杭州市飲用水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

薛慶云,楊艷艷,朱 江

(杭州市水文水資源監(jiān)測(cè)總站,浙江 杭州 310016)

1 杭州市水功能區(qū)劃概況

杭州市位于中國(guó)東南部沿海地區(qū),浙江省中部偏北,市域總面積16 596.4 km2,2011年實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值7 011.80億元,年末常住人口873.8萬(wàn),是浙江省乃至全國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)。杭州市所轄行政區(qū)包括淳安縣、建德市、桐廬縣、富陽(yáng)市、臨安市、蕭山區(qū)、余杭區(qū)和杭州主城區(qū),境內(nèi)水系主要有錢塘江水系、蕭紹河網(wǎng)、苕溪水系、運(yùn)河河網(wǎng),根據(jù)《浙江省水功能區(qū)水環(huán)境功能區(qū)劃分方案》(2005年浙江省人民政府批準(zhǔn)實(shí)施)[1].,杭州市境內(nèi)共劃分151個(gè)水功能區(qū),其中具備飲用水功能的水功能區(qū)有33個(gè)。

2 現(xiàn)狀水質(zhì)評(píng)價(jià)

以2011年為基準(zhǔn)年,選取杭州市水文水資源監(jiān)測(cè)總站常規(guī)監(jiān)測(cè)的21個(gè)飲用水功能區(qū),根據(jù)GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,采用單因子評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法(即先根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)確定各項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)的水質(zhì)類別,采用地圖疊加法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)),選取水溫、pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑共20個(gè)基本項(xiàng)目進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。

采用2套評(píng)價(jià)體系:一為水質(zhì)評(píng)價(jià),按照GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》評(píng)價(jià)結(jié)果,滿足Ⅲ類水以上水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的為合格飲用水功能區(qū),否則為不合格飲用水功能區(qū);二為功能區(qū)達(dá)標(biāo)評(píng)價(jià),以各水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)為基準(zhǔn),符合水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)的為達(dá)標(biāo),否則為不達(dá)標(biāo)。水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)根據(jù)SL 395—2007《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》[2].確定,單一功能水功能區(qū)以其水質(zhì)管理目標(biāo)對(duì)應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)基準(zhǔn),多功能水功能區(qū)以水質(zhì)要求最高功能水質(zhì)管理目標(biāo)對(duì)應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)基準(zhǔn);有多個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面的飲用水功能區(qū),以最差斷面的水質(zhì)數(shù)據(jù)作為評(píng)價(jià)依據(jù)。以各水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面2011年均值進(jìn)行評(píng)價(jià) (見(jiàn)表1)。

表1 杭州市飲用水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)表

由表1可見(jiàn),2011年符合Ⅲ類水的水功能區(qū)為20個(gè),合格率為95.2%,不合格的水功能區(qū)為白馬湖蕭山飲用水源區(qū),主要超標(biāo)項(xiàng)目為氨氮、溶解氧和總磷。

以各水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)評(píng)價(jià),2011年符合水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)的均為12個(gè),達(dá)標(biāo)率為57.1%,不達(dá)標(biāo)的水功能區(qū)主要集中在富春江富陽(yáng)段、錢塘江杭州段、東苕溪余杭段、蕭紹平原及杭嘉湖平原河網(wǎng)。

3 水質(zhì)趨勢(shì)分析

杭州市區(qū)目前主要飲用水源地為錢塘江珊瑚沙至南星橋段、東苕溪奉口段,結(jié)合當(dāng)前正在進(jìn)行前期研究的新安江引水工程,選取新安江水庫(kù)作為供水水源,其庫(kù)容大、水質(zhì)優(yōu),是杭州市乃至全省不可多得的優(yōu)質(zhì)水源。根據(jù)杭州市水源條件,選取新安江水庫(kù)淳安飲用水源區(qū)內(nèi)的港口(庫(kù)中)、錢塘江杭州飲用水源區(qū)內(nèi)的珊瑚沙、東苕溪余杭飲用水源區(qū)內(nèi)的奉口3個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的2004—2011年水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料,對(duì)其主要水質(zhì)指標(biāo)高錳酸鹽指數(shù)和氨氮作趨勢(shì)分析。

水質(zhì)趨勢(shì)分析采用污染變化趨勢(shì)的定量分析方法—秩相關(guān)系數(shù)法,即Daniel的趨勢(shì)檢驗(yàn),使用了Spearman秩相關(guān)系數(shù)。該方法要求至少采用4個(gè)期間的數(shù)據(jù),給出時(shí)間周期 Y1……YN和它們的相應(yīng)值X(即年均值 C1……CN),從小到大排列,統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)用的秩相關(guān)系數(shù)按式(1)計(jì)算:

