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        2020年度蘇州望虞河水質(zhì)變化趨勢分析*

        2021-08-24 03:02:12江蘇省蘇州環(huán)境監(jiān)測中心鄒士倩蘇明玉
        區(qū)域治理 2021年17期
        關(guān)鍵詞:點(diǎn)位太湖水體

        江蘇省蘇州環(huán)境監(jiān)測中心 鄒士倩,蘇明玉

        一、前言

        作為長江三角洲核心區(qū)域之一,太湖流域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、人口密度大,水環(huán)境承載能力面臨較大挑戰(zhàn),水環(huán)境污染、水資源短缺、水生態(tài)受損等問題日益凸顯。承擔(dān)著“納污”和“供水”雙重壓力,太湖水質(zhì)形勢嚴(yán)峻。近年來,通過“引江濟(jì)太”等手段將長江水引入太湖,直接補(bǔ)充水資源的不足,激發(fā)自凈能力,達(dá)到改善水質(zhì)的目的[1]。在長江流域的眾多口門中,望虞河工程引水能力較強(qiáng),直接與太湖聯(lián)通,從而成了“引江濟(jì)太”的重要通道。望虞河全長62.3km,其中河道段60.3km、入湖段0.9km、入江段1.1km[2]。截至2020年9月累計(jì)引排水615億立方米,為保障太湖“防洪、供水”雙安全發(fā)揮了重要作用。因此,望虞河的水質(zhì)情況對長江和太湖都有影響。本文通過2020年1月至10月水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),結(jié)合綜合指數(shù)評價(jià)法、內(nèi)梅羅法以及變異系數(shù)對水質(zhì)的變化特征進(jìn)行分析。根據(jù)江蘇省水利廳等官方公開信息,2019年10月至2020年1月,常熟水利樞紐實(shí)行跨年度引水,2020年5月21日開始第二輪引水,日引水量達(dá)1200萬立方米。

        二、監(jiān)測要求

        按照《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T91-2002),《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)等相關(guān)要求進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測。根據(jù)望虞河的基本情況,兼顧代表性和經(jīng)濟(jì)性原則,均勻選取了望虞河上五個(gè)水質(zhì)斷面,從西向東依次是D1、D2、D3、D4、D5,其中,D1靠近太湖,D5靠近長江。在監(jiān)測期間,每月進(jìn)行一次水質(zhì)采樣,通過實(shí)驗(yàn)室分析獲得結(jié)果,監(jiān)測指標(biāo)為氨氮、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、總磷。

        三、水質(zhì)數(shù)據(jù)分析

        (一)綜合指數(shù)評價(jià)法

        綜合指數(shù)評價(jià)法是通過對選定的各個(gè)污染指標(biāo)的相對污染系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),得出水體的平均污染程度。其計(jì)算公式[3]為:

        其中,Ci為第i項(xiàng)污染物的濃度值,CS為斷面水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),參照GB3838-2002表1中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),P為Pi的算術(shù)平均值。當(dāng)P≤0.40時(shí),水質(zhì)類別為好;P在0.41與0.70之間時(shí),水質(zhì)類別為輕度污染;P在0.71-1.00時(shí),水質(zhì)類別為中度污染;P在1.01-2.00時(shí),水質(zhì)類別為重污染;當(dāng)P≥2.00時(shí),提示水質(zhì)受到了嚴(yán)重污染。

        以綜合污染指數(shù)法P值分析望虞河各斷面的水質(zhì)變化情況。從圖1可知,7月份在D4點(diǎn)位監(jiān)測到最大P值為0.82,3月份在D5點(diǎn)位監(jiān)測到最小值0.27,其中有36%的P值≤0.40,水質(zhì)類別為好,62%的P值介于0.41和0.70之間,為輕度污染,只有7月份在D4點(diǎn)位的P值大于0.70,為中度污染??傮w而言,2020年望虞河的水質(zhì)絕大多數(shù)都處于“好”和“輕度污染”等級。在所有點(diǎn)位中,D4點(diǎn)位1-10月P值的均值最高,為0.51,其他四個(gè)點(diǎn)位P值在0.41-0.45之間,說明D4點(diǎn)位水質(zhì)污染程度略高于其他四個(gè)點(diǎn)位。依據(jù)張又等人[4]的研究,這可能與望虞河西岸支流,特別是錫北運(yùn)河的污染情況相關(guān),具體有待進(jìn)一步研究。

