用內(nèi)梅羅指數(shù)法評價(jià)武陟縣境內(nèi)沁河水質(zhì)

□孟春芳(河南省新鄉(xiāng)水文水資源勘測局)

0 引言

武陟縣屬焦作市，位于河南省西北部，北依太行，南臨黃河，與省會鄭州隔河相望?？h域面積805km2，總?cè)丝?4萬。地處豫北懷川平原，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫14.40℃，年降水量575.10mm，無霜期211d。武陟縣過（入）境河流有15條，主要排水河道有6條，分屬黃河、海河兩大水系。沁河為貫穿武陟縣境內(nèi)的主要過境河流，發(fā)源于山西省平遙縣黑城村，自北向南流入河南，在武陟縣注入黃河，是黃河的一級支流。沁河由武陟縣小董鄉(xiāng)的沁陽村流入武陟縣境內(nèi)，流經(jīng)小董、西陶、大虹橋、三陽、陽城、城關(guān)、木城鎮(zhèn)、二鋪營、北郭9個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，到北郭鄉(xiāng)的方陵村注入黃河，過境長34.90km，河床寬330～1200m。沁河在1948年前后，還是常流河，20世紀(jì)60年代以后，由于上游建閘挖渠引水灌溉農(nóng)田，到武陟縣境內(nèi)經(jīng)常斷流，成為“季節(jié)河”。最大洪水發(fā)生在1982年，為4280m3/s。

文章采用內(nèi)梅羅指數(shù)法對武陟縣主要過境河流沁河水質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，空間上比較沁河水的污染程度，掌握沁河水體污染現(xiàn)狀，為相關(guān)部門制定科學(xué)合理的規(guī)劃，采取行之有效的措施提供合理依據(jù)。

1 評價(jià)指標(biāo)與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的選取

選取武陟縣境內(nèi)沁河的3個(gè)主要監(jiān)測斷面：武陟王順、武陟小董、武陟，這3個(gè)監(jiān)測斷面數(shù)據(jù)可以較好地反映縣域內(nèi)沁河水質(zhì)。武陟王順監(jiān)測斷面位于沁河入武陟縣境的入境斷面，可以看出沁河進(jìn)入武陟時(shí)的水質(zhì)狀況；武陟小董位于中部偏上游，可以看出沁河流經(jīng)武陟時(shí)水質(zhì)狀況；武陟監(jiān)測斷面位于沁河流經(jīng)武陟工業(yè)園區(qū)后，與黃河匯合處，可以看出沁河入黃河時(shí)的水質(zhì)狀況。利用3個(gè)斷面2014年全年12個(gè)月的監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，選取高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、六價(jià)鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚等11個(gè)水質(zhì)評價(jià)因子評價(jià)水體被污染的程度。根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[]，將評價(jià)結(jié)果分為 I、II、III、IV、V類5個(gè)等級。I類主要反映地下水化學(xué)組分的天然低背景含量。適用于各種用途。II類主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景含量。適用于各種用途。III類以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù)。主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水。IV類以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù)。除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外，適當(dāng)處理后可作生活飲用水。V類不宜飲用，其他用水可根據(jù)使用目的選用。

2 內(nèi)梅羅指數(shù)法

內(nèi)梅羅指數(shù)法根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)的實(shí)測濃度和標(biāo)準(zhǔn)值，計(jì)算出內(nèi)梅羅污染指數(shù)，再與相應(yīng)的等級標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)相比較，即可得到評價(jià)等級[1]。該法基于算術(shù)平均值法，尤其考慮污染程度最為嚴(yán)重的因子，其數(shù)學(xué)過程簡單明了。但此法過分突顯最大因子，對其他因子的權(quán)重考慮有失平衡，不過目前仍是一種推廣較好的水質(zhì)評價(jià)方法。其公式為：

式中，F(xiàn)為算術(shù)均值型指數(shù)；Fmax為單項(xiàng)組分值Fi的最大值；Ci為評價(jià)指標(biāo)i在取樣點(diǎn)的實(shí)測值，mg/L；COi為評價(jià)指標(biāo)i的標(biāo)準(zhǔn)值（選取《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)），mg/L；n為評價(jià)指標(biāo)的數(shù)目。

3 污染等級的劃分

從《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》[1]中選擇與評價(jià)水質(zhì)相同的污染因子，以III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，采用與計(jì)算內(nèi)梅羅污染指數(shù)相同的運(yùn)算方法，計(jì)算各類水標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的內(nèi)梅羅標(biāo)準(zhǔn)污染指數(shù)，結(jié)果見表1，再將內(nèi)梅羅污染指數(shù)與內(nèi)梅羅標(biāo)準(zhǔn)污染指數(shù)相比較，確定污染等級。

表1 內(nèi)梅羅標(biāo)準(zhǔn)污染指數(shù)表

4 水質(zhì)狀況評價(jià)

