孫迎迎

(安徽省宿州水文水資源局，安徽 宿州 234000)

沱湖是淮北平原上重要的濕地生態(tài)系統(tǒng)，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，沱湖流域水生態(tài)環(huán)境卻逐年退化[1]。為進一步加強沱湖流域水生態(tài)環(huán)境保護，推動流域生態(tài)文明建設邁上新臺階，2020年安徽省政府辦公廳印發(fā)《關于進一步加強沱湖流域水生態(tài)環(huán)境保護的意見》，提出到2023年沱湖湖區(qū)及主要支流水質(zhì)穩(wěn)定達到地表水Ⅲ類水標準。宿州市境內(nèi)的唐河、沱河等河流為沱湖的主要支流，其水質(zhì)狀況對沱湖湖區(qū)的水質(zhì)影響較大。基于此，本文利用2015—2020年沱湖湖區(qū)及唐河、沱河等河流逐月水質(zhì)和水量及入河污染物的監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析各主要入湖支流的入湖水量，評價其水資源特征及其趨勢變化規(guī)律，以期為沱湖流域水生態(tài)環(huán)境的保護和治理提供數(shù)據(jù)支撐。

1 區(qū)域概況

沱湖位于淮河中游左岸五河縣境內(nèi)，沱湖流域北鄰黃河故道，南經(jīng)懷洪新河入洪澤湖，地跨河南、安徽兩省，安徽省境內(nèi)流域面積7055km2。沱湖的入湖支流主要有沱河、唐河、北沱河、樊吳大溝、汴沱大溝、馬拉溝等，沱河由沱河進水閘流經(jīng)埇橋、靈璧、固鎮(zhèn)、五河、泗縣，于樊集入沱湖。北沱河是唐河的主要支流，在草溝閘上游4.8km處匯入唐河后于樊集匯入沱湖。

2 監(jiān)測斷面布置、分析評價項目及方法

2.1 監(jiān)測斷面的設置

根據(jù)沱湖湖區(qū)及各支流的情況，共選取10個斷面進行評價。在沱湖湖區(qū)設置1個監(jiān)測斷面；沱河布設宿東閘、新王橋閘、泗河大橋3個監(jiān)測斷面；北沱河布設大店閘、湯橋閘和王樓橋3個監(jiān)測斷面；唐河布設程劉西橋、303省道橋、草溝閘3個監(jiān)測斷面。沱湖湖區(qū)及各主要入湖支流的監(jiān)測位置見圖1。

圖1 沱湖湖區(qū)及主要入湖支流監(jiān)測斷面位置

2.2 分析評價項目

收集2015—2020年沱湖流域及主要入湖支流的水質(zhì)和水量監(jiān)測資料后，對主要支流的入湖水量進行分析評價。采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)基本項目中除石油類、糞大腸菌群外的22個項目進行2020年水質(zhì)現(xiàn)狀評價；采用總磷(TP)、氨氮(NH3-N)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、化學需氧量(CODCr)進行水質(zhì)趨勢和水污染特征分析；采用總磷(TP)、總氮(TN)、高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)、葉綠素、透明度評價沱湖湖區(qū)的營養(yǎng)化指數(shù)。

2.3 分析評價方法

根據(jù)主要支流的水文站點實測流量，計算年徑流總量，通過水文面積比擬法計算入湖水量[2]。

采用單因子評價法，依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)中各項目限值，以各監(jiān)測項目的年平均濃度進行水質(zhì)類別評價[3]。

水質(zhì)變化趨勢分析，根據(jù)《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》(SL 395—2007)，運用PWQTrehd2010水質(zhì)分析軟件進行季節(jié)性Kendall檢驗(無流量調(diào)節(jié))，研究分析水質(zhì)變化趨勢[4]。

水體污染程度則采用綜合污染指數(shù)法進行評價[5-6]。

3 評價結(jié)果與討論

3.1 沱湖主要支流入湖水文特征分析

2015—2020年沱湖流域年均面降雨量為825.7mm，年內(nèi)分配不均，年際變化較大，最大年面降雨量為2018年的1039.2mm，最小年面降雨量為2019年的691.5mm，極值比為1.50。降水主要集中在6—9月，占全年降雨量的67.5%。

