上海世博會期間浙江片水文保障性監(jiān)測成果分析

許科文,呂懷煉,張照余

(嘉興市水文站,浙江 嘉興 314001)

上海世博園區(qū)位于南浦大橋和盧浦大橋區(qū)域,橫跨黃浦江二岸,黃浦江水系位于太湖流域最下游,是流域的排水通道。黃浦江上游北支為斜塘、中支為園泄涇、南支為大卯港,三支在松江匯合。其中斜塘承泄太湖和淀卯區(qū)來水,園泄涇承泄紅旗塘嘉善北部來水,大卯港承泄平湖、金山來水。

為保障世博會期間防洪和供水安全,結(jié)合流域調(diào)水改善區(qū)域水環(huán)境需要,根據(jù)流域水系特點和感潮河段特性,在太浦河沿線及二岸區(qū)域、滬蘇浙省際邊界河流、黃浦江沿線、世博園區(qū)、重要水源地等區(qū)域,太湖流域開展了上海世博會期間水文保障性監(jiān)測。從2010年4月29日開始,按照各地的分工進行世博會期間流域水量水質(zhì)監(jiān)測,重點加強流域下游地區(qū)重要江河、湖泊、水源地、世博園區(qū)周邊河道水量水質(zhì)實時監(jiān)控和日常監(jiān)測,為平安世博提供可靠、及時、準確的水量水質(zhì)動態(tài)信息[1]。浙江片作為黃浦江上游,確保世博會期間水量水質(zhì)的安全,對實現(xiàn)平安世博具有重要意義。

1 監(jiān)測方案

1.1 組織分工

太湖流域水文處負責上海世博會期間保障性監(jiān)測實施方案的編制,組織流域內(nèi)各省(市、區(qū))水文部門實施,并對監(jiān)測工作進行檢查監(jiān)督。嘉興市水文站根據(jù) 《方案》要求,負責浙江片的水量水質(zhì)監(jiān)測,并完成所承擔區(qū)域內(nèi)監(jiān)測成果的整理和初步分析。

1.2 監(jiān)測斷面

嘉興市水文站主要負責監(jiān)測杭嘉湖及滬蘇浙邊界河流的監(jiān)測斷面,共計13個監(jiān)測斷面 (見圖1)。

1.3 監(jiān)測項目

根據(jù) 《方案》要求,水文監(jiān)測項目為:水位、流量、流向;水質(zhì)監(jiān)測項目為:水色、水溫、電導(dǎo)率、pH值、溶解氧 (DO)、高錳酸鹽指數(shù) (CODMn)、化學(xué)需氧量(CODcr)、總磷 (TP)、可溶性總磷 (D-TP)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)等11項常規(guī)監(jiān)測項目。

1.4 監(jiān)測頻率

每月10,20,30日各監(jiān)測1次,時間為5-10月。

圖1 世博會安保水質(zhì)、水量監(jiān)測斷面位置圖

2 水量分析

2.1 水量控制線

上海世博會期間,嘉興市水文站負責的水質(zhì)、水量監(jiān)測斷面,東部一線以控制俞匯塘、紅旗塘、茜涇塘、上海塘、六里塘、黃姑塘等河流。水量計算以嘉善的封家圩港至平湖的金絲娘橋沿交界斷面作控制線,控制斷面均為感潮河段,每天2漲2落的水量進出,明顯呈交替過程,一般落潮流大于漲潮流;北部一線以控制蘇州塘、蘆墟塘、丁柵塘等河流。水量計算以秀洲區(qū)王江涇的北虹大橋至嘉善丁柵樞紐沿交界斷面作控制線,控制斷面河段處于潮區(qū)界末端,水量交替不規(guī)則,呈潮洪混合狀,北部水量總體進量大于出量。世博會期間東排線青陽匯站水位在-0.39～1.81 m,北排線王江涇站水位在1.29～1.88m。

2.2 測驗方法

控制斷面的水量測驗采用駐測與巡測相結(jié)合。駐測斷面的流量測驗采用SL側(cè)視固定式多普勒流量資料或每天2次的橋測流量資料;巡測斷面根據(jù)水勢情況測驗若干次流量與駐測斷面的流量建立相關(guān),進行水量推算。

