東江源水功能區(qū)水質(zhì)時空變化與環(huán)境保護政策分析

曾金鳳

（江西省贛州市水文局，江西 贛州 341000）

0 引言

由于歷史、人口、資源、發(fā)展方式等多種因素的影響，東江源區(qū)水生態(tài)環(huán)境不斷退化，涵養(yǎng)和調(diào)節(jié)功能弱化，水土流失嚴(yán)重，水體水質(zhì)令人堪憂。近年來，為了保護和建設(shè)好源區(qū)水生態(tài)環(huán)境，中央、江西省、廣東省及源區(qū)當(dāng)?shù)卣雠_了封山、退果、關(guān)礦、移民等系列保護政策[1-7]，投入大量資金開展源區(qū)生態(tài)修復(fù)與保護工作。

目前點源污染是影響東江源水功能區(qū)水質(zhì)的主要因素。本文采用東江源主要水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測資料，通過分析水質(zhì)時空特征變化與水質(zhì)演變趨勢，驗證了控制點源污染是水質(zhì)控制的主要方向，而控制污染的主要途徑是推進稀土礦山整合整治，持續(xù)生態(tài)環(huán)境綜合治理，強化水功能區(qū)監(jiān)督管理，優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

1 東江源流域及水功能區(qū)概況

珠江流域東江屬東江秋香江口以上水資源三級區(qū)，發(fā)源于江西省贛州市尋烏縣丫髻缽，源區(qū)尋烏、安遠和定南三縣范圍內(nèi)有尋烏水和定南水二大水系，流域面積為3 524 km2，占東江全流域面積的10%；年平均徑流量29.21億m3，占東江年平均徑流量的12%。

根據(jù)《江西省地表環(huán)境水功能區(qū)劃（2010）》，東江源共劃38個水功能區(qū)（見圖1）。其中，國家重點水功能區(qū)6個，省劃水功能區(qū)18個，市劃水功能區(qū)20個。包括3個保護區(qū)，22個保留區(qū)，3個緩沖區(qū)以及10個開發(fā)利用區(qū)。開發(fā)利用區(qū)中含飲用水源區(qū)8個，工業(yè)用水區(qū)2個。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)

本文采用2008～2014年《贛州市水資源公報》東江源區(qū)水資源量資料分析定南水、尋烏水及源區(qū)主要水系水量變化；2008～2014年7個水功能區(qū)相應(yīng)代表斷面的監(jiān)測資料分析水質(zhì)時間變化特征；2014年18個水功能區(qū)相應(yīng)代表斷面的監(jiān)測資料分析水質(zhì)空間分布特征。

根據(jù)東江源的水質(zhì)特點，考慮能反映源區(qū)內(nèi)自然環(huán)境因素及人為影響，選取pH、氨氮、五日生化氧、溶解氧、氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、砷等14項指標(biāo)，分析水功能區(qū)水質(zhì)變化趨勢。

2.2 方法

根據(jù)《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》（SL395～2007），運用PWQTrehd水質(zhì)分析軟件（基于非流量調(diào)節(jié)濃度的季節(jié)性Kendall檢驗法[8]）分析水功能區(qū)水質(zhì)變化趨勢；采用ArcGIS空間分析技術(shù)分析水功能區(qū)水質(zhì)空間分布特征。

（1）季節(jié)性 Kendall檢驗

一般認(rèn)為，用季節(jié)性Kendall檢驗判斷水質(zhì)趨勢時，序列長短選擇5～12 a為宜[9]。流域及區(qū)域水質(zhì)變化趨勢分析包括單項水質(zhì)項目上升趨勢水質(zhì)站比例、下降趨勢站比例、無趨勢站比例評價，單項水質(zhì)項目水質(zhì)變化特征評價和流域及區(qū)域水質(zhì)變化特征3項內(nèi)容。流域及區(qū)域單項水質(zhì)變化趨勢比例采用以下公式：

