郭學(xué)士

（安陽(yáng)市彰武南海水庫(kù)工程管理局，河南安陽(yáng)455000）

2010—2016年彰武南海水庫(kù)水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

郭學(xué)士

（安陽(yáng)市彰武南海水庫(kù)工程管理局，河南安陽(yáng)455000）

為了全面掌握彰武和小南海水庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、監(jiān)控水質(zhì)變化趨勢(shì)和依法監(jiān)督管理，對(duì)兩水庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀開展調(diào)查、監(jiān)測(cè)和分析，并針對(duì)兩水庫(kù)關(guān)鍵因子采用Daniel檢驗(yàn)法進(jìn)行趨勢(shì)分析。

彰武南海水庫(kù)；水質(zhì)；趨勢(shì)分析

1 引言

小南海水庫(kù)和彰武水庫(kù)（以下簡(jiǎn)稱彰武南海水庫(kù)）位于安陽(yáng)市上游，是重要的水源地。安陽(yáng)市是嚴(yán)重缺水的城市，人均水資源量只有全國(guó)的1/10，“兩庫(kù)一泉”不僅是群眾休閑娛樂(lè)、觀賞風(fēng)光的好去處，同時(shí)承擔(dān)著工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉用水和生態(tài)供水的任務(wù)。所以，加強(qiáng)“兩庫(kù)一泉”水功能區(qū)管理、提高水資源質(zhì)量，是安陽(yáng)市保持水資源可持續(xù)利用、打造水生態(tài)文明的可靠保障。

2 兩庫(kù)概況

彰武南海兩水庫(kù)是安陽(yáng)河上游聯(lián)合運(yùn)用的2座大（中）型梯級(jí)水庫(kù)，始建于1958年，經(jīng)多次續(xù)建而成。兩水庫(kù)總庫(kù)容1.85億m3，其中彰武水庫(kù)0.78億m3、小南海水庫(kù)1.07億m3，控制流域面積970 km2，具有防洪、工農(nóng)業(yè)供水、發(fā)電、旅游等綜合效益。兩水庫(kù)承擔(dān)著安鋼集團(tuán)、大唐集團(tuán)安陽(yáng)電廠、安化集團(tuán)、沙鋼永興集團(tuán)等省市重點(diǎn)企業(yè)的工業(yè)供水任務(wù)和下游1.2萬(wàn)hm2農(nóng)田灌溉用水任務(wù)，是安陽(yáng)市的重要水源地；同時(shí)，承擔(dān)著安陽(yáng)市區(qū)、京廣鐵路、京港澳高速公路、石武高鐵等重要交通干線及下游人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全的防洪任務(wù)，是安陽(yáng)市重要的防洪屏障。

3 兩庫(kù)現(xiàn)狀水質(zhì)

2016年，彰武水庫(kù)分析項(xiàng)目年均濃度值及豐水期、枯水期、平水期濃度均值均符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；但從每月的監(jiān)測(cè)結(jié)果分析看，在豐水期（7月）高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、總磷超出Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，占8.3%。彰武水庫(kù)綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI（∑）為54，屬于輕度富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，與2015年相比營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)水平持平。同年，小南海水庫(kù)分析項(xiàng)目年均濃度值符合Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，豐水期濃度均值符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，枯水期濃度均值符合Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，平水期濃度均值符合Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；但從每月的監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)看，超出Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)比例較大的前3項(xiàng)指標(biāo)是總磷（58.3%）、高錳酸鹽指數(shù)（50%）、化學(xué)需氧量（50%）。

4 兩庫(kù)水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

4.1 參數(shù)選擇

根據(jù)兩水庫(kù)特點(diǎn)及水質(zhì)敏感參數(shù)，選擇總磷、總氮、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)等項(xiàng)目進(jìn)行分析。

4.2 數(shù)據(jù)序列

采用2010—2016年連續(xù)7 a的數(shù)據(jù)序列。

4.3 Daniel的趨勢(shì)檢驗(yàn)方法概述

Daniel的趨勢(shì)檢驗(yàn)方法使用了Spearman的秩相關(guān)系數(shù)。使用這一方法，要求具備足夠的數(shù)據(jù)，一般至少應(yīng)采用4個(gè)期間的數(shù)據(jù)，即5個(gè)時(shí)間序列的數(shù)據(jù)。給出時(shí)間周期Y1，…，YN和它們的相應(yīng)值X（即年均值C1，…，CN），并從大到小排列好。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)用的秩相關(guān)系數(shù)按下式計(jì)算：式中：di為變量Xi與Yi的差值，Xi為周期1到周期N按濃度值從小到大排列的序號(hào)，Yi為按時(shí)間排列的序號(hào)。

將秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對(duì)值同Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表（見(jiàn)表1）中的臨界值Wp進(jìn)行比較。當(dāng)rs＞W(wǎng)p時(shí)，則表明變化趨勢(shì)有顯著意義；若rs為負(fù)值，則表明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計(jì)量指標(biāo)變化呈下降趨勢(shì)或好轉(zhuǎn)趨勢(shì)；若rs為正值，則表明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計(jì)量指標(biāo)變化呈上升趨勢(shì)或加重趨勢(shì)；當(dāng)rs≤Wp時(shí)，則表明變化趨勢(shì)沒(méi)有顯著意義，說(shuō)明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)水質(zhì)變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

表1 秩相關(guān)系數(shù)rs的臨界值（Wp）

4.4 計(jì)算結(jié)果分析

4.4.1 彰武水庫(kù)

