陳 洋

(山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西運城 044000)

西塬水庫水質(zhì)狀況評價與分析

陳 洋

(山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西運城 044000)

通過2015年對西塬水庫水質(zhì)的COD、氨氮、總磷（TP）、總氮（TN）指標(biāo)進行了全年每月一次的監(jiān)測，采用單因子污染指數(shù)法與綜合污染指數(shù)法相結(jié)合的方法對該水庫進行水質(zhì)評價與分析。結(jié)果表明，西塬水庫全年6個測站點水質(zhì)均屬于劣V類水。經(jīng)分析，氨氮污染指數(shù)不是導(dǎo)致水體污染的主要因子；全年COD、TP污染指數(shù)一直很高，TN污染指數(shù)在9至12月份暫時恢復(fù)到正常范圍內(nèi)；3月份與6月份綜合污染指數(shù)最高，主要是由于COD在此月份指數(shù)較高，同時TP、TN污染指數(shù)在3月份交替出現(xiàn)最高值。

西塬水庫；水質(zhì)評價；評價方法

0 引言

西塬水庫，又稱硝池灘，位于運城市鹽池西端解州鎮(zhèn)西北部，其東側(cè)緊鄰北門灘，南同浦鐵沿西塬水庫南側(cè)經(jīng)過。該池除了泄洪外主要從事漁業(yè)生產(chǎn)，盛產(chǎn)鯉魚、鯽魚等品種。流域面積約369.41 km2，最大蓄存7 000萬m3。主要功能是儲存調(diào)蓄洪水，減輕洪水對鹽池的威脅，是運城鹽池的重要保護屏障，主要攔截姚暹渠以南、鹽池西部永濟市及鹽湖區(qū)流域內(nèi)地表及淺層地下水。

目前水庫水質(zhì)逐年加重，生態(tài)系統(tǒng)退化成藻型，營養(yǎng)水平由貧營養(yǎng)化到富營養(yǎng)化，因此對水庫的污染治理和生態(tài)修復(fù)刻不容緩[1]。近些年，國內(nèi)也非常關(guān)注水庫水環(huán)境與水生態(tài)的研究，馬太玲[2]在2007年就神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)模擬預(yù)測及水庫富營養(yǎng)化預(yù)測方面的應(yīng)用進行了探討，建立了基于A-BP和AGA的水質(zhì)評價、模擬預(yù)測模型，旨在尋求一種評價結(jié)果客觀、準(zhǔn)確、評價過程簡單而有效的評價預(yù)測方法，結(jié)果表明，在水庫富營養(yǎng)化預(yù)測的幾種方法中，A-BP模型的預(yù)測精度高于其它方法；水環(huán)境容量推算結(jié)果表明，西山灣水庫已無TN、TP和CODMn的環(huán)境容量；BOD5、CODcr仍有一定的環(huán)境容量。水質(zhì)監(jiān)測與評價是通過客觀的定量的描述水體狀態(tài)，為水環(huán)境治理、研究與管理提供依據(jù)，因此水質(zhì)監(jiān)測與評價[3、4]的方法與手段就顯得越來越重要。本文正是對西塬水庫的水質(zhì)進行評價，以便為西塬水庫的水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)理論依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

監(jiān)測區(qū)域為整個西塬水庫水質(zhì)狀況。同時考慮周邊實際情況，包括：水文及河道地形、植被及進出口位置、排污口等因素，力求全面、真實、客觀地反映水庫的水環(huán)境質(zhì)量及污染物的時空分布狀況。分別在水庫進水口、漁場、水庫中心、出水口、席張村、西塬村6個點布設(shè)采樣站位。水質(zhì)監(jiān)測站點分布見圖1。

圖1 西塬水庫監(jiān)測站點分布圖

西塬水庫水質(zhì)監(jiān)測進行于2015年全年監(jiān)測，每月監(jiān)測一次，測定分析項目主要包括：COD、氨氮、TP、TN指標(biāo)。采水器選用直立式采樣器，樣品的采樣、保存、管理均按照中華人民共和國國家環(huán)境保護標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》（HJ493-2009）有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