根據(jù)2015—2020年沱河閘水文站和唐河地下涵水文站的徑流量，采用水文面積比擬法計算沱河和唐河匯入沱湖的水量，計算結(jié)果見圖2。2015—2020年入湖水量變化較大，2019年入湖水量最小，為0.51億m3；2018年入湖水量最大，為6.83億m3。入湖水量主要集中在 7—9 月，占各年均總量的45.0%～67.0%，這主要是因為入湖河流為雨源型季節(jié)性河流，河道閘壩眾多，水量受氣候、降水條件、人工調(diào)度等影響，全年徑流主要集中在汛期。

圖2 2015—2020年沱河和唐河入湖水量

3.2 水質(zhì)現(xiàn)狀評價

根據(jù)2020年各斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，按照全年期、汛期和非汛期的平均值進行單因子評價。從評價結(jié)果可以看出，全年期草溝閘為Ⅲ類水，沱湖湖區(qū)為Ⅴ類水，其余8個斷面為Ⅳ類水，沱湖湖區(qū)為輕度富營養(yǎng)化。汛期沱湖湖區(qū)、大店閘、程劉西橋、宿東閘、新王橋閘5個斷面為Ⅴ類水，其余5個斷面為Ⅳ類水，沱湖湖區(qū)為中度富營養(yǎng)化。非汛期大店閘、湯橋閘、303省道橋、草溝閘、泗河大橋5個斷面為Ⅲ類水，沱湖湖區(qū)、王樓橋、程劉西橋、宿東閘、新王橋閘5個斷面為Ⅳ類水，沱湖湖區(qū)為中營養(yǎng)化。

采用T-檢驗雙尾檢驗法對總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量的含量在汛期和非汛期的差異性進行檢驗，計算t檢驗的概率值P(P≤0.05，表明存在顯著性差異；P>0.05，表明無顯著性差異)結(jié)果分別為0.011，0.224，0.001，0.835。表明總磷和高錳酸鹽指數(shù)的含量在汛期和非汛期具有顯著性差異，即汛期含量明顯高于非汛期含量，氨氮和化學需氧量無明顯差異。各水質(zhì)項目在不同水期的濃度變化見圖3～圖6。不同水期水質(zhì)變化存在差異主要是由降水及由降水引起的徑流沖刷、水溫以及氣壓變化使得河底污染物和面源污染物釋放進入河流而導致的[7]。

圖3 各斷面總磷的濃度變化

圖4 各斷面氨氮的濃度變化

圖5 各斷面高錳酸鹽指數(shù)的濃度變化

圖6 各斷面化學需氧量的濃度變化

3.3 季節(jié)性肯德爾檢驗法評價水質(zhì)變化趨勢

根據(jù)《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》(SL 395—2007)，評價沱湖湖區(qū)及各主要入湖支流斷面的變化趨勢綜合指數(shù)和單項水質(zhì)項目變化趨勢比例(由于新王橋閘水質(zhì)檢測工作開展較晚，數(shù)據(jù)未滿5年，因此不適合進行趨勢分析)，其他斷面的水質(zhì)變化趨勢計算結(jié)果見表1。

表1 沱湖湖區(qū)及主要入湖支流水質(zhì)變化趨勢計算統(tǒng)計

續(xù)表

通過計算沱湖湖區(qū)及各主要入湖支流單項水質(zhì)項目變化比例發(fā)現(xiàn)，沱湖湖區(qū)各項目的下降比例(TDN)均為0，上升比例TUPCODcr、TUPCODMn、TUPNH3-N、TUPTP、TUP別為0、0、0、1.00、1.00，總磷和總氮的TUP均大于TDN，表明沱湖湖區(qū)的總磷和總氮呈上升趨勢，其他項目無明顯變化趨勢，導致沱湖湖區(qū)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)呈上升趨勢，營養(yǎng)程度惡化。沱河、北沱河、唐河的TDNCODcr>TUPCODcr、TDNTP>TUPTP、TDNNH3-N>TUPNH3-N、TDNCODMn>TUPCODMn，表明其CODCr、TP、NH3-N、CODMn指標均有所改善。