2.3 水量比較

世博會期間,東部進出水量為:進水量30.46億 m3,出水量64.50億m3;相比2009年進水量偏少0.68%,出水量偏多9.47%。北部進出水量為:進水量18.70億m3;出水量3.589億m3,相比2009年進水量偏多16.9%,出水量偏少21.6%。世博會期間各月進出水量及與2009年同期水量比較分析見表1。

表1 東排、北排線進出水量與2009年同期對比分析表 億m3

3 水質(zhì)分析

3.1 世博會期間的水質(zhì)評價

3.1.1 總體評價

水質(zhì)監(jiān)測從2010年4月29日開始到10月30日結(jié)束,歷時整個世博會期間,浙江片13個監(jiān)測斷面分布在11條主干河流,共監(jiān)測19次。采用單因子評價法[2],通過對13個監(jiān)測斷面的平均值分析評價:Ⅲ類水體監(jiān)測斷面2個,占15.4%;Ⅳ類水體監(jiān)測斷面4個,占30.8%;劣Ⅴ類水體監(jiān)測斷面7個,占53.8%。

3.1.2 單項參數(shù)評價

對所監(jiān)測的水質(zhì)參數(shù)進行分析,其中對水質(zhì)類別有較大影響的單項參數(shù)進行評價 (見表2)。對表2數(shù)據(jù)分析表明,世博會期間浙江片對水質(zhì)影響最大的為氨氮,其次為總磷、溶解氧、化學(xué)需氧量和高錳酸鹽指數(shù) (總氮不參與水質(zhì)類別定類)。

表2 單項水質(zhì)參數(shù)類別比例表 %

3.2 河流及監(jiān)測斷面水質(zhì)評價

世博會期間共13個監(jiān)測斷面分布在11條主干河流,每月監(jiān)測3次。按監(jiān)測平均值評價,世博會期間的水質(zhì)狀況評價結(jié)果見表3。根據(jù)表中的結(jié)果分析:

(1)13個監(jiān)測斷面中,陶莊樞紐和丁閘樞紐2個監(jiān)測斷面為Ⅲ類水體,占所監(jiān)測斷面的15.4%;俞匯塘大橋、橫港大橋、洪溪大橋和茜涇塘大橋4個監(jiān)測斷面為Ⅳ類水體,占所監(jiān)測斷面的30.8%;其余7個監(jiān)測斷面均為劣Ⅴ類水體,占所監(jiān)測斷面的53.8%。

(2)所監(jiān)測的13個斷面分布在11條主干河流,其中蘆墟塘和丁柵塘2條河流為Ⅲ類水體,占所監(jiān)測河流數(shù)的18.2%;紅旗塘和茜涇塘2條河流為Ⅳ類水體,占所監(jiān)測河流數(shù)的18.2%;其余7條河流均為劣Ⅴ類水體,占所監(jiān)河流數(shù)的63.6%。

(3)對各個監(jiān)測斷面的超標因子分析,溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量超標的監(jiān)測斷面均為11個,占所監(jiān)測斷面的84.6%;氨氮超標的監(jiān)測斷面為9個,占所監(jiān)測斷面的69.2%,有7個監(jiān)測斷面為劣Ⅴ類水體;總磷超標的監(jiān)測斷面為8個,占所監(jiān)測斷面的61.5%,有3個監(jiān)測斷面為劣Ⅴ類水體。

(4)從河流分布的區(qū)域看,分布在太浦河沿線及兩岸嘉善境內(nèi)的河流水質(zhì)達到Ⅲ～Ⅳ類水體,分布在平湖和嘉興區(qū)域的河流水質(zhì)均為劣Ⅴ類水體。

表3 世博會期間水質(zhì)狀況評價表

續(xù)表3

3.3 世博會期間水質(zhì)變化趨勢分析

3.3.1 趨勢分析方法

水質(zhì)變化趨勢分析判斷是水質(zhì)評價的重要組成部分,技術(shù)規(guī)程推薦采用季節(jié)性 Kendall檢驗法,PWQTrend(Professional Water Quality Trend)[3],是中國水利水電科學(xué)研究院水環(huán)境研究所針對2003年全國水資源綜合規(guī)劃中的地表水水質(zhì)趨勢分析開發(fā)研制,PWQTrend采用季節(jié)性Kendall檢驗。具有以下特點:①適應(yīng)水質(zhì)數(shù)據(jù)的非正態(tài)性;②不考慮數(shù)據(jù)大小,只考慮數(shù)據(jù)的排列;③未檢出值可以參加統(tǒng)計檢驗;④可以消除季節(jié)性對數(shù)據(jù)的影響;⑤流量修正可以消除流量變化的影響;⑥PWQTrend軟件基于Win2000系統(tǒng),界面友好,方便操作,性能良好。

