中式生活飲用水地表水原地補(bǔ)充項(xiàng)目。水質(zhì)類別評(píng)價(jià)方法執(zhí)行《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》(SL 395—2007)中“地表水水質(zhì)評(píng)價(jià)”的規(guī)定[2]。水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)以單月水質(zhì)類別對(duì)照水功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo),評(píng)價(jià)其當(dāng)月是否達(dá)標(biāo),在單月水功能區(qū)水質(zhì)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,根據(jù)水功能區(qū)各月達(dá)標(biāo)情況評(píng)價(jià)該水功能區(qū)年度是否達(dá)標(biāo),在評(píng)價(jià)年度內(nèi),達(dá)標(biāo)率不小于80%的水功能區(qū)為年度達(dá)標(biāo)水功能區(qū),以下簡(jiǎn)稱達(dá)標(biāo)水功能區(qū)。水功能區(qū)水質(zhì)管理目標(biāo)參照《廣東省水功能區(qū)劃》﹝2007﹞中劃定的2020年水質(zhì)目標(biāo)[3]。全年、汛期、非汛期水質(zhì)類別取均值評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果見表1、表2。
表1 一級(jí)水功能區(qū)基礎(chǔ)信息及現(xiàn)狀評(píng)價(jià)一覽
表2 二級(jí)水功能區(qū)基礎(chǔ)信息及現(xiàn)狀評(píng)價(jià)一覽
1.1 水功能區(qū)現(xiàn)狀水質(zhì)類別分析
據(jù)水功能區(qū)現(xiàn)狀水質(zhì)類別結(jié)果分析,總體上,西江流域河流水功能區(qū)水質(zhì)較好。在全年、汛期、非汛期內(nèi),均是Ⅱ類水質(zhì)所占河長(zhǎng)比例明顯較大,可見西江流域河流水功能區(qū)水質(zhì)整體上較好。全年達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)的水功能區(qū)河長(zhǎng)占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的95.3%,汛期達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)的水功能區(qū)河長(zhǎng)占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的90.2%,非汛期達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)的水功能區(qū)河長(zhǎng)占評(píng)價(jià)總河長(zhǎng)的92.5%。
各條河流,西江干流、賀江、綏江、羅定江水功能區(qū)水質(zhì)較好,汛期、非汛期、全年都可達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì);新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)汛期、非汛期、全年都為Ⅳ類水質(zhì),溶解氧、氨氮、總磷超標(biāo),新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)及新興江新江口飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū),分別在汛期、非汛期達(dá)到Ⅳ類水質(zhì),溶解氧、總磷、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮超標(biāo),可見新興江部分水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀較差。
1.2 水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)
從表1、表2來看,參評(píng)水功能區(qū)15個(gè),達(dá)標(biāo)水功能區(qū)10個(gè),個(gè)數(shù)達(dá)標(biāo)率66.7%;參評(píng)水功能區(qū)河長(zhǎng)共683 km,達(dá)標(biāo)河長(zhǎng)463 km,河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率67.8%;具有飲用水源功能的水功能區(qū)5個(gè),達(dá)標(biāo)3個(gè),具有飲用功能的水功能區(qū)個(gè)數(shù)達(dá)標(biāo)率60%,河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率72.4%。主要超標(biāo)項(xiàng)目為總磷、氨氮、CODMn、溶解氧。
對(duì)照各水功能區(qū)的水質(zhì)管理目標(biāo),不能達(dá)到水質(zhì)管理目標(biāo)的水功能區(qū)有新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江新江口飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū),均集中在西江支流新興江。
從各河流評(píng)價(jià)來看,西江干流、賀江、羅定江、東安江的水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率高,達(dá)到100%達(dá)標(biāo);綏江、新興江的水功能區(qū)達(dá)標(biāo)率則較低,按河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)率評(píng)價(jià)達(dá)標(biāo)率分別為16.2%、 0,見表3。
表3 西江干流及支流水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)