        圖1 望虞河水質(zhì)變化情況

        (二)內(nèi)梅羅指數(shù)法

        在綜合指數(shù)評價(jià)法的基礎(chǔ)上,內(nèi)梅羅指數(shù)法賦予污染最嚴(yán)重的指標(biāo)更大的權(quán)重,其公式如下:

        其中,Ci是第i個(gè)指標(biāo)的濃度,Ci,s是第i個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值,n是參與評價(jià)的因子數(shù)。當(dāng)P內(nèi)≤1時(shí),水體清潔,當(dāng)1<P內(nèi)≤2時(shí),水體輕度污染,當(dāng)2<P內(nèi)≤3時(shí),水體中度污染,當(dāng)P內(nèi)>3時(shí),水體重度污染[5]。

        以內(nèi)梅羅指數(shù)法分析各點(diǎn)位的水質(zhì)情況,在所有監(jiān)測斷面中,P內(nèi)均小于1,提示水體清潔,且P內(nèi)的最大值與綜合指數(shù)法的P的最大值都出現(xiàn)在7月份的D4點(diǎn)位。以P內(nèi)/P來分析,D1點(diǎn)在1.3-1.5之間,D2點(diǎn)在1.2-1.7之間,D3點(diǎn)在1.1-1.7之間,D4點(diǎn)在1.1-1.5之間,D5點(diǎn)在1.1-1.5之間,由此可知,P內(nèi)的變化趨勢與綜合指數(shù)評價(jià)法的P值變化趨勢基本一致,各斷面中不存在特別突出的污染指標(biāo)。

        (三)水質(zhì)時(shí)空變化特征

        1.不同時(shí)間水質(zhì)變化規(guī)律

        變異系數(shù)(CV)是一個(gè)反應(yīng)數(shù)據(jù)相對離散程度的指標(biāo),其公式是:CV=標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值,CV≤0.1為弱變異性,離散程度小,0.1<CV<1為中等變異性,CV≥1為強(qiáng)變異性,離散程度較高。

        如圖2所示,按照綜合指數(shù)法和內(nèi)梅羅法所得的P值進(jìn)行變異系數(shù)的計(jì)算,其結(jié)果與變化趨勢基本相同。其中,8月份、10月份CV小于0.1,說明斷面間水質(zhì)變化較小,均質(zhì)程度較高,而其他月份的值均介于0.1與1之間,呈中等變異性,其中2月與7月各斷面間變異程度最大,值在0.30附近。不同月份各斷面水質(zhì)變異系數(shù)呈現(xiàn)不同規(guī)律,主要與季節(jié)因素、引水因素等有關(guān)。一般而言,春夏季節(jié)隨著氣溫升高、生物氧化能力增強(qiáng),豐水期的水流較大,水質(zhì)均勻程度較好,所以2月至8月間各斷面間的CV值逐漸變小,但是在5月底,常熟水利樞紐開始引水,大量匯入的長江水使得6月、7月的CV值有了顯著提升,水質(zhì)均質(zhì)程度突然變差。

        圖2 不同月份時(shí),各斷面間CV值的變異情況

        2.不同斷面水質(zhì)變化規(guī)律

        以綜合指數(shù)法的P值計(jì)算得到各點(diǎn)的CV值分別是:D1為0.13、D2為0.18、D3為0.10、D4為0.29、D5為0.30。五個(gè)點(diǎn)位的CV值均低于0.30,說明望虞河各點(diǎn)位在不同季節(jié)的水質(zhì)情況相對比較穩(wěn)定,其中,靠近長江的D4、D5水質(zhì)變化程度大于另外三個(gè)點(diǎn)位,這可能與長江水質(zhì)隨季節(jié)變化較大,且靠近長江的點(diǎn)位受引水的沖擊較大有關(guān),同時(shí)也可能受到其他支流匯入的影響。

        四、結(jié)論

        根據(jù)綜合系數(shù)法分析,2020年望虞河的水質(zhì)總體處于“好”和“輕度污染”等級,其中,D4點(diǎn)位水質(zhì)略差于其他點(diǎn)位。綜合系數(shù)法與內(nèi)梅羅法的分析評價(jià)結(jié)果和變化趨勢基本一致,說明望虞河不存在特別突出的首要污染因素。

        不同斷面間和不同月份的水質(zhì)均質(zhì)性較好,其均質(zhì)性波動主要與氣溫變化、引水沖擊、支流匯入等因素有關(guān)。

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