蔣如東 楊西月 邵逸舟

(1.江蘇省水文水資源勘測局無錫分局，江蘇 無錫 214031;2.江蘇省水文水資源勘測局，江蘇 南京 210000)

長江是中華民族的母親河，是江蘇省高質量發(fā)展走在前列的戰(zhàn)略支撐。2017年，《長江經濟帶生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》出臺，其中一個目標就是建設清潔長江[1]。長江江蘇段位于長江流域下游，自南京入境，在南通入海，自西向東橫穿江蘇南京、鎮(zhèn)江、揚州、泰州、常州、無錫、蘇州、南通8個地級市，總長432km，澤被沿岸5000多萬人，具有防洪、供水、航運、漁業(yè)、生態(tài)、景觀等綜合功能，是長江黃金水道的“咽喉”，是國家重要的生態(tài)廊道和水生物資源的寶庫，也是江蘇省沿江8市的防洪安全屏障和全省最重要的飲用水源地和灌溉水源地。

入江支流水質的好壞直接影響著長江干流水質、太湖流域水質和沿江城市居民的生存和發(fā)展。為掌握江蘇省長江流域入江支流水資源質量狀況，本文對2019—2020年長江江蘇段沿江8市的102條主要入江支流水質進行分析評價，探究主要水質指標的變化特征，分析影響入江支流水質的主要污染因子，同時提出相關建議，為進一步改善區(qū)域水質、優(yōu)化管理等工作提供技術支撐和依據(jù)。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)選取

選取江蘇省2019—2020年監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。長江江蘇段主要包括江蘇南京、鎮(zhèn)江、揚州、泰州、常州、無錫、蘇州、南通8市的102條入江支流；每條入江支流各選取1個斷面進行研究。

1.2 評價標準和方法

按照《地表水環(huán)境質量標準》(GB 3838—2002)對102條支流的水質類別進行評價。主要評價指標為pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、六價鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、陰離子表面活性劑、硫化物20項指標。

為全面分析評價入江支流的水質狀況，不僅要識別出水質類別，還需識別出水質污染程度，本文采用了單因子評價法和綜合指數(shù)評價法兩種評價方法進行分析評價。采用單因子評價法[2-3]對2019—2020年各入江支流平均水質類別進行評價。綜合指數(shù)評價方法[4-5]基于單因子水質指數(shù)，對不同評價指標的污染程度進行排序，識別優(yōu)先控制的水質指標，包括水質標識指數(shù)計算、評價指標污染程度排序、綜合水質標識指數(shù)計算等。該方法可用于綜合水質類別評價、綜合水質達標評價、綜合水質定性評價等。具體評價中，先利用監(jiān)測數(shù)據(jù)求得各參評項目的單因子水質指數(shù)，并在此基礎上求得能夠反映河流綜合水質的綜合水質標識指數(shù)。

a.單因子水質標識指數(shù)計算。對于一般污染物，計算公式為

Si,j=Ci,j/CSj

b.綜合水質標識指數(shù)計算[6-7]。綜合水質標識指數(shù)(IWQ)由整數(shù)位和三位或四位小數(shù)位組成，其結構為

IWQ=X1X2X3X4

式中的X1、X2由計算獲得，X3和X4根據(jù)比較結果得到。其中，X1為河流總體的綜合水質類別；X2為綜合水質在X1類水質變化區(qū)間內所處位置，用于在同類水中進行水質優(yōu)劣比較；X3為參與綜合水質評價的水質指標中，劣于水質目標的單項指標個數(shù)；X4為綜合水質類別與水體目標類別的比較結果，視綜合水質的污染程度，X4為一位或兩位有效數(shù)字。

綜合水質標識指數(shù)與綜合水質級別判斷關系見表1。

表1 綜合水質標識指數(shù)與綜合水質級別判斷關系

根據(jù)入江支流水質污染主要特征，選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷4項指標對入江支流水質進行綜合指數(shù)法分析評價。