水功能區(qū)水質(zhì)變化趨勢(shì)評(píng)價(jià)包括水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例年際變化特征評(píng)價(jià)和水功能區(qū)水質(zhì)項(xiàng)目變化趨勢(shì)分析2部分。水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例年際變化特征評(píng)價(jià)在水功能區(qū)年度達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。水功能區(qū)水質(zhì)項(xiàng)目變化趨勢(shì)采用季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)方法分析。
2.1 水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例年際變化特征評(píng)價(jià)
本文水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例年際變化特征評(píng)價(jià)的對(duì)象為西江流域有連續(xù)10年水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料的水功能區(qū)6個(gè),包括3個(gè)一級(jí)水功能區(qū)及3個(gè)二級(jí)水功能區(qū),分布于西江干流、賀江、新興江、羅定江及綏江,分別是西江下游桂粵緩沖區(qū)、西江封開-高要保留區(qū)、賀江封開保留區(qū)、新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)、羅定江南江口農(nóng)業(yè)用水區(qū)及綏江五馬崗工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)。
水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例年際變化分析在水功能區(qū)年度達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上進(jìn)行:利用水質(zhì)站2005—2014年歷史水質(zhì)監(jiān)測(cè)成果,按照《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》(SL 395—2007),對(duì)照2010年水質(zhì)管理目標(biāo)[3],對(duì)該水功能區(qū)進(jìn)行單月水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià),再在單月評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上,作年度水功能區(qū)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià),最后按以下方法分析統(tǒng)計(jì)6個(gè)水功能區(qū)的個(gè)數(shù)達(dá)標(biāo)比例及河長(zhǎng)達(dá)標(biāo)比例的年際變化。
水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例年際變化特征評(píng)價(jià)方法[4]:
① 水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例年際變化計(jì)算。分別計(jì)算2006—2014年水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例年際變化幅度。
ΔPn=Pn-Pn-1
式中ΔPn為n年達(dá)標(biāo)比例變化值;Pn為n年的達(dá)標(biāo)比例;Pn-1為n-1年的達(dá)標(biāo)比例。
② 水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例階段變化計(jì)算。分別計(jì)算2005—2009年、2010—2014年和2005—2014年3個(gè)時(shí)段的達(dá)標(biāo)比例變化幅度。
ΔP1=(P2009-P2005)/4
ΔP2=(P2014-P2010)/4
ΔP3=(P2014-P2005)/4
③ 統(tǒng)計(jì)2005—2014年的達(dá)標(biāo)比例年際變化升高年份數(shù)Nup和下降年份數(shù)Ndn。
④ 計(jì)算達(dá)標(biāo)比例年際變化升高和降低年份比例。
Fup=Nup/Nsum
Fdn=Ndn/Nsum
式中Fup為達(dá)標(biāo)比例年際變化升高年份比例;Fdn為達(dá)標(biāo)比例年際變化下降年份比例;Nup為達(dá)標(biāo)比例年際變化升高年份數(shù);Ndn為達(dá)標(biāo)比例年際變化升高年份數(shù);Nsum為評(píng)價(jià)階段總年份數(shù),2005—2014年階段,Nsum=9。
⑤ 階段變化特征評(píng)價(jià)。
當(dāng)Fup≥66.6%,ΔP3>0%,評(píng)定為穩(wěn)定上升;當(dāng)Fup<66.6%,ΔP3>0%,評(píng)定為非穩(wěn)定上升;當(dāng)Fup<33.3%,ΔP3<0%,評(píng)定為穩(wěn)定下降;當(dāng)Fup≥33.3%,ΔP3<0%,評(píng)定為非穩(wěn)定下降。
表4 水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例階段變化特征評(píng)價(jià)
在對(duì)2005—2014年水功能區(qū)年度達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上,計(jì)算6個(gè)水功能區(qū)的達(dá)標(biāo)比例,分別評(píng)價(jià)水功能區(qū)達(dá)標(biāo)比例在2005—2009年、2010—2014年、2005—2014年3個(gè)時(shí)段的階段變化特征。