3.3.2 區(qū)域水質(zhì)變化趨勢分析

區(qū)域水質(zhì)變化趨勢分析應(yīng)包括單項水質(zhì)項目上升趨勢水質(zhì)斷面比例、下降趨勢水質(zhì)斷面比例、無趨勢水質(zhì)斷面比例評價,單項水質(zhì)項目水質(zhì)變化特征評價及區(qū)域水質(zhì)變化特征評價3部分內(nèi)容。運用PWQTrend對13個監(jiān)測斷面在世博會期間的主要水質(zhì)項目的變化趨勢進行了分析。水質(zhì)變化趨勢分析結(jié)果見表4。其中總氮有顯著改善的趨勢,氨氮、可溶性總磷和總磷均有改善的趨勢,高錳酸鹽指數(shù)和化學(xué)需氧量無變化趨勢,而溶解氧有惡化的趨勢,這與氣溫升高有顯著的關(guān)系。

表4 世博會期間單項水質(zhì)項目變化趨勢成果表

在單項水質(zhì)項目變化趨勢評價的基礎(chǔ)上,計算綜合指數(shù)WQTI,綜合指數(shù)WQTI反映了區(qū)域水質(zhì)變化趨勢分析結(jié)果。世博會期間:WQTIup為0.033;WQTIdown為 0.220,WQTIup＜WQTIdown,分析表明世博會期間浙江片水質(zhì)趨勢變好。

3.4 與2009年的水質(zhì)比較

世博會期間所監(jiān)測的13個斷面,均為嘉興市水文站常規(guī)監(jiān)測斷面,由于監(jiān)測頻次和監(jiān)測項目有所差異,故僅對可以比較的時段和項目進行比較分析。

3.4.1 單項水質(zhì)參數(shù)比較

可比較的單項水質(zhì)參數(shù)為溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷和總氮,可比較的時間段在2009年的常規(guī)檢測中,為單月監(jiān)測1次,故對5,7,9三個月的數(shù)據(jù)及世博會期間的平均值開展對比分析。各單項參數(shù)的月值和單項參數(shù)的類別比例比較,分析表明:溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量3項參數(shù)2010年水質(zhì)略好于2009年;氨氮、總磷和總氮3項參數(shù)2010年水質(zhì)與2009年同期相比,明顯較差。

3.4.2 總體水質(zhì)類別評價

對2010年4月29日至10月30日的平均值進行評價,與2009年同期水質(zhì)比較,其總體水質(zhì)類別見表5。

從表5可見,2010年世博會期間的水質(zhì)與2009年同期相比,Ⅲ類水體增加了23.1%,略好于2009年。

4 結(jié) 語

通過對上海世博會期間浙江片水文保障性監(jiān)測成果分析,可以得出如下結(jié)論:

(1)上海世博會期間 (5—10月),嘉興東部進出水量相比2009年分別偏少0.68%和偏多9.47%;北部進出水量相比2009年偏少16.9%和偏多21.6%。

(2)浙江片監(jiān)測斷面的總體水質(zhì)Ⅲ類水體為15.4%;Ⅳ類水體為30.8%;劣Ⅴ類水體為53.8%;2010年略好于2009年。其中溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量3項參數(shù)2010年水質(zhì)略好于2009年;氨氮、總磷和總氮3項參數(shù)2010年水質(zhì)與2009年同期相比,明顯較差。

(3)上海世博會期間(5—10月)浙江片水質(zhì)斷面水質(zhì)總體趨勢是向好的方面變化,僅溶解氧有惡化趨勢,這與氣溫變熱有關(guān)。

[1]太湖流域管理局防汛抗旱辦公室.上海世博會期間太湖流域水文保障性監(jiān)測方案 [R].上海:太湖流域管理局,2010.

[2]中華人民共和國水利部.SL 395—2007地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國水利水電出版社,2008.

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