1.2 評價方法

采用單因子污染指數(shù)法與綜合污染指數(shù)法[5-7]相結(jié)合對西塬水庫水質(zhì)進行評價。

1.2.1 單因子污染指數(shù)評價

單因子評價首先要先確定該水體評價標(biāo)準(zhǔn)，將各參數(shù)濃度與評價標(biāo)準(zhǔn)相比，數(shù)據(jù)比值是否大于1來評價該水體是否達到了相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

其公式為：

式中：Sij——站j評價因子i的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)；

Cij——站j評價因子i的實測值；

Csi——評價因子i的評價標(biāo)準(zhǔn)值。

1.2.2 綜合污染指數(shù)評價

綜合指數(shù)法是各指標(biāo)對水體綜合污染程度的一種數(shù)量指標(biāo)。

其公式為：

式中：Pj——站j評價的綜合污染指數(shù)。

水質(zhì)狀況污染程度分級取決于P值：當(dāng)P≤0.8，水質(zhì)質(zhì)量評價為達標(biāo)；當(dāng)0.8＜P≤1.0，水質(zhì)質(zhì)量評價為基本達標(biāo)；當(dāng)1.0＜P≤2.0，水質(zhì)質(zhì)量評價為污染；當(dāng)P≥2.0，水質(zhì)質(zhì)量評價為重污染。

2 評價結(jié)果與分析

2.1 單因子污染指數(shù)評價結(jié)果

6個測站點的COD、氨氮、TP、TN四個因子的污染指數(shù)評價結(jié)果如圖2所示，四項評價因子的評價標(biāo)準(zhǔn)值均選用GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的V類標(biāo)準(zhǔn)進行評價。從6個測站點的污染指數(shù)圖可以看出，所有測站點的氨氮指數(shù)均為正常，都在1以下，說明水庫受到氨氮的影響較弱，造成水體污染嚴(yán)重的主因不是氨氮所致。COD、TP、TN三個因子的污染指數(shù)都偏高，尤其是COD與TP，大部分月份都處在超高指數(shù)范圍。整體而言，在D1、D2測站點（進水口、漁場）COD指數(shù)變化幅度較大，其余變化基本穩(wěn)定，通過實地勘察，發(fā)現(xiàn)在進水口位置有大量的生活污水與工業(yè)廢水的排入，應(yīng)該是導(dǎo)致COD指數(shù)很高的主要因素，而漁場離進水口較近，也導(dǎo)致其所在地水質(zhì)COD不穩(wěn)定。同時可以看出，COD污染指數(shù)在1月份、5月份、6月份及12月份相對整年度指數(shù)超標(biāo)最為嚴(yán)重，推測與這幾個月份周圍人群的用水量增大及工業(yè)用水旺季有關(guān)。TP污染指數(shù)是在D4、D5測站點（出水口、席張村）處變化幅度較大，且均在3月份達到最高值，尤其是D4測站點，最大值達到了3.96，分析可能是席張村農(nóng)業(yè)大量使用含磷化肥及農(nóng)藥所致，而出水口離席張村較近，因水流流向致使D4、D5側(cè)站點均超標(biāo)嚴(yán)重；其余測站點表現(xiàn)出全年TP超標(biāo)，且波動幅度較小，分析可能是水庫底泥存有大量的含磷物質(zhì)。通過對比，可以看出，TN相比COD與TP污染指數(shù)較小，除D4、D5測站點，其他測站點均在3月份TN污染指數(shù)達到了最大值，且在9至12月份恢復(fù)到了正常值范圍內(nèi)，說明水庫對氮具有較強的自凈作用，且在后半年水中排入含氮化合物出現(xiàn)明顯降低。

圖2 各測站點的各污染指標(biāo)

2.2 綜合污染指數(shù)評價

6個站點的全年綜合污染指數(shù)如圖3所示。

圖3 綜合污染指數(shù)

