岷江流域水質(zhì)狀況評價及變化趨勢分析

陳雨艷，楊 坪，向秋實，余 恒

四川省環(huán)境監(jiān)測總站，四川 成都 610064

岷江屬于長江一級支流，發(fā)源于岷山南麓，流經(jīng)阿壩州、成都、眉山、樂山、自貢、瀘州、宜賓等地，全長 735 km，流域面積 13.54 km2［1］，沿途匯入壽溪河、梭磨河、大渡河、青衣江、馬邊河等重要支流。源頭到都江堰為岷江干流上游，都江堰至樂山大渡河匯口為中游，樂山大渡河匯口到長江匯口為下游［2］，全流域均在四川境內(nèi)。因此，岷江水環(huán)境質(zhì)量好壞對四川的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。岷江最終匯入長江，其水質(zhì)對長江水質(zhì)也有直接的影響。關(guān)于岷江情況的報道，有側(cè)重某段流域［3-4］、有描述生態(tài)環(huán)境［5-6］和環(huán)境容量［7］，但針對岷江流域水質(zhì)情況和干流水質(zhì)變化趨勢的報道則很少。

目前，水質(zhì)評價方法有單因子評價法［8］、模糊數(shù)學(xué)評價法［9-10］、灰色聚類法［11-12］、內(nèi)梅羅污染指數(shù)法等。其中單因子評價法簡便易行［13］、應(yīng)用最多，但不能反映多個水質(zhì)參數(shù)與相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)之間的綜合相對關(guān)系，而內(nèi)梅羅污染指數(shù)法既能突出污染指數(shù)最大因子對總體水質(zhì)的作用，又能總體反映水體污染性質(zhì)和程度，是目前國內(nèi)外常用的綜合污染指數(shù)計算方法［14］。

采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法對岷江多個斷面的水質(zhì)情況進(jìn)行評價，客觀地呈現(xiàn)了岷江水質(zhì)情況及幾年來岷江干流的水質(zhì)變化趨勢，以期對岷江流域的水資源保護(hù)和合理利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 評價因子與方法

1.1 評價因子

《地表水環(huán)境質(zhì)量評價方法》(試行)中規(guī)定水質(zhì)評價包括pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、石油類、揮發(fā)酚、汞、鉛、化學(xué)需氧量、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、鎘、六價鉻、氰化物、陰離子表面活性劑和硫化物共21個因子，根據(jù)水質(zhì)實際情況和數(shù)據(jù)的可獲性，21項評價因子中除pH、溶解氧以外的19個因子，pH基本未超標(biāo)，溶解氧很大程度與其他因子有關(guān)，評價因子可基本反映水質(zhì)的大概情況。

1.2 評價方法

1.2.1 內(nèi)梅羅污染指數(shù)法

式中：Ci為第i項評價因子的實測值，Cio為第i項評價因子的標(biāo)準(zhǔn)值(采用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3838—2002)中的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值)，Ii為第i項評價因子的污染指數(shù)，Imax為評價因子污染指數(shù)的最大值，Iave為評價因子污染指數(shù)的平均值，P為內(nèi)梅羅污染指數(shù)。

1.2.2 Spearman秩相關(guān)系數(shù)法

式中：di為變量Xi和變量Yi的差值，Xi為周期1到周期N按濃度值從小到大排列的序號，Yi為按時間排列的序號。

2 結(jié)果與分析

2.1 岷江干流水質(zhì)變化

2.1.1 水質(zhì)沿程變化

2009—2013年，岷江干流13個監(jiān)測斷面水質(zhì)情況見圖1。

圖1 岷江干流監(jiān)測斷面內(nèi)梅羅綜合評價結(jié)果

其中阿壩州的渭門橋、映秀斷面屬于岷江上游，成都的界牌、都江堰水文站、岳店子，眉山的彭山岷江大橋、眉山白糖廠、青神羅波渡、樂山的悅來渡口均屬于岷江中游，樂山的馬鞍山、河口渡口、宜賓的月波、涼姜溝斷面位于岷江下游。