2 水質變化趨勢

2.1 單因子評價結果

2.1.1 時間變化特征

根據(jù)2019—2020年入江支流的水質監(jiān)測結果年均值評價分析(見圖1)，2020年優(yōu)于Ⅲ類水河道占76.5%，較2019年增加了6.9%，劣Ⅴ類水河道占4.9%，較2019年減少了1.0%。經統(tǒng)計，2019—2020年主要超Ⅲ類水的水質指標為氨氮、總磷和化學需氧量，其中2020年氨氮超標率較2019年下降了4.0%，總磷下降了5.9%，2020年入江支流的總體水質較2019年有所改善。

圖1 2019—2020年江蘇省入江支流年均值水質類別占比情況

2.1.2 空間變化特征

本系統(tǒng)通過使用Qt應用框架呈現(xiàn)出人機交互界面，采用QTextStrea流對象實現(xiàn)對QFile對象所關聯(lián)的文件進行讀寫操作，采用Qt信號槽機制實現(xiàn)學生記錄的增，刪，改，查等功能。本程序是在學習完C++程序設計這門課程后的一個集繼承、圖形界面、事件處理等面向對象編程知識的綜合應用的實例程序，對于初學者來說，能更好地培養(yǎng)面向對象編程思維及編程興趣，便于理解及掌握，并且對《C++程序設計》課程教學有一定的參考作用。

根據(jù)2019—2020年江蘇省入江支流綜合評價分析(見圖2)，江蘇省沿江各市達到Ⅲ類水占比情況為：蘇州最高，占100%；其次為鎮(zhèn)江，占78.6%；揚州和無錫相對較低，在46.2%～61.5%之間?？梢钥闯?，沿長江自西向東，鎮(zhèn)江段、蘇州段及入海的南通段涉及的入江支流水質明顯好于其他地市，揚州、無錫和泰州個別入江支流水質相對較差。

圖2 2019—2020年江蘇省各市達到Ⅲ類水占比情況

根據(jù)2019—2020年的主要入江支流測次(2年12測次)的監(jiān)測結果分析(見表2)，有11條支流綜合評價類別為劣Ⅴ類的次數(shù)較多，總體來看，此11條支流水質狀況差于其他支流，其中泰州的九圩港劣Ⅴ類的次數(shù)最高，達11次；其次是揚州的青龍港，為7次；無錫的錫澄運河、蘆埠港為6次。

表2 2019—2020年11條支流監(jiān)測評價類別測次情況

2.1.3 主要超標指標篩選與分析

通過對2019—2020年的102條主要入江支流的水質監(jiān)測結果進行分析，2年共實測1215個測次，涉及的超標指標主要有8項，超標次數(shù)最高的為總磷，251測次，超標率20.7%；其次為氨氮，244測次，超標率20.1%；涉及的超標指標中揮發(fā)酚超標次數(shù)最低，為6測次，超標率0.5%，見表3。

表3 2019—2020年2年綜合主要超標指標超標情況

2.2 水質綜合指數(shù)評價結果

根據(jù)水質綜合指數(shù)法，選取溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷4項指標進行評價分析[8]，2019年和2020年監(jiān)測的102條支流中綜合水質標識指數(shù)介于2～3(小于3)的支流分別有57條和60條；介于3～4(小于4)的分別有39條和37條；介于4～5(小于5)的分別有5條和4條；大于5的支流均為1條。總體而言，2020年入江支流水質略好于2019年。

2019年和2020年綜合水質標識指數(shù)大于4(即水質類別劣于Ⅲ類)的支流分別有6條和5條，其中泰州的九圩港(靖江)水質最差，綜合水質標識指數(shù)均在5以上，即水質為Ⅴ類，距河道Ⅲ類水的目標相差2個水質類別，其綜合水質在Ⅴ類水濃度區(qū)間中位于距下限值20%～40%的位置，其參評的指標中有3個及以上未達到Ⅲ類水目標，其次水質較差的為揚州的青龍港(邗江)。