由圖3可以看出，2015年全年監(jiān)測綜合污染指數(shù)范圍在1.36～2.36之間，全年均屬于污染或重度污染水質(zhì)，說明多項指標(biāo)都不滿足水環(huán)境功能要求；全年3月份污染最為嚴(yán)重，6個測站點污染指數(shù)均大于2，表明此時水體受到嚴(yán)重污染，屬于重度污染水質(zhì)，水質(zhì)污染指數(shù)超標(biāo)嚴(yán)重，結(jié)合單因子污染指標(biāo)評價結(jié)果可知，3月份污染指數(shù)最大，主要是由于TP、TN在3月份指數(shù)交替達到最高所致，當(dāng)然COD值對其影響也很大；其次為6月份，6個測站點也均觸及指數(shù)2，也屬于重度污染水質(zhì)，結(jié)合單因子污染指數(shù)評價結(jié)果，6月份污染嚴(yán)重，主要是因COD污染指數(shù)在此月份值較高所致；10月份在全年監(jiān)測中污染指數(shù)相比其它月份而言，稍稍較好，大部分處在污染指數(shù)的1.5以下，說明在這個月內(nèi)，水質(zhì)得到了一定程度的恢復(fù)，但恢復(fù)程度不大；相比各個測站點來說，位于西張村附近的采樣站點D5，整年水質(zhì)相比其它站點而言，相對較好，9至12月份指數(shù)在1.5以下，根據(jù)實地勘察，席張村在西塬水庫沒有見到任何排污口，附近也未見固體垃圾堆放，植被也相對旺盛，此測站點污染未達標(biāo)主要是因整體水環(huán)境污染嚴(yán)重所致，包括底泥的影響、污染物質(zhì)的遷移。

3 評價結(jié)論

通過單因子污染指數(shù)評價與綜合污染指數(shù)評價相結(jié)合的方法對西塬水庫水質(zhì)進行評價，結(jié)果表明，西塬水庫全年6個測站點水質(zhì)均屬于劣V類水。全年污染指數(shù)均不在正常范圍內(nèi)，說明水質(zhì)已被嚴(yán)重污染。經(jīng)分析，氨氮指數(shù)屬于正常范圍，不是導(dǎo)致水質(zhì)污染的主要因子；全年COD、TP污染指數(shù)一直很高，TN污染指數(shù)在9至12月份暫時恢復(fù)到正常范圍內(nèi)；3月份水庫污染指數(shù)最大，污染程度最為嚴(yán)重，主要是由于TP、TN在此月份的污染指數(shù)交替達到最高值所致，同時COD污染指數(shù)影響也很大；6月份污染指數(shù)次之，主要是由于在此月份COD污染指數(shù)較高所致。本文水質(zhì)評價結(jié)果表明對西塬水庫的污染治理和生態(tài)修復(fù)刻不容緩。

［1］蔡慶華，孫志禹.三峽水庫水環(huán)境與水生態(tài)研究的緊張與展望［J］.2012，24（2）:169-177.

［2］馬太玲.湖庫水質(zhì)評價及水質(zhì)模擬預(yù)測方法研究［D］.呼和浩特，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

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［4］王瀟瀟，張妙仙等.模糊標(biāo)識指數(shù)與對應(yīng)分析法在水質(zhì)評價中的聯(lián)合應(yīng)用［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2012，32（5）:1227-1235.

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Evaluation and Analysis of Xiyuan Reservoir’s Water Quality

CHEN Yang

Through monitoring the index data of COD，ammonia nitrogen，total phosphorus（TP）and total nitrogen（TN）from Xiyuan Reservoir’s water quality once a month in 2015，an analysis was made on water quality which was used the combined method of single factor pollution index and integrated pollution index.The results show that all the water quality of the six stations in the year of the Xiyuan Reservoir belongs to inferior water of class v.The analysis showed that the ammonia nitrogen pollution index was not the main factor leading to water pollution.The COD and TP pollution index were very high in the year，TN pollution index between September and December was temporarily returned to normal range.The combined pollution index in March and June was the highest，mainly due to the higher COD index in this month，at the same time TP and TN pollution index in March appeared alternating the highest value.

Xiyuan Reservoir；water quality evaluation；evaluation method

X824

B

1006-8139（2017）02-047-04

2017-03-09

2017-03-15

伍姓湖三維水質(zhì)及營養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化模擬研究（山西省水利科學(xué)技術(shù)研究與推廣項目201413）。

陳 洋（1987-），女，2014年碩士研究生畢業(yè)于中北大學(xué)，助教，研究方向：水污染控制技術(shù)。