2009—2013年，渭門橋、映秀斷面內(nèi)梅羅污染指數(shù)均小于0.40，且年際間污染指數(shù)未有明顯變化，岷江干流上游水質(zhì)較好，上游地區(qū)多以高海拔山區(qū)為主，工業(yè)基礎(chǔ)相對薄弱，水環(huán)境受人類的影響很?。?］。

界牌是成都的入境斷面，與上游映秀斷面相比，內(nèi)梅羅污染指數(shù)略有提高，但變化不大，內(nèi)梅羅污染指數(shù)均小于0.50。都江堰水文站水質(zhì)差于界牌，特別是2009年，內(nèi)梅羅污染指數(shù)達(dá)到了1.14，其中最大污染因子是總磷，2010年后內(nèi)梅羅污染指數(shù)下降，均小于0.70，水質(zhì)相對較好。岳店子是成都的出境斷面，除2013年內(nèi)梅羅污染指數(shù)小于0.70外，2009—2012年內(nèi)梅羅污染指數(shù)均在0.70～1.49，最大超標(biāo)因子分別為總磷(2009—2012年)、化學(xué)需氧量(2013年)。可以看出，岷江進(jìn)入成都境內(nèi)，水質(zhì)明顯變差。成都位于平原，是人口大市，工業(yè)企業(yè)眾多，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，每年都產(chǎn)生大量生活污水、工業(yè)廢水，而岷江流域面積就占全市幅員面積的70.4%［15］，這就造成岷江水環(huán)境負(fù)擔(dān)重，水質(zhì)惡化的后果。但2009—2013年都江堰水文站、岳店子斷面污染指數(shù)呈逐年下降趨勢。

彭山岷江大橋為眉山入境斷面，眉山白糖廠為控制斷面，青神羅波渡為岷江干流在眉山的出境斷面，3個斷面中除青神羅波渡2010年的內(nèi)梅羅污染指數(shù)小于0.70外，其余內(nèi)梅羅污染指數(shù)均大于0.70，超標(biāo)因子均為總磷或(和)氨氮。除2009年的青神羅波渡的內(nèi)梅羅污染指數(shù)高于眉山白糖廠外，其余年份均低于該廠;2009—2013年眉山白糖廠斷面的內(nèi)梅羅污染指數(shù)均低于彭山岷江大橋?？傮w來說，岷江在眉山境內(nèi)，大體上水質(zhì)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)從上游到下游逐漸降低，水質(zhì)逐漸變好，這可能跟水體自凈化作用有關(guān)，即水在流動過程中，受到周邊生活污水、工業(yè)廢水排入影響的同時，水質(zhì)中的污染物會稀釋、擴(kuò)散、沉淀，污染物也會發(fā)生氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)，水中部分微生物可以對有機(jī)物氧化降解，從而導(dǎo)致污染物濃度降低水質(zhì)變好。2011—2013年3個斷面的內(nèi)梅羅污染指數(shù)明顯高于2010年，污染指數(shù)有所升高，需引起注意。

“Well,it isn’t a mountain,murder isn’t a mountain,”observes one of the fifteen-year-olds,who stands grinning with his hands in his jacket pockets.His friend takes it up,sagaciously:“You’re right.Molehills is murder,but mountains isn’t.”

悅來渡口為樂山的入境斷面，2009—2013年悅來渡口的內(nèi)梅羅污染指數(shù)均大于0.90，水質(zhì)較差，總磷是其超標(biāo)因子。進(jìn)入馬鞍山斷面水質(zhì)明顯變好，這可能是由于青衣江和大渡河水質(zhì)相對較好且其流量較大，岷江在悅來渡口下游馬鞍山上游接納了青衣江和大渡河水，使其水質(zhì)受到物理稀釋的緣故。河口渡口水質(zhì)與馬鞍山相差不大，2009—2013年兩個斷面的內(nèi)梅羅污染指數(shù)均小于0.70，且年際間變化不大。

