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        基于內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)方法的克蘭河水質(zhì)評價研究

        2022-03-30 02:36:14馮林娜
        地下水 2022年1期
        關(guān)鍵詞:水質(zhì)污染評價

        馮林娜

        (新疆阿勒泰水文勘測局,新疆 阿勒泰 836500)

        克蘭河是阿勒泰地區(qū)主要水源之一,其河道兩邊分布主要聚醚生活區(qū)和一些企業(yè)單位,早期受到企業(yè)污水排放和居民生活污水排放原因,其污染負(fù)荷一度較高,近些年來,隨著克蘭河水環(huán)境治理措施的加大,其水環(huán)境特征得到較為明顯的改善[1]。對克蘭河進(jìn)行水質(zhì)評價是區(qū)域制定水資源開發(fā)利用和保護(hù)的重要依據(jù)[2]。當(dāng)前,對于水質(zhì)評價采用的大多為單因子評價方法,這種方法基于地表水質(zhì)評定標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合單一水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行水質(zhì)類別的評定,在國內(nèi)許多區(qū)域水質(zhì)分析中得到應(yīng)用[3-6]。但單因子評價方法主要基于單一水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行評價,存在一定的片面性,而對于流域而言,其水質(zhì)指標(biāo)較多,需要采用綜合評價的方式對其水質(zhì)狀況進(jìn)行綜合評定,從而制定科學(xué)合理的水環(huán)境保護(hù)措施。為此本文結(jié)合在國內(nèi)水質(zhì)綜合評價具有效果較好的內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)方法,利用2010-2019年7項常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù),對克蘭河2010-2019年水質(zhì)狀況進(jìn)行綜合評價,研究成果對于克蘭河的水環(huán)境保護(hù)具有參考價值。

        1 克蘭河流域概況

        克蘭河發(fā)源于額爾齊斯河,是額爾齊斯河的重要支流之一,主要位于阿勒泰地區(qū)的阿爾泰山南坡一帶。流域年內(nèi)融雪徑流占全年總徑流的比例高達(dá)50%左右,是其徑流量的主要補給。夏季是其徑流量最高的月份,也是污染負(fù)荷較為集中的季節(jié)。從上世紀(jì)60年代開始克蘭河流域降水量呈現(xiàn)遞增變化,且春季和冬季初期降水量遞增幅度較為明顯。河流年內(nèi)徑流受氣候變化影響發(fā)生較為明顯的變化,主要體現(xiàn)在年內(nèi)最大月份從6月份逐步變化提前到5月份,夏季的徑流總量占全年徑流總量的60%逐步增加到70%。氣溫也出現(xiàn)較為明顯的變化,冬季氣溫遞增幅度高于其他季節(jié),由于冬季氣溫的增加,冬季降水也出現(xiàn)增加變化,夏季降水出現(xiàn)遞減變化。5月份和6月份的徑流量分別呈現(xiàn)遞增和遞減變化,春季徑流較夏季由明顯增加,由于冬季氣溫增加且春季和冬季積雪量增多,使得融雪徑流產(chǎn)生的洪水量有所增加,洪水災(zāi)害程度有所加劇。

        2 內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)方法

        內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)方法相比于單因子評價方法,其對污染負(fù)荷較大的因子進(jìn)行重點突出的同時對其他水質(zhì)污染影響因素進(jìn)行綜合考慮,其水質(zhì)綜合評價較為有效的一種方法,其綜合評價度計算方程為:

        (1)

        表1 內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)方法各等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

        3 數(shù)據(jù)處理及綜合評價

        3.1 常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理

        考慮到不同指標(biāo)濃度劃分等級不同,在進(jìn)行綜合評價時,需要對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,結(jié)合克蘭河7種常規(guī)監(jiān)測指標(biāo)2010-2019年監(jiān)測數(shù)據(jù),采用標(biāo)準(zhǔn)化方法對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理值如表2所示。

        表2 克蘭河7種常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果

        3.2 水質(zhì)指標(biāo)初始因子分析

        為綜合分析不同水質(zhì)指標(biāo)在克蘭河水質(zhì)總體狀況中的權(quán)重值,選取主成分分析方法選取3個因子對各指標(biāo)初始特征值進(jìn)行分析,分析結(jié)果如表3所示,并對7種常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)進(jìn)行荷載分析,結(jié)果如表4所示。

        從表3克蘭河7種常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)初始特征值分析結(jié)果可看出,7種水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)的方程累積貢獻(xiàn)率高于80%的被選取為主成分的三個重要特征向量,從各水質(zhì)指標(biāo)荷載分析結(jié)果可看出,CODMn、BOD5、NO2-N、NO3-N以及CN-在第一個荷載的指標(biāo)值均高于0.75,因此其綜合評價污染因子可定義為第一因子,主要表征為污染物被水體還原的的程度。pH和Cr6+分別在第二個因子的荷載值超過0.8,第二荷載主要表示為重金屬污染指標(biāo),BOD5在第三個因子的荷載值達(dá)到0.9以上,主要代表有機污染物指標(biāo),表征為有機污染對水質(zhì)影響的程度。