圖1 東江源水功能區(qū)劃示意圖

式中：TUPm—某單項水質(zhì)項目的上升比例；

TDNm—某單項水質(zhì)項目的下降比例；

NUPm—某單項水質(zhì)項目上升趨勢水質(zhì)站數(shù)；

NDNm—某單項水質(zhì)項目下降趨勢水質(zhì)站數(shù)；

NNOm—某單項水質(zhì)項目無趨勢水質(zhì)站數(shù)；

N—進行流域內(nèi)及區(qū)域水質(zhì)項目趨勢分析的水質(zhì)站總數(shù)。

流域及區(qū)域單項水質(zhì)變化趨勢分析結(jié)果應(yīng)以綜合指數(shù)表示，其計算按以下公式：

式中：TUPDO—溶解氧上升趨勢比例；

TDNDO—溶解氧下降趨勢比例；

M—評價項目總數(shù)；

WQTIUP—流域及區(qū)域水質(zhì)變化上升趨勢綜合指數(shù)；

WQTIDN—流域及區(qū)域水質(zhì)變化下降趨勢綜合指數(shù)。

（2）趨勢檢驗

如果“無趨勢”的零假設(shè)(Ho)為真，統(tǒng)計量Z將呈標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。因此，可用累計正態(tài)分布表判斷是否拒絕Ho。當(dāng)在α顯著水平下，對上升或下降趨勢進行雙檢驗，如果｜Z｜≥Zα/2，則拒絕零假設(shè)；如果｜Z｜≤Zα/2時，正的或負的Z值就意味著接受“上升趨勢”或“下降趨勢”(即單側(cè)檢驗)[10]。

α為趨勢檢驗的顯著水平，α值為：

取顯著性水平 α 為 0.1 和 0.01，即當(dāng) α≤0.01 時，說明檢驗具有高度顯著性水平；當(dāng) 0.01＜α≤0.1 時，說明檢驗是顯著的。當(dāng)α計算結(jié)果滿足上述二條件情況下，統(tǒng)計量t為正時，則說明具有顯著(或高度顯著性)上升趨勢；t為負時，則說明具有顯著(或高度顯著性)下降趨勢；當(dāng)t為零時，則無趨勢[11]。

3 水功能區(qū)水質(zhì)時空變化及影響分析

3.1 時空變化特征

3.1.1 時間變化

（1）達標(biāo)率年際變化

通過對東江源主要水功能區(qū)達標(biāo)率變化分析（見圖2），可以看出，定南水水功能區(qū)達標(biāo)率最低為2008年，僅占33.3%；最高為2014年，占77.8%。尋烏水水功能區(qū)達標(biāo)率最低為2009年，僅占25.0%；最高為2014年，占77.8%。

從整個源區(qū)看，達標(biāo)率最低為2009年，達標(biāo)率僅42.9%；達標(biāo)率最高為2014年，達77.8%?？傮w而言，東江源水功能區(qū)水質(zhì)達標(biāo)率呈上升趨勢。

圖2 東江源區(qū)、定南水、尋烏水水功能區(qū)水質(zhì)達標(biāo)率年際變化

（2）主要污染物指標(biāo)年際變化

分析水功能區(qū)主要污染物指標(biāo)，其變化見表1。

a）參評指標(biāo)中除溶解氧外，其它13項指標(biāo)中，呈下降趨勢所占比例28.6%，呈上升趨勢所占比例23.3%，無明顯升降趨勢所占比例48.2%。

b）指標(biāo)濃度的變化速率r不同。定南水贛粵緩沖區(qū)砷變化速率最大為68.9%，濃度變化率0.007 13 mg/L；定南水定南源頭保護區(qū)硫酸鹽變化速率最小為0.03%，濃度變化率為0.008 33 mg/L。

c）東江源污染指標(biāo)變化上升趨勢綜合指數(shù)WQTIUP為 0.22，下降趨勢綜合指數(shù)WQTIDN為 0.30，WQTIUP＜WQTIDN。表明近7年東江源水質(zhì)整體狀況趨于好轉(zhuǎn)。