從綜合水質標識指數(shù)評價結果可以看出，2019年和2020年水質較差的11條支流的單因子水質指數(shù)排序情況(見表4)，由此可知影響入江河道的主要污染因子為氨氮和總磷，氨氮最高超標5.6倍，總磷最高超標5.3倍。

表4 2019—2020年部分入江河道單因子水質指數(shù)排序情況

2.3 劣于Ⅲ類支流變化趨勢分析

江蘇省102條入江支流中，綜合水質標識指數(shù)按照測次評價[9]，在2019—2020年超過3次(含3次)大于4的支流有15條，以下主要分析此15條入江支流2019—2020年水質變化趨勢情況。

大河港、金川河、七鄉(xiāng)河、鹽河的綜合水質標識指數(shù)在2019—2020年間共12次監(jiān)測中各有3次大于4。2020年7月，由于受降雨影響，這4條支流綜合水質標識指數(shù)均較高?？傮w而言，大河港、鹽河水質呈惡化趨勢；金川河、七鄉(xiāng)河水質有所改善，見圖3。

圖3 大河港、金川河、七鄉(xiāng)河、鹽河2019—2020年綜合水質標識指數(shù)變化趨勢

古運河、老夏港、六圩港、蘆埠港的綜合水質標識指數(shù)在2019—2020年間共12次監(jiān)測中各有4次大于4。其中老夏港綜合水質標識指數(shù)自2020年3月后呈明顯上升趨勢；古運河、六圩港、蘆埠港波動較大，水質不穩(wěn)定，其綜合水質標識指數(shù)在4左右波動，見圖4。

圖4 古運河、老夏港、六圩港、蘆埠港2019—2020年綜合水質標識指數(shù)變化趨勢

三茅大港、錫澄運河、儀揚運河、朱家山河的綜合水質標識指數(shù)在2019—2020年間共12次監(jiān)測中有5～6次大于4?？傮w而言，朱家山河水質呈緩慢好轉趨勢；錫澄運河、儀揚運河水質呈緩慢惡化趨勢；三茅大港水質不穩(wěn)定，其綜合水質標識指數(shù)在4左右波動，見圖5。

圖5 三茅港、錫澄運河、儀揚運河、朱家山河2019—2020年綜合水質標識指數(shù)變化趨勢

板橋河、九圩港、青龍港的綜合水質標識指數(shù)在2019—2020年間共12次監(jiān)測中有7～10次大于4?？傮w而言，板橋河、青龍港水質呈緩慢好轉趨勢；九圩港綜合水質標識指數(shù)基本全部在4以上，局部時段達到7以上，根據(jù)綜合水質標識指數(shù)評判標準，其水體局部時段達到黑臭程度，需要重點進行治理，見圖6。

圖6 板橋河、九圩港、青龍港2019—2020年綜合水質標識指數(shù)變化趨勢

通過綜合水質標識指數(shù)變化趨勢分析，部分入江河道水質呈惡化趨勢，個別支流水質污染嚴重，局部時段達到黑臭程度，需要重點進行治理。

3 結 語

本文采用單因子評價法和綜合指數(shù)評價法，對2019—2020年長江江蘇段的102條主要入江支流進行水質變化特征分析。結果表明，長江江蘇段入江支流水質總體呈改善趨勢，劣Ⅴ類水支流數(shù)呈下降趨勢；氨氮和總磷是最主要的污染指標，也是主要的超Ⅲ類水的水質指標。為了進一步提升長江江蘇段入江支流的水質，建議首先對水質評價在Ⅴ～劣Ⅴ類的支流，制定“一河一策”的達標保障方案，加強日常管理維護，對超標嚴重、綜合水質標識指數(shù)值較大的支流，需重點排查暗涵、暗管，同時加強水面漂浮物打撈，及時做好消殺工作，進一步加大綜合治理和整治力度；其次，對有泵站控制的支流要科學管控，確保泵站排水達標，從而鞏固“消劣”成果。