        表3 水質(zhì)指標(biāo)初始特征值分析

        表4 克蘭河7種常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)荷載值

        3.3 綜合評價成果

        在克蘭河7種常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化和主因子分析的基礎(chǔ)上,采用內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)方法,結(jié)合結(jié)合阿勒泰市克蘭河2010-2019年7項常規(guī)水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)數(shù)據(jù),對克蘭河2010-2019年水質(zhì)狀況進(jìn)行綜合評價,評價結(jié)果如表5所示。

        從克蘭河2010-2019年水質(zhì)狀況綜合評價結(jié)果可看出,2010-2019年克蘭河水質(zhì)總體在I~I(xiàn)II類之間變化,這主要是因為克蘭河為阿勒泰地區(qū)主要水源河流,其水環(huán)境保護(hù)措施力度較大,因此其水質(zhì)總體狀況較良好,水質(zhì)達(dá)標(biāo)率較高。采用內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)方法對克蘭河水環(huán)境狀況評價結(jié)果和區(qū)域?qū)嶋H水環(huán)境狀況較為吻合,因此內(nèi)梅羅污染綜合指數(shù)方的水質(zhì)綜合評價結(jié)果較為合理。從各年份水質(zhì)綜合評價結(jié)果可看出,表征有機物污染的因子3其水質(zhì)綜合評價值均高于因子1和因子2,因此對于克蘭河而言,有機污染是其河流水質(zhì)影響的主要因子。從綜合評價結(jié)果可看出,克蘭河2010-2019年污染綜合等級在警戒~安全狀態(tài),從2010年開始其水質(zhì)等級有所下降,從2016年開始,其水質(zhì)狀況得到一定程度的改善,因此其主要水質(zhì)等級得到提高。

        表5 克蘭河2010-2019年水質(zhì)狀況綜合評價結(jié)果

        4 污染主因及保護(hù)措施

        結(jié)合克蘭河2010-2019年水質(zhì)狀況綜合評價結(jié)果,對其主要污染成因進(jìn)行分析,有機污染是克蘭河的主要污染因子,其綜合評價等級總體低于代表還原污染物和重金屬污染物,從年份變化可看出,2010年開始克蘭河水質(zhì)狀況呈現(xiàn)一定程度的有機物污染,但從2015年開始其有機物污染得到有效控制后,其水環(huán)境狀況得到改善。早期克蘭河上游由于礦產(chǎn)開發(fā)影響,其河流重金屬污染因子成為主要污染因子,后期隨著一些礦產(chǎn)企業(yè)和工企業(yè)治理措施的加大,克蘭河入河污染物得到有效控制,尤其是重金屬污染因子。近些年來,隨著水環(huán)境保護(hù)力度的加大,克蘭河有機物污染得到明顯改善,克蘭河兩岸分布有居民生活區(qū)和工況企業(yè),若果對居民生活污水和工況企業(yè)污水管控措施力度不嚴(yán)格,將會對克蘭河水質(zhì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響??颂m河下游農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)養(yǎng)殖對河流水質(zhì)會產(chǎn)生一定程度的影響,此外在洪水期進(jìn)入河道的污染負(fù)荷會相應(yīng)增加,因此需要將克蘭河作為流域整體進(jìn)行水環(huán)境保護(hù),結(jié)合區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展程度,進(jìn)行水資源開發(fā)利用規(guī)劃和水資源有效保護(hù),嚴(yán)格按照水資源保護(hù)區(qū)對水環(huán)境進(jìn)行有效保護(hù)。

        5 結(jié)語

        (1)2010-2019年克蘭河水質(zhì)總體在I~I(xiàn)II類之間變化,這主要是因為克蘭河為阿勒泰地區(qū)主要水源河流,其水環(huán)境保護(hù)措施力度較大,因此其水質(zhì)總體狀況較良好,水質(zhì)達(dá)標(biāo)率較高。

        (2)有機污染是克蘭河水質(zhì)影響的主要因子。從綜合評價結(jié)果可看出,克蘭河2010-2019年污染綜合等級在警戒~安全狀態(tài),從2010年開始其水質(zhì)等級有所下降,從2016年開始,其水質(zhì)狀況得到一定程度的改善,因此其主要水質(zhì)等級得到提高。

        (3)應(yīng)將克蘭河作為流域整體進(jìn)行水環(huán)境保護(hù),結(jié)合區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展程度,進(jìn)行水資源開發(fā)利用規(guī)劃和水資源有效保護(hù),嚴(yán)格按照水資源保護(hù)區(qū)對水環(huán)境進(jìn)行有效保護(hù)。

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