岷江從樂山流出，進(jìn)入宜賓境內(nèi)，最終匯入長江，月波是宜賓的入境斷面，內(nèi)梅羅污染指數(shù)均大于0.70，總磷是其超標(biāo)因子，月波與河口渡口相比污染指數(shù)有所升高，這可能由于流經(jīng)了樂山及犍為的過程中，工業(yè)廢水和生活廢水對水質(zhì)的影響較大，水質(zhì)有所惡化。涼姜溝內(nèi)梅羅污染指數(shù)與月波相比有所降低，可能是由于水體在流動的過程中存在自凈化，且自凈化作用起了主導(dǎo)作用，但涼姜溝污染指數(shù)有逐年升高的趨勢，特別是2012—2013年，其污染指數(shù)達(dá)到了0.80以上，超標(biāo)因子為總磷，需引起相關(guān)部門的重視。

總體來說，2009—2013年岷江上游水質(zhì)較好，渭門橋、映秀斷面內(nèi)梅羅污染指數(shù)均小于0.40。進(jìn)入成都境內(nèi)水質(zhì)變差，但有逐漸變好的趨勢，中游水質(zhì)相對較差，下游水質(zhì)略有好轉(zhuǎn)。岷江干流超標(biāo)因子多集中在總磷，其次是氨氮和高錳酸鹽指數(shù)，大多數(shù)因子均達(dá)標(biāo)。

2.1.2 水質(zhì)變化趨勢

采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法對岷江干流水質(zhì)變化進(jìn)行趨勢分析。根據(jù)岷江干流13個斷面各年度水質(zhì)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)計算其秩相關(guān)系數(shù)，如圖2所示。

圖2 Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計

由圖2可以看出，當(dāng) n=5，顯著性水平為0.05時，臨界值Wp=0.900，當(dāng)|rs| ＞W(wǎng)p時，變化趨勢有顯著意義。都江堰水文站和岳店子的rs＜0，且|rs|＞W(wǎng)p，說明兩個斷面水質(zhì)的內(nèi)梅羅污染指數(shù)呈顯著下降趨勢，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。這可能與地方政府對水環(huán)境質(zhì)量日益重視，多方面治理有關(guān)，例如2009年，四川省政府執(zhí)行了岷沱江跨界斷面水質(zhì)超標(biāo)資金扣繳制度之后，成都市政府執(zhí)行了境內(nèi)跨界斷面扣繳制度，并出臺了境內(nèi)黑臭河渠治理方面的文件等。其余11個斷面|rs|≤0.9，水質(zhì)變化沒有顯著意義，其中眉山白糖廠、月波、涼姜溝的內(nèi)梅羅水質(zhì)綜合污染指數(shù)呈上升趨勢，且其rs=0.9，需引起重視。

2.2 岷江流域水質(zhì)時空分布

2013年，岷江40個監(jiān)測斷面均采用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法進(jìn)行水質(zhì)評價。內(nèi)梅羅污染指數(shù)小于0.70的共有22個斷面，占總數(shù)的55%，采用單因子評價法對其進(jìn)行評價，得到水質(zhì)類別為Ⅱ類或Ⅲ類。內(nèi)梅羅污染指數(shù)大于等于0.70的共有18個斷面，水質(zhì)類別(單因子評價法)均劣于Ⅲ類，為Ⅳ類、Ⅴ類或劣Ⅴ類。