3.1.2 空間變化

根據(jù)2014年贛州市水資源監(jiān)測中心對東江源各水功能區(qū)代表監(jiān)測斷面的水質(zhì)評價結(jié)果，選取東江源區(qū)主要污染指標(biāo)氨氮、總磷和化學(xué)需氧量，采用ArcGIS空間分析模塊賦予18個水功能區(qū)代表監(jiān)測斷面氨氮、總磷和化學(xué)需氧量濃度，直觀反映其水質(zhì)空間變化特征，詳見圖 3～5。

表1 參評價指標(biāo)變化比例%

從氨氮、總磷、化學(xué)需氧量空間分布來看，東江源空間分布特征為北部源頭水質(zhì)良好，中部尋烏縣城水質(zhì)污染較嚴(yán)重，東部尋烏水中下游、西南部定南水定南縣城附近水體污染嚴(yán)重。其中，污染物濃度值高的水功能區(qū)為定南水下歷河工業(yè)用水區(qū)（代表斷面定南變電站）、定南水下歷河定南保留區(qū)（代表斷面定南天九）、定南水贛粵緩沖區(qū)（代表斷面定南長灘）；尋烏水尋烏保留區(qū)（代表斷面尋烏上石排）、尋烏水贛粵緩沖區(qū)（代表斷面尋烏斗晏）。

主要污染物的空間分布與產(chǎn)業(yè)布局和排污口分布，具有一定的關(guān)聯(lián)性。根據(jù)圖6可以看出，東江主要污染源有稀土工礦、工業(yè)園區(qū)、生活污染源。此外，果業(yè)粗放式管理造成農(nóng)藥化肥的大量施用形成的面源污染，以及棄廢礦山帶來的嚴(yán)重水土流失，都對水功能區(qū)水質(zhì)產(chǎn)生一定程度污染。

定南水流域的定南下歷河工業(yè)用水區(qū)和保留區(qū)位于定南縣城下游，為定南縣下歷鎮(zhèn)和天九鎮(zhèn)工業(yè)排污和生活排污的直接影響區(qū)域。由于工業(yè)和生活污水處理的不完善，入河排污控制的不嚴(yán)格導(dǎo)致水功能區(qū)主要污染物濃度高，是影響下游定南水贛粵緩沖區(qū)水質(zhì)不達標(biāo)的直接因素。

圖3 2014年東江源區(qū)水功能區(qū)氨氮濃度空間分布圖

圖4 2014年東江源區(qū)水功能區(qū)總磷濃度空間分布圖

尋烏水尋烏保留區(qū)位于礦山廢棄地，水土流失嚴(yán)重，其上游稀土冶煉等工業(yè)園多。其代表斷面上石排位于石排原稀土礦區(qū)，該河段主要水質(zhì)超標(biāo)項目為稀土行業(yè)特征污染物氨氮。該河段氨氮污染是導(dǎo)致下游尋烏贛粵緩沖區(qū)氨氮濃度超標(biāo)的主要因素。

因此，東江源空間分布特征為北部源頭水質(zhì)良好，中部尋烏縣城水質(zhì)污染較嚴(yán)重，東部尋烏水中下游水體污染嚴(yán)重，西南部定南縣城附近水體污染嚴(yán)重，出境水質(zhì)不達標(biāo)?？梢姡a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的布局和排污口分布是影響區(qū)域水質(zhì)的主要因素。

圖5 2014年東江源區(qū)水功能區(qū)化學(xué)需氧量濃度空間分布圖

圖6 東江源重點入河排口分布圖

3.2 水質(zhì)時空變化影響分析

3.2.1 水量變化影響

東江源區(qū)徑流主要由降水補給，徑流的年際變化規(guī)律與降水量的年際變化規(guī)律基本一致。采用2008～2014年《贛州市水資源公報》東江源區(qū)水資源量資料分析定南水、尋烏水主要水系水量變化（見圖7）。