（1）總磷。將表2數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得出rs=0.321，查表1得到N=7時(shí)顯著性水平0.05對(duì)應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢(shì)沒(méi)有顯著意義，說(shuō)明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)彰武水庫(kù)總磷含量變化平穩(wěn)。2010—2016年彰武水庫(kù)總磷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表2。

表22010 —2016年彰武水庫(kù)總磷監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

（2）總氮。將表3數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=0.256，查表1得到N=7時(shí)顯著性水平0.05對(duì)應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢(shì)沒(méi)有顯著意義，說(shuō)明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)彰武水庫(kù)總氮含量變化平穩(wěn)。2010—2016年彰武水庫(kù)總氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表3。

表32010 —2016年彰武水庫(kù)總氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

（3）氨氮。將表4數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=-0.429，查表1得到N=7時(shí)顯著性水平0.05對(duì)應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢(shì)沒(méi)有顯著意義，說(shuō)明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)彰武水庫(kù)氨氮含量變化平穩(wěn)。2010—2016年彰武水庫(kù)氨氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表4。

表42010 —2016年彰武水庫(kù)氨氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

（4）高錳酸鹽指數(shù)。將表5數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=-0.893，查表1得到N=7時(shí)顯著性水平0.05對(duì)應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＞W(wǎng)p，表明變化趨勢(shì)在0.05的可信度水平上是有意義的，所以得出彰武水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)含量呈下降趨勢(shì)。2010—2016年彰武水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表5。

表52010 —2016年彰武水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

4.4.2 小南海水庫(kù)

（1）高錳酸鹽指數(shù)。將表6數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=-0.464，查表1得到N=7時(shí)顯著性水平0.05對(duì)應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢(shì)沒(méi)有顯著意義，說(shuō)明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)小南海水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)含量變化平穩(wěn)。2010—2016年小南海水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表6。

表62010 —2016年小南海水庫(kù)高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

（2）氨氮。將表7數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=0.286，查表1得到N=7時(shí)顯著性水平0.05對(duì)應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢(shì)沒(méi)有顯著意義，說(shuō)明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)小南海水庫(kù)氨氮含量變化平穩(wěn)。2010—2016年小南海水庫(kù)氨氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表7。

表72010 —2016年小南海水庫(kù)氨氮監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

（3）化學(xué)需氧量。將表8數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=-0.571，查表1得到N=7時(shí)顯著性水平0.05對(duì)應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢(shì)沒(méi)有顯著意義，說(shuō)明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)小南海水庫(kù)化學(xué)需氧量含量變化平穩(wěn)。2010—2016年小南海水庫(kù)化學(xué)需氧量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表8。

表82010 —2016年小南海水庫(kù)化學(xué)需氧量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

5 結(jié)論和建議

5.1 結(jié)論

彰武水庫(kù)近年來(lái)總磷、總氮、氨氮變化趨勢(shì)平穩(wěn)，高錳酸鹽指數(shù)呈明顯下降趨勢(shì)；小南海水庫(kù)近年來(lái)高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、化學(xué)需氧量變化趨勢(shì)平穩(wěn)。

5.2 建議

（1）加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，建立健全水庫(kù)水環(huán)境保護(hù)機(jī)制，各有關(guān)部門各負(fù)其責(zé)，密切配合，共同推進(jìn)水庫(kù)水質(zhì)保護(hù)工作。

（2）加強(qiáng)各類專項(xiàng)資金的整合，積極創(chuàng)造條件，探索多渠道籌資方式，加大對(duì)水庫(kù)周邊地區(qū)環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的資金支持力度。加大對(duì)湖庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化形成和消除機(jī)理、水體氮磷污染控制、藻類生長(zhǎng)、水生態(tài)修復(fù)等方面技術(shù)研發(fā)攻關(guān)，不斷增強(qiáng)湖庫(kù)水質(zhì)保護(hù)的科技支撐能力。

（3）加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，動(dòng)態(tài)監(jiān)控水質(zhì)變化趨勢(shì)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)做到定時(shí)、定期、定點(diǎn)。建立湖庫(kù)水質(zhì)預(yù)警指標(biāo)體系和預(yù)警信息統(tǒng)一發(fā)布制度，為庫(kù)體水質(zhì)安全預(yù)警提供保障。建立健全突發(fā)水污染事件和藻類防控應(yīng)急預(yù)案，落實(shí)應(yīng)對(duì)各項(xiàng)應(yīng)急措施，全面提高水環(huán)境危機(jī)應(yīng)對(duì)處置能力。

（4）加大執(zhí)法力度，切實(shí)加強(qiáng)對(duì)水庫(kù)周邊污染源的監(jiān)管，對(duì)違規(guī)違法飼養(yǎng)、亂排污水污物、亂開亂建、亂倒垃圾等危害水質(zhì)的行為依法依規(guī)加重處理。嚴(yán)格禁止與水源保護(hù)無(wú)關(guān)的項(xiàng)目或工程建設(shè)運(yùn)營(yíng)，最終達(dá)到優(yōu)化水域生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。

（5）加大對(duì)水利、環(huán)保、漁業(yè)、水污染防治等方面的法律法規(guī)宣傳力度，推動(dòng)社會(huì)各方力量的廣泛參與和監(jiān)督，以形成保護(hù)湖庫(kù)水質(zhì)人人有責(zé)的良好社會(huì)氛圍，促進(jìn)兩庫(kù)水體水質(zhì)的可持續(xù)改善。

TV697.2+1；X824

A

1004-7328（2017）04-0017-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.04.006

2017—04—10

郭學(xué)士（1969—），男，工程師，主要從事水庫(kù)工程管理工作。