大渡河和青衣江的8個斷面、壽溪河的水磨、梭磨河的小水溝內(nèi)梅羅污染指數(shù)均在0.50以下，水質(zhì)較好。成都境內(nèi)的永安大橋(府河)、黃龍溪(府河)、二江寺(江安河)、新津南河(老南河大橋)水質(zhì)較差，內(nèi)梅羅污染指數(shù)均在1.50以上，氨氮、總磷是其主要超標(biāo)因子。其中黃龍溪水質(zhì)最差，內(nèi)梅羅污染指數(shù)達(dá)到了2.85，黃龍溪位于府河，而府河貫穿成都市區(qū)，受工業(yè)廢水、生活污水的影響尤為嚴(yán)重。眉山境內(nèi)的南河、思蒙河、體泉河、毛河水質(zhì)較差，其最大超標(biāo)因子均為總磷。體泉河口斷面水質(zhì)最差，內(nèi)梅羅污染指數(shù)最高，達(dá)到了7.38，總磷、氨氮、化學(xué)需氧量等是其超標(biāo)因子。樂山境內(nèi)的茫溪河水質(zhì)較差，茫溪河大橋的內(nèi)梅羅污染指數(shù)為2.06，總磷是其最大超標(biāo)因子。越溪河的佳鄉(xiāng)黃龍橋(自貢)、兩河口(自貢)、越溪河口(宜賓)，內(nèi)梅羅污染指數(shù)分別為1.35、0.60、0.48，污染指數(shù)有變低的趨勢，化學(xué)需氧量是佳鄉(xiāng)黃龍橋的最大超標(biāo)因子。岷江干流的渭門橋、界牌和都江堰水文站水質(zhì)較好，內(nèi)梅羅污染指數(shù)小于0.50。其次是岳店子、馬鞍山、河口渡口，內(nèi)梅羅污染指數(shù)在0.50～0.70范圍內(nèi);青神羅波渡、涼姜溝的內(nèi)梅羅污染指數(shù)為0.85～0.95，超標(biāo)因子均為總磷。彭山岷江大橋、眉山白糖廠、董壩子、悅來渡口、月波的水質(zhì)污染指數(shù)較高，均達(dá)到了1.10以上，5個斷面的最大超標(biāo)因子均為總磷，其中董壩子污染指數(shù)最高，達(dá)到了2.22?？傮w看來，岷江斷面主要污染因子大多集中在總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量等常規(guī)因子，特別是總磷。污染嚴(yán)重的斷面多集中在流量小的支流，這些支流多流經(jīng)村鎮(zhèn)，由于該村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施不配套，不可避免的會有大量生活污水、廢水流入，再加上河流本身水量小、流動性差、自凈能力弱等原因造成水質(zhì)差。

2.2.2 月季變化情況

2013年1—12月，岷江水質(zhì)在不同內(nèi)梅羅污染指數(shù)范圍內(nèi)的斷面數(shù)所占比例(共40個斷面)如圖3所示。其中10—11月內(nèi)梅羅污染指數(shù)為0～0.69范圍內(nèi)的斷面最多，比例達(dá)到60%以上，其他月份差距不大。內(nèi)梅羅污染指數(shù)為0～1.09范圍內(nèi)斷面所占比例最大是10月，達(dá)到85%以上。其次是8、6月，而4—5月比例最低，均在65% 以下。8—10月內(nèi)梅羅污染污染指數(shù)大于等于1.50斷面數(shù)最少，比例均小于11%。4—5月比例最大，特別是4月，比例達(dá)到30%以上?？傮w來說，4—5月水質(zhì)相對較差，可能是由于4—5月降水量較小，又是農(nóng)灌用水季節(jié)，水量小且這個季節(jié)降水產(chǎn)生的地表徑流會將冬季地表沉積的污染物沖入水中，導(dǎo)致水質(zhì)相對較差。而7—10月水質(zhì)相對較好，7—8月是豐水期，降雨量大，對污染物起到稀釋作用，但水量大部分隨水土流失，土壤中有機(jī)污染物會隨之進(jìn)入水中，并對水質(zhì)產(chǎn)生影響。9—10月降水量雖相對較少，但水土流失也有所減少，這可能是水質(zhì)相對較好的原因。

圖3 各個月份斷面數(shù)(不同內(nèi)梅羅污染指數(shù)范圍)所占比例

2.3 岷江水質(zhì)污染防治建議

岷江流域面積13.54 km2，人口平均密度達(dá)到了每平方公里850人［16］，每年接納大量廢水，水質(zhì)狀況不容樂觀，其水質(zhì)污染來源主要包括生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)田徑流污染及廢物堆放和掩埋造成的污染等。