由圖7看出，2008～2014年東江源區(qū)、定南水、尋烏水水量無顯著變化，說明水量對源區(qū)水質(zhì)變化影響不明顯。

圖7 東江源區(qū)、定南水、尋烏水量年際變化

3.2.2 環(huán)境保護措施影響分析

結(jié)合東江源2000～2014年的水質(zhì)變化趨勢分析，東江源的主要污染物指標(biāo)和水功能區(qū)水質(zhì)達標(biāo)率拐點都出現(xiàn)在2008～2014年內(nèi)[11-12]。考慮政策時滯因素，這與2003以來開展的一系列東江源保護修復(fù)治理措施相吻合。

（1）出臺相關(guān)政策。2003～2013年間，為了改善和保護源區(qū)生態(tài)環(huán)境，中央、江西省、廣東省人民政府各級政府相繼出臺了一系列保護政策。如2012年，將東江源區(qū)生態(tài)保護列入國家生態(tài)保護規(guī)劃，并列入國家生態(tài)補償機制試點區(qū)，從政策制度上防止源區(qū)水質(zhì)的進一步惡化。

（2）整頓和規(guī)范源區(qū)礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序。2007年起，東江源區(qū)為落實國務(wù)院和江西省政府關(guān)于加強稀土資源管理有關(guān)政策[13-20]，關(guān)停了源區(qū)內(nèi)大、小稀土礦點并重新整頓整合。同時，部分稀土冶煉企業(yè)因原材料減少，降低了產(chǎn)量，部分企業(yè)暫停生產(chǎn)。

（3）實施環(huán)境保護與生態(tài)建設(shè)工程。江西省人民政府一方面安排專項資金，對東江源頭保護區(qū)進行生態(tài)補償。另一方面，當(dāng)?shù)卣谠磪^(qū)實施以“青山綠水”為重點的生態(tài)林建設(shè)水土保持、礦山生態(tài)恢復(fù)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、防洪、飲水、農(nóng)業(yè)面源污染綜合防治、生態(tài)旅游、生態(tài)移民、生態(tài)環(huán)境預(yù)防監(jiān)測與信息管理體系建設(shè)9項生態(tài)工程。

（4）實施退果還林。按照相關(guān)政策[21-25]，由政府出資，征收果樹，退果還林，減少山地開采導(dǎo)致的水土流失以及農(nóng)藥化肥對水體的污染。

（5）建立污水處理廠與垃圾中轉(zhuǎn)站。在東江源區(qū)安遠、尋烏、定南3個行政縣興建污水處理廠3個，城市生活垃圾衛(wèi)生填埋廠3個、垃圾中轉(zhuǎn)站60余個。啟動了垃圾處理村收集、鄉(xiāng)轉(zhuǎn)運、縣處理的運作模式。

系列舉措的實施，對東江源水功能區(qū)水質(zhì)變化產(chǎn)生一定的影響，在2008～2014年間，表現(xiàn)為水質(zhì)達標(biāo)率上升，主要污染物濃度趨于好轉(zhuǎn)。

4 結(jié)語

（1）從時間變化分析，水功能區(qū)年際達標(biāo)率呈上升趨勢；主要污染指標(biāo)上升趨勢綜合指數(shù)小于下降趨勢綜合指數(shù)，東江源水質(zhì)整體狀況趨于好轉(zhuǎn)。

（2）從空間變化分析，東江源空間分布特征為北部源頭水質(zhì)良好，中部尋烏縣城水質(zhì)污染較嚴(yán)重，東部尋烏水中下游水體污染嚴(yán)重，西南部定南縣城附近水體污染嚴(yán)重，出境水質(zhì)不達標(biāo)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局和排污口分布對空間水質(zhì)分布影響顯著。