由水質(zhì)變化趨勢比例計算沱湖湖區(qū)、沱河、北沱河、唐河的下降趨勢綜合指數(shù)(WQTIDN)，分別為0、0.88、0.81、0.63，上升趨勢綜合指數(shù)(WQTIUP)分別為0.50、0、0、0，沱湖湖區(qū)的WQTIUP>WQTIDN，表明其水質(zhì)有惡化的趨勢。其他3條河流的WQTIDN>WQTIUP，表明所監(jiān)測的主要入湖支流水質(zhì)均有所改善。沱湖湖區(qū)的水質(zhì)呈惡化趨勢，主要原因是沱湖湖水的流動性差，納污能力降低，水體自凈能力較弱，污染物沉降后累積在淤泥中[8]，加上湖內(nèi)大范圍養(yǎng)殖過程中不斷投放的餌料和藥物造成嚴重的內(nèi)源性污染，以及沱湖周邊大量農(nóng)田造成的農(nóng)業(yè)面源污染，加重了沱湖湖區(qū)的污染程度[9-10]。

3.4 水體污染狀況隨時間變化趨勢分析

根據(jù)2015—2020年各監(jiān)測斷面的監(jiān)測數(shù)據(jù)，計算其綜合污染指數(shù)，結(jié)果見表2。由表2可以看出，3條入湖支流的綜合污染指數(shù)的變異系數(shù)在0.16～0.96之間，為中等變異，說明其污染程度隨時間變化顯著，呈改善趨勢。3條河流綜合污染指數(shù)在2016年或2017年處于極值，至2020年下降至低于0.70，為輕度污染，污染程度均出現(xiàn)不同程度的好轉(zhuǎn)。沱湖湖區(qū)綜合污染指數(shù)的變異系數(shù)為0.06，為弱變異，至2020年為中度污染。

表2 沱湖湖區(qū)及主要入湖支流綜合污染指數(shù)計算結(jié)果

3.5 污染物排放量分析

對2015—2019年3條河流的污染物排放總量進行計算，結(jié)果見圖7。由圖7可以看出，從2016年起化學需氧量、氨氮、總磷、總氮的入河排放量分別下降90.6%、91.1%、96.0%、68.7%，污染物入河量的降低，使得3條河流水質(zhì)逐步得到改善。

圖7 沱湖流域(宿州境內(nèi))各污染物排放量

圖7顯示匯入沱湖的3條主要支流的污染物排放量呈下降趨勢，污染程度降低，水質(zhì)得到改善，這主要與河流兩岸入河排污口的整治有關。特別是安徽省實行最嚴格水資源管理制度、全面推行河湖長制以及2017年住建部、水利部、環(huán)保部聯(lián)合開展入河排污口整治專項行動，各市縣對入河排污口采用并網(wǎng)、封閉以及雨污分流、取締河道養(yǎng)殖等措施，使得進入河流的污染物含量大大降低。

4 結(jié) 語

目前沱湖流域水生態(tài)和水環(huán)境保護與治理工作正在開展，本文對其水資源特征和趨勢進行綜合分析，能夠為其提供科學數(shù)據(jù)支撐。建議強化部門聯(lián)動，加大各類政策實施力度，把河湖長制責任落到實處，定期對河湖采取清淤、底泥固化等措施，減少底泥污染釋放；對河湖岸進行退耕還濕、還林，強化水土保持與修復，恢復河湖水域岸線生態(tài)功能，減少面源污染物入河量；對湖區(qū)和入湖支流增設監(jiān)測斷面，增加水文測報設備和水質(zhì)自動監(jiān)測站，實時掌握流域內(nèi)重要河流動態(tài)變化趨勢；構(gòu)建水質(zhì)水文監(jiān)測合一體系，推行水質(zhì)、水文監(jiān)測合一試點，實行水利、環(huán)保等部門的合建、分管、信息共享模式，實現(xiàn)水質(zhì)監(jiān)測、水文監(jiān)測相結(jié)合的基礎數(shù)據(jù)支撐，加快沱湖流域生態(tài)環(huán)境恢復，保護好一湖清水。