應(yīng)用內(nèi)梅羅指數(shù)法對武陟王順、武陟小董、武陟3個(gè)監(jiān)測斷面的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，得到了內(nèi)梅羅污染指數(shù)，結(jié)果見表2。

表2 監(jiān)測斷面內(nèi)梅羅污染指數(shù)表

將計(jì)算的內(nèi)梅羅污染指數(shù)（見表2）與內(nèi)梅羅標(biāo)準(zhǔn)污染指數(shù)（見表1）進(jìn)行比較分級，以III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)，結(jié)果（見圖1）如下：

圖1 Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)評價(jià)圖

武陟王順監(jiān)測斷面水質(zhì)不達(dá)標(biāo)月份為：1月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是1.74，屬于V類水，不達(dá)標(biāo)；2月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是1.67，屬于IV類水，不達(dá)標(biāo)；3月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是1.23，屬于IV類水，不達(dá)標(biāo)；6月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是1.37，屬于IV類水，不達(dá)標(biāo)；8月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是1.23，屬于IV類水，不達(dá)標(biāo)。

武陟小董監(jiān)測斷面水質(zhì)不達(dá)標(biāo)月份為：1月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)1.50，屬于IV類水；2月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)2.65，屬于V類水；3月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)1.87，屬于V類水；6月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)1.06，屬于IV類水；10月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)1.12，屬于IV類水；12月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)1.06，屬于IV類水。

武陟監(jiān)測斷面水質(zhì)不達(dá)標(biāo)月份為：1月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)3.54，2月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)3.39，3月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)1.90，均屬于V類水；8月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)1.20，11月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)1.05，12月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)1.25，均屬于IV類水。

武陟王順監(jiān)測斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)月份為：4月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是0.80，屬于II類水，達(dá)標(biāo)；5月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是0.94，屬于III類水，達(dá)標(biāo)；7月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是0.90，屬于III類水，達(dá)標(biāo)；9月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是0.83，屬于II類水，達(dá)標(biāo)；10月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是0.62，屬于I類水，達(dá)標(biāo)；11月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是0.87，屬于III類水，達(dá)標(biāo)；12月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)是0.92，屬于III類水，達(dá)標(biāo)。全年達(dá)標(biāo)率為58.30%。

武陟小董監(jiān)測斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)月份為：4月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.84，屬于II類水；5月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.91，屬于III類水；7月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.87，屬于III類水；8月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.91，屬于III類水；9月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.85，屬于III類水；11月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.78，屬于II類水。全年達(dá)標(biāo)率為50.0%。

武陟監(jiān)測斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)月份為：4月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.61，10月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.65，均屬于I類水；5月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.79，7月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.82，均屬于II類水；6月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.96，9月份內(nèi)梅羅污染指數(shù)0.90，均屬于III類水。全年達(dá)標(biāo)率為50%。

從全年來看，武陟境內(nèi)沁河水質(zhì)全年基本上有一半時(shí)間處于不達(dá)標(biāo)狀態(tài)，其中1、2、3月份最差，是全年水質(zhì)污染最為嚴(yán)重的時(shí)間段。究其原因主要為：沁河是季節(jié)性河流，冬季地表徑流量小，水流速過緩，部分河段甚至斷流、結(jié)冰、無水，導(dǎo)致河水中污染物的濃度較高，內(nèi)梅羅指數(shù)隨之增加；然而隨著汛期的到來，降雨量增加，河流徑流量隨之增大，對水中的污染物起到了很好的稀釋作用，污染物質(zhì)濃度降低，內(nèi)梅羅指數(shù)下降，河流水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。

另外，采用spss軟件對武陟王順監(jiān)測斷面內(nèi)梅羅污染指數(shù)和武陟縣監(jiān)測斷面內(nèi)梅羅污染指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)為0.88，在0.01水平（雙側(cè)）上顯著相關(guān)?？梢娗吆釉谖溱炜h境內(nèi)，就選取的11個(gè)污染因子來說，并沒有受到重大突發(fā)污染。這與武陟縣政府下力氣治理沿沁河流域生態(tài)環(huán)境，關(guān)閉和取締小型造紙廠，環(huán)保部門加大執(zhí)法宣傳力度等措施不無關(guān)系。

5 結(jié)論

2014年全年武陟縣境內(nèi)沁河水質(zhì)基本上有一半時(shí)間處于不達(dá)標(biāo)狀態(tài)，主要集中在1、2、3月份，由沁河部分河段斷流、結(jié)冰所致。隨著汛期的到來，污染物濃度隨著地表徑流的增加而降低，內(nèi)梅羅指數(shù)下降，沁河水質(zhì)得到明顯改善。武陟王順監(jiān)測斷面全年達(dá)標(biāo)率為58.30%，武陟小董監(jiān)測斷面和武陟監(jiān)測斷面全年達(dá)標(biāo)率皆為50.00%。綜上所述，沁河在武陟縣境內(nèi)水質(zhì)狀況還存在一定的問題，仍要繼續(xù)采取有效的措施治理污染物質(zhì)，改善沁河水質(zhì)，防止污染黃河水。