根據(jù)以上情況可以看出，各級政府保護舉措初見成效。點源污染是目前影響水功能區(qū)水質(zhì)的主要因素。控制點源污染依然是今后一段時間水質(zhì)污染控制的主要方向。應(yīng)進一步優(yōu)化完善源區(qū)水功能區(qū)水質(zhì)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，強化源區(qū)水資源保護、監(jiān)督與管理。同時，繼續(xù)加強生態(tài)環(huán)境的綜合治理，推進稀土礦山的整合整治，優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

[1]江西省人民政府.關(guān)于加強東江源區(qū)生態(tài)環(huán)境保護和建設(shè)的決定[Z].2003.

[2]江西省發(fā)改委，江西省環(huán)境保護局，贛州市人民政府.江西省東江源頭區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護和建設(shè)“十一五”規(guī)劃[Z].2004.

[3]江西省環(huán)境保護局，贛州市環(huán)境保護局.江西東江源國家級生態(tài)功能保護區(qū)規(guī)劃[Z].2006.

[4]國家環(huán)境保護總局.關(guān)于確定首批開展生態(tài)環(huán)境補償試點地區(qū)的通知[Z].2008.

[5]江西省人民政府.江西省關(guān)于加強“五河一湖”及東江源頭環(huán)境保護的若干意見[Z].2009.

[6]國務(wù)院.國務(wù)院關(guān)于支持贛南等原中央蘇區(qū)振興發(fā)展的若干意見[Z].2012.

[7]江西省水利廳，廣東省水利廳.粵贛東江流域防洪安全和水資源保障合作框架協(xié)議[Z].2013.

[8]畢勝，李新賢，等.吐曼河水質(zhì)趨勢分析[J].新疆水利，2008.4.

[9]彭文啟，等，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.

[10]彭文啟，張祥偉，等.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，2005.7：152-154.

[11]曾金鳳.東江源區(qū)地表水環(huán)境變化趨勢分析與對策[J].江西水利科技.2010(3).

[12]劉旗福，曾金鳳.東江源區(qū)水環(huán)境保護與生態(tài)補償機制探討[J].江西水利科技.2013(3).

[13]國務(wù)院.國務(wù)院關(guān)于全面整頓和規(guī)范礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序的通知[Z].2005.

[14]江西省政府辦公廳.關(guān)于全面整頓和規(guī)范礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序?qū)嵤┓桨竅Z].2005.

[15]國務(wù)院辦公廳.國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)國土資源部等部門對礦產(chǎn)資源開發(fā)進行整合意見的通知[Z].2006.

[16]國土資源部.國土資源部關(guān)于全國整頓和規(guī)范礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序重點礦區(qū)的公告[Z].2006.

[17]贛州市人民政府.贛州市礦產(chǎn)資源整合工作實施方案[Z].2007.

[18]江西省人民政府辦公廳.關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)江西省礦產(chǎn)資源開發(fā)秩序開發(fā)整合總體方案的通知[Z].2007.

[19]中共贛州市委，贛州市人民政府.中共贛州市委、贛州市人民政府關(guān)于進一步做好全市稀土資源整合工作的意見[Z].2008.

[20]國土資源部.關(guān)于進一步推進礦產(chǎn)資源開發(fā)整合工作的通知[Z].2009.

[21]江西省人民政府.江西省人民政府辦公廳印發(fā)贛州市稀土整治工作方案的通知[Z].江西省人民政府.2011.

[22]尋烏縣人民政府.切實做好果園戴帽植樹造林工作的通知[Z].2010.

[23]贛州市人民政府.加強利用林地開發(fā)果業(yè)規(guī)范審批及施工管理的通知[Z].2010.

[24]贛州市人民政府.進一步加強林地開發(fā)果業(yè)管理的通知[Z].2010.

[25]尋烏縣水利局.尋烏縣東江源水資源保護利用情況報告[R].2011.