式中:di為變量Xi和變量Yi的差值;Xi為周期i到周期N按濃度值從小到大排列的序號(hào);Yi為按時(shí)間排列的序號(hào)。

將秩相關(guān)系數(shù)的rs的絕對(duì)值同Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表中的臨界值Wp進(jìn)行比較(N=8時(shí),Wp0.05=0.643)。如果|rs|＞W(wǎng)p則表明變化趨勢(shì)有顯著意義,如果rs為負(fù)值表示下降趨勢(shì),rs為正值表示上升趨勢(shì)。

現(xiàn)把港口(庫(kù)中)、珊瑚沙、奉口3個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的高錳酸鹽指數(shù)和氨氮?dú)v年變化趨勢(shì)用Daniel趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果列于表2,變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1、2。

表2 杭州市飲用水功能區(qū)水質(zhì)趨勢(shì)分析表 (秩相關(guān)系數(shù)法)

圖1 2004—2011年杭州市飲用水源區(qū)氨氮變化趨勢(shì)圖

圖2 2004—2011年杭州市飲用水源區(qū)高錳酸鹽指數(shù)變化趨勢(shì)圖

由表2及圖1、2可見(jiàn),N=8時(shí)顯著性水平0.05對(duì)應(yīng)臨界值Wp為0.643。新安江水庫(kù)淳安飲用水源區(qū)內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)港口(庫(kù)中)高錳酸鹽指數(shù)的秩相關(guān)系數(shù)rs為0.238,rs＞0且|rs|＜Wp,表明其高錳酸鹽指數(shù)呈上升趨勢(shì)但不顯著;NH3-N的秩相關(guān)系數(shù) rs為-0.238,rs＜0且|rs|＜Wp,表明其NH3-N呈下降趨勢(shì)但不顯著。錢塘江杭州飲用水源區(qū)內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)珊瑚沙高錳酸鹽指數(shù)的秩相關(guān)系數(shù)rs為0.167,rs＞0且|rs|＜Wp,表明其高錳酸鹽指數(shù)呈上升趨勢(shì)但不顯著;氨氮的秩相關(guān)系數(shù)rs為 -0.690,rs＜0且|rs|＞W(wǎng)p,表明其氨氮呈顯著下降趨勢(shì)。東苕溪余杭飲用水源區(qū)內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)奉口高錳酸鹽指數(shù)的秩相關(guān)系數(shù)rs為-0.738,rs＜0且|rs|＞W(wǎng)p,表明其高錳酸鹽指數(shù)呈顯著下降趨勢(shì);氨氮的秩相關(guān)系數(shù)rs為-0.667,rs＜0且|rs|＞W(wǎng)p,表明其氨氮呈顯著下降趨勢(shì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

(1)杭州市21個(gè)飲用水功能區(qū)符合和優(yōu)于Ⅲ類水的合格水功能區(qū)占95.2%,表明杭州市目前飲用水水功能區(qū)水質(zhì)總體優(yōu)良;但按水功能區(qū)水質(zhì)目標(biāo)評(píng)價(jià),達(dá)標(biāo)水功能區(qū)占57.1%,《浙江省水功能區(qū)水環(huán)境功能區(qū)劃分方案》規(guī)定的目標(biāo)水質(zhì)是2020年前要求實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)水質(zhì),各水功能區(qū)在入河污染物控制和水質(zhì)保護(hù)方面還有大量的工作要做。

(2)杭州市主要飲用水功能區(qū)水質(zhì)趨勢(shì)分析表明,各主要飲用水功能區(qū)水質(zhì)整體呈向好趨勢(shì),但個(gè)別現(xiàn)狀水質(zhì)較好的水功能區(qū)某些水質(zhì)指標(biāo)存在變差趨勢(shì),應(yīng)引起高度重視。

(3)杭州市目前主要的水源地錢塘江和東苕溪均流經(jīng)多個(gè)城鎮(zhèn),沿途排入的點(diǎn)污染源和農(nóng)村面源是影響水質(zhì)的主要因素,各地應(yīng)按照所轄范圍內(nèi)水功能區(qū)目標(biāo)水質(zhì),結(jié)合本地的實(shí)際制定相應(yīng)的措施,加強(qiáng)污染源控制,做好水資源保護(hù)工作,保障飲用水功能區(qū)的可持續(xù)利用。

[1].王亞紅,鄭日紅,蔡臨明,等.浙江省水功能區(qū)水環(huán)境功能區(qū)劃分方案[R]..杭州:浙江省水利廳,浙江省環(huán)境保護(hù)局.2006.

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