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        先覺廟水庫水源地水質(zhì)現(xiàn)狀及演變趨勢分析

        2019-09-10 07:22:44皮向東?胡順華?周彥洲?李杰
        長江技術經(jīng)濟 2019年4期

        皮向東?胡順華?周彥洲?李杰

        摘 要:先覺廟水庫是湖北省隨州市城區(qū)重要水源地,因近年來的連續(xù)干旱,水庫蓄水量不斷減少,水源地的水量、水質(zhì)、水生態(tài)受到威脅。為準確反映先覺廟水庫近9年水質(zhì)變化趨勢,采用肯德爾檢驗法對水庫主要污染因子的演變趨勢進行分析,提出水資源保護和水污染防治措施。

        關鍵詞:水質(zhì)演變趨勢;肯德爾檢驗;先覺廟水庫

        中圖法分類號:X824? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼:A? ? ? ? ? ? ? ? DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0417

        1? ?水庫基本情況

        先覺廟水庫位于湖北省隨州市曾都區(qū)萬店鎮(zhèn),距隨州市區(qū)26km,屬漂水東支漿溪店河,水庫承雨面積450km2,1960年2月竣工??値烊?.748億m3,其中興利庫容1.566億m3、死庫容0.099億m3。壩頂高程112.1m,校核、正常、死水位分別為112.6m、107.0m、90.0m。設計灌溉面積9萬畝,歷年最大實灌面積5萬畝。主要功能為防汛、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉。從1990年起向隨州市城區(qū)供水,設計日取水能力9萬m3,實際日取水能力7萬m3[1]。

        2? 水質(zhì)監(jiān)測和分析方法

        2.1? ?水質(zhì)監(jiān)測

        根據(jù)先覺廟水庫情況,在水庫前壩前設固定水質(zhì)采樣點,按月監(jiān)測全年12次。按照地表水環(huán)境質(zhì)量標準[2],監(jiān)測水溫、pH值等24個基本項目和硫酸鹽、氯化物等5個集中式生活飲用地表水水源地補充項目。

        2.2? ?分析方法

        (1)主要污染物濃度的測定

        依據(jù)《電化學探頭法》的方法,對水體中的溶解氧進行測定。依據(jù)《高錳酸鹽指數(shù)的測定》的方法,對水體中的高錳酸鹽指數(shù)進行測定。依據(jù)《納氏試劑分光光度法》,利用紫外分光光度法對水體中的氨氮進行測定。依據(jù)《鉬酸銨分光光度法》,利用紫外分光光度法對水體中總磷含量進行測定。依據(jù)《堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》的方法,對水體中的總氮進行測定。

        (2)水質(zhì)及營養(yǎng)狀態(tài)評價方法

        水質(zhì)類別評價采用單因子評價法,即以各評價項目監(jiān)測值與《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中相應的標準進行比較,確定單項項目的水質(zhì)類別,當出現(xiàn)不同類別的標準值相同的情況時,按最優(yōu)類別確定水質(zhì)類別,最后以所有評價項目中水質(zhì)最差的類別代表其水質(zhì)狀況。

        湖庫型水源地營養(yǎng)狀態(tài)評價采用指數(shù)法,評價項目為高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、透明度、葉綠素a。采用線性插值法將水質(zhì)項目濃度值轉(zhuǎn)換為賦分值,按下列公式計算營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI。

        3? ?現(xiàn)狀評價

        3.1? ?水質(zhì)現(xiàn)狀評價

        統(tǒng)計2018年汛期(4—9月)、非汛期(1—3,10—12月)和全年期的水質(zhì)監(jiān)測成果,根據(jù)單因子評價方法,各水期評價結(jié)果見表1。

        水庫水質(zhì)總體狀況良好,在不考慮總氮影響的情況下,水庫各水期水質(zhì)綜合類別均為Ⅱ類。受總氮影響,非汛期、全年期水質(zhì)綜合類別均由Ⅱ類變?yōu)棰箢悺?/p>

        3.2? ?富營養(yǎng)化現(xiàn)狀評價

        選取2018年為代表年,計算汛期、非汛期、全年期的水庫總磷、總氮、葉綠素a、高錳酸鹽指數(shù)、透明度等監(jiān)測數(shù)據(jù),采用指數(shù)法[3]評價湖泊富營養(yǎng)化,見表2,水庫整體處于中營養(yǎng)狀態(tài)。