見表4,6個(gè)水功能區(qū)在2005—2014年10 a中達(dá)標(biāo)比例變化幅度為0,達(dá)標(biāo)比例階段變化評(píng)價(jià)為無明顯升降變化,說明該時(shí)段內(nèi)水功能區(qū)水質(zhì)總體較穩(wěn)定,達(dá)標(biāo)比例變化不大;在2005—2009年5 a中,階段達(dá)標(biāo)比例變化幅度為-0.925%(以個(gè)數(shù)計(jì))及-4.15%(以河長(zhǎng)計(jì)),且達(dá)標(biāo)比例年際變化升高年份比例小于33.3%,達(dá)標(biāo)比例階段變化評(píng)價(jià)為穩(wěn)定下降,說明該時(shí)段內(nèi)水功能區(qū)水質(zhì)有變差的趨勢(shì),達(dá)標(biāo)比例有所下降;在2010—2014年5年中,階段達(dá)標(biāo)比例變化幅度為0.925%(以個(gè)數(shù)計(jì))及4.15%(以河長(zhǎng)計(jì)),且達(dá)標(biāo)比例年際變化升高年份比例小于66.6%,達(dá)標(biāo)比例階段變化評(píng)價(jià)為非穩(wěn)定上升,說明該時(shí)段內(nèi)水功能區(qū)水質(zhì)有變好的趨勢(shì),達(dá)標(biāo)比例有所上升。
2.2 水功能區(qū)水質(zhì)項(xiàng)目變化趨勢(shì)分析
選取6個(gè)有2005—2014年連續(xù)10 a水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的水功能區(qū),以及7個(gè)有2010—2014年連續(xù)5 a水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料的水功能區(qū)(包括西江干流高要—肇慶飲用漁業(yè)用水區(qū)、羅定江生江飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū)、綏江馬房飲用水源區(qū)、綏江源頭水保護(hù)區(qū)、新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江新江口飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū)、東安江封開保留區(qū)),根據(jù)水質(zhì)資料情況,考慮到西江流域的水質(zhì)本底特點(diǎn)和超標(biāo)項(xiàng)目特點(diǎn),選取氨氮、總磷、CODMn、溶解氧、BOD5、鐵6個(gè)項(xiàng)目,采用季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)方法對(duì)水功能區(qū)進(jìn)行水質(zhì)變化趨勢(shì)分析。
季節(jié)性肯達(dá)爾檢驗(yàn)是將歷年相同月(季)的水質(zhì)資料進(jìn)行比較,后值高于前值記為“+1”,否則記為“-1”。令第i月歷年水質(zhì)系列數(shù)據(jù)相比較,直到每個(gè)年份的數(shù)據(jù)都與其他的年份的數(shù)據(jù)作了比較,得出一系列的“+1” 、“-1”,最后將“+1” 、“-1”相加之和記為Si;第i月內(nèi)可作比較的差值數(shù)據(jù)組個(gè)數(shù)mi為:
式中ni為第i月內(nèi)水質(zhì)系列中非漏測(cè)值個(gè)數(shù)。
而對(duì)于p個(gè)月的總體情況,S>0,則可能為上升趨勢(shì),S<0,則可能為下降趨勢(shì),S=0,則無趨勢(shì)[5]。
當(dāng)n年水質(zhì)系列有t個(gè)數(shù)相同時(shí),
當(dāng)n≥10時(shí),S也服從正態(tài)分布,且標(biāo)準(zhǔn)方差Z為:
取顯著性水平α為10%和1%,即當(dāng)α≤1%時(shí),說明檢驗(yàn)具有高度顯著性水平;當(dāng)1%<α≤10%時(shí),說明檢驗(yàn)是顯著的;當(dāng)α滿足上述兩種情況,當(dāng)τ為正時(shí)說明具有顯著(或高度顯著)上升趨勢(shì),當(dāng)τ為負(fù)時(shí)說明具有顯著(或高度顯著)下降趨勢(shì),當(dāng)τ為零時(shí)則無趨勢(shì)[6]。6個(gè)有2005—2014年連續(xù)10 a水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的水功能區(qū)分析結(jié)果見表5。
表5 2005—2014年單項(xiàng)水質(zhì)項(xiàng)目變化趨勢(shì)分析
從上述計(jì)算結(jié)果來看,2005—2014年10 a來西江6個(gè)水功能區(qū)水質(zhì)項(xiàng)目變化趨勢(shì)總體以無明顯趨勢(shì)和下降趨勢(shì)為主,其中溶解氧以上升趨勢(shì)和無明顯趨勢(shì)為主,且溶解氧為值越大水質(zhì)越優(yōu)型指標(biāo),表明西江總體水質(zhì)無惡化的趨勢(shì)。西江干流及賀江的3個(gè)一級(jí)水功能區(qū)2005—2014年5個(gè)耗氧類有機(jī)物及氧平衡指標(biāo)濃度主要呈下降趨勢(shì),鐵濃度主要呈無趨勢(shì)或下降趨勢(shì),表明水質(zhì)有好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)總磷和氨氮濃度表現(xiàn)為顯著上升趨勢(shì);羅定江南江口農(nóng)業(yè)用水區(qū)CODMn表現(xiàn)為顯著上升趨勢(shì);綏江五馬崗工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)BOD5表現(xiàn)為顯著上升趨勢(shì)。位于新興江、羅定江、綏江3個(gè)二級(jí)水功能區(qū)共同特征是耗氧類有機(jī)物及氧平衡指標(biāo)濃度呈上升趨勢(shì)。另外,2010—2014年7個(gè)水功能區(qū)水質(zhì)項(xiàng)目變化趨勢(shì)總體以無明顯趨勢(shì)為主,水質(zhì)比較穩(wěn)定,其中新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)氨氮和總磷濃度呈顯著上升趨勢(shì),溶解氧呈顯著下降趨勢(shì),特征是耗氧類有機(jī)物及氧平衡指標(biāo)呈惡化表現(xiàn)。