1)要從源頭上加以整治，控制污染物排放。加強(qiáng)城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村污水處理廠的建設(shè)，并擴(kuò)大污水收集管網(wǎng)的覆蓋面積，避免生活污水直接排入水中。對污染嚴(yán)重、治理難度大的企業(yè)提倡工藝改良，必要時實行關(guān)、轉(zhuǎn)、停，減少工業(yè)廢水及污染物的排放。在農(nóng)村積極推廣科學(xué)種田，推行低毒、高效、低殘留農(nóng)藥，避免過度施肥，減少農(nóng)業(yè)對水質(zhì)的污染。沿河地區(qū)的生活垃圾實行集中收集，及時清運(yùn)處理，在農(nóng)村建立垃圾集中堆放區(qū)，避免生活垃圾亂丟亂放。對企業(yè)的廢物處理相關(guān)部門要嚴(yán)加管理和監(jiān)督，減少固廢對水體的污染。

2)要強(qiáng)化地方政府的環(huán)境責(zé)任，構(gòu)建規(guī)范有效的流域水環(huán)境管理機(jī)制。2011年9月，四川省已在岷江干流和重要支流開展了跨界斷面水質(zhì)超標(biāo)扣繳制度，但水質(zhì)超標(biāo)的扣繳金額遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污染治理成本，部分流量小的支流斷面未納入考核，建議增加扣繳額度，將水質(zhì)差、流量小的支流增加到扣繳制度的實施范圍內(nèi)，以便更好的利用經(jīng)濟(jì)手段用于環(huán)境監(jiān)管。

3)維護(hù)岷江上游地區(qū)的生態(tài)平衡，對上游水質(zhì)予以保護(hù)。岷江上游地區(qū)企業(yè)相對較少，水質(zhì)受人為影響較小，保護(hù)上游地區(qū)的森林，增加森林覆蓋率，避免水土流失。

4)岷江水質(zhì)超標(biāo)因子多集中在總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)，各地區(qū)要根據(jù)所在區(qū)域的水質(zhì)情況有針對性地采取相應(yīng)措施。例如，成都市及相關(guān)區(qū)縣加強(qiáng)了黑臭河渠的綜合治理，針對南河的污染問題，出臺了《關(guān)于開展南河流域畜禽養(yǎng)殖污染綜合整治的通告》等文件。

5)加大環(huán)境保護(hù)的宣傳，定期公布岷江水質(zhì)狀況，增強(qiáng)民眾環(huán)保意識，提高民眾水質(zhì)保護(hù)責(zé)任感以及地方政府環(huán)境治理的緊迫感。

3 結(jié)論

2009—2013年岷江干流上游水質(zhì)較好，渭門橋、映秀斷面內(nèi)梅羅污染指數(shù)均小于0.40，進(jìn)入成都境內(nèi)水質(zhì)明顯變差，但其污染指數(shù)有下降趨勢?？傮w來說，岷江干流上游水質(zhì)較好、中游水質(zhì)較差、下游水質(zhì)略有好轉(zhuǎn)，最大超標(biāo)因子多為總磷，其次是氨氮、高錳酸鹽指數(shù)。采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法對岷江干流水質(zhì)進(jìn)行趨勢分析，都江堰、岳店子斷面水質(zhì)呈顯著好轉(zhuǎn)。眉山白糖廠、月波、涼姜溝水質(zhì)內(nèi)梅羅污染指數(shù)有升高趨勢，需引起警惕。

2013年，岷江40個斷面，內(nèi)梅羅污染指數(shù)小于0.70的斷面數(shù)占總數(shù)的55%，污染嚴(yán)重的斷面多集中在體泉河口等流量小的支流，超標(biāo)因子多集中在總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量等常規(guī)因子。從全年來看，岷江4—5月水質(zhì)最差，7—10月相對較好。岷江流域的各級政府應(yīng)根據(jù)所在區(qū)域的水質(zhì)情況有針對性的采取污染防治措施，對岷江水質(zhì)加以保護(hù)或改善。

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