        對2018年各月營養(yǎng)狀態(tài)進行評價可知,2018年水庫各月營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均在30至50之間,為中營養(yǎng)狀態(tài)。其中1月份水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較高,主要是受總磷和高錳酸鹽指數(shù)的影響,這是由于水庫蓄水時,水庫水位上升,水庫淹沒范圍增加,總磷、總氮的入庫量增加;8月份水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較低,是因為水庫下泄流量增加,使得水體流動性增加,各項參數(shù)的濃度降低。

        4? ?變化趨勢分析

        4.1? ?水質(zhì)濃度趨勢分析

        受庫區(qū)上游農(nóng)業(yè)面源和水土流失影響,水庫水源地水質(zhì)保護尚有潛在風險。本文采用季節(jié)性Kendall檢驗法進行水質(zhì)變化趨勢分析。該方法是一種非參數(shù)檢驗方法,由Hrisch等于1982年提出,后由Smith和Van等人做了進一步改進。季節(jié)性Kendall在數(shù)據(jù)比較只考慮數(shù)據(jù)相對排位而不考慮其大小,能將漏測和奇異值對水質(zhì)趨勢分析影響降到最低限度,又能考慮季節(jié)性變化對水質(zhì)的影響。

        根據(jù)先覺廟水庫水質(zhì)變化特點,選擇2010—2018年DO、KMnO4指數(shù)、NH3-N、TP、TN、SO42-、Cl-、NO3-N、Fe、Mn等項目為特征參數(shù),進行水質(zhì)變化趨勢分析。

        顯著性水平為0.1和0.01。當α≤0.01時,水質(zhì)變化趨勢高度顯著;當0.01<α≤0.1時,水質(zhì)變化趨勢顯著;當α>0.1時,水質(zhì)變化無明顯趨勢。 [4][5]

        分析的結(jié)果見表3。DO、KMnO4指數(shù)、SO42-、NO3-N、Fe等項目無明顯升降趨勢;TP、Cl-高度顯著上升;Mn高度顯著下降;NH3-N顯著下降;TN顯著上升。

        4.2? ? 營養(yǎng)狀態(tài)變化分析

        根據(jù)2006至2018年水庫總磷、總氮、葉綠素a、高錳酸鹽指數(shù)、透明度等監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,2006—2018年年平均富營養(yǎng)化指數(shù)整體呈先減小后平穩(wěn)的趨勢。2007年以后,水庫營養(yǎng)狀態(tài)均穩(wěn)定在中營養(yǎng)水平。

        5? ?結(jié)論

        先覺廟水庫水質(zhì)較好,汛期、非汛期、全年期為Ⅱ~Ⅲ類水質(zhì),可以滿足水庫和水源地水質(zhì)管理目標。為保持和進一步提高水庫整體水質(zhì)情況,建議加強面源和點源污染管理,減少總氮對水庫水質(zhì)的影響。

        特征水質(zhì)參數(shù)的趨勢為:溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、硫酸鹽、硝酸鹽和鐵均無明顯升降趨勢;氨氮呈顯著下降趨勢;總氮呈顯著上升趨勢;總磷和氯化物呈高度顯著上升趨勢;錳呈現(xiàn)高度顯著下降趨勢。

        營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)在多年時間分布上呈現(xiàn)減小趨勢,年內(nèi)變化為水庫蓄水時營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較高,水庫放水時營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較低。

        先覺廟水庫是隨州市城區(qū)重要水源地,根據(jù)2018年水質(zhì)現(xiàn)狀及其近年變化趨勢,為保護水源地水質(zhì)安全,建議盡快出臺相關飲用水源地保護管理辦法,同時加強上游水土保持和面源及點源入河量的監(jiān)督管理工作,減少總磷、總氮入河量。

        參考文獻:

        [1]周彥洲,李吉濤.先覺廟水庫清淤與水環(huán)境保護[J].湖北文理學院學報,2012(8):30-33.

        [2]國家環(huán)境保護總局.國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838-2002 [S]. 北京:中國環(huán)境科學出版社,2002.

        [3]中華人民共和國水利部.地表水資源質(zhì)量評價技術規(guī)程 .SL395-2007 [S] .北京:中國水利水電出版社,2008.

        [4]李怡庭,翁建華.黃河干流重點河段水質(zhì)變化趨勢分析及水質(zhì)管理對策探討[J].水文,2003,5.

        [5]彭文啟,張祥偉等.現(xiàn)代水環(huán)境質(zhì)量評價理論與方法[M].化學工業(yè)出版社,2005.

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