2.3 西江流域水功能區(qū)歷史達(dá)標(biāo)狀況統(tǒng)計(jì)
根據(jù)收集的2005—2014年西江流域水功能區(qū)現(xiàn)有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),15個(gè)水功能區(qū)各有5~10 a不等的實(shí)測(cè)水質(zhì)數(shù)據(jù),本文在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計(jì)西江流域15個(gè)水功能區(qū)歷史達(dá)標(biāo)狀況。參與統(tǒng)計(jì)的水功能區(qū)中,自實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)以來,達(dá)標(biāo)情況較差的水功能區(qū)有西江干流思賢滘飲用漁業(yè)用水區(qū)、綏江馬房飲用水源區(qū)、新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江新江口飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū),自實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)以來年度達(dá)標(biāo)頻率為0;其次為綏江五馬崗工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū),自實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)以來年度達(dá)標(biāo)頻率為30%。達(dá)標(biāo)情況較好的水功能區(qū)有賀江封開保留區(qū)、賀江桂粵緩沖區(qū)、西江封開—高要保留區(qū)、羅定江南江口農(nóng)業(yè)用水區(qū)、東安江封開保留區(qū),自實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)以來年度達(dá)標(biāo)頻率達(dá)70%~80%。位于新興江的3個(gè)水功能區(qū)年度達(dá)標(biāo)頻率均為0,多年的年度達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià)均不達(dá)標(biāo)。
西江流域水質(zhì)現(xiàn)狀為,西江干流、賀江、綏江、羅定江水質(zhì)較好,支流新興江水質(zhì)較差,主要超標(biāo)項(xiàng)目為總磷、氨氮、CODMn、溶解氧等4個(gè)耗氧類有機(jī)物及氧平衡指標(biāo)。
西江流域水功能區(qū)在2005—2014年10 a間達(dá)標(biāo)比例總體為無明顯升降,但在2005—2009年5 a間,達(dá)標(biāo)比例穩(wěn)定下降,在2010—2014年5 a間,達(dá)標(biāo)比例非穩(wěn)定上升。達(dá)標(biāo)比例從穩(wěn)定下降到非穩(wěn)定上升,這一變化可能與在“十二五”期間國(guó)家繼續(xù)深化污染減排和環(huán)境監(jiān)管政策發(fā)揮的作用有關(guān)。2005—2014年10 a內(nèi),西江干流及賀江水功能區(qū)水質(zhì)變化特征為,5個(gè)耗氧類有機(jī)物及氧平衡指標(biāo)主要呈好轉(zhuǎn)趨勢(shì);新興江、羅定江、綏江水功能區(qū)具有的共同水質(zhì)變化特征為,耗氧類有機(jī)物及氧平衡指標(biāo)濃度呈惡化趨勢(shì),新興江這種趨勢(shì)尤為明顯。
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(本文責(zé)任編輯 馬克俊)
Water Quality Actuality of the Xijiang River Basin and Change Tendency in 2005—2014
YE Ya
(Zhaoqing Subbureau, Hydrological Bureau of Guangdong Province, Zhaoqing 526060,China)
According to the data of the water quality in the water function areas of the Xijiang River basin during 2005 to 2015, the water quality was evaluated, and the standard rate of the water function areas was studied. The change trend of the typical excessive pollutants over the last 10 years in the water function areas was analyzed by season’s Kendall test method. The water quality actuality of the Xijiang River basin is good to a great extent. The water quality of the mainstream of the Xijiang River and the He River took a turn for the better. The consistence of oxygen consumption and oxygen balance index in the Xinxing River, Luoding River and Sui River, was on an upward trend.
the Xijiang River basin, the water quality actuality, analysis on the standard rate, he change tendency of the water quality
2016-05-17
葉雅,女,主要從事流域水資源監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)等工作。
P342
A
1008-0112(2016)08-0018-05