沙潁河(周口段)污染聯(lián)防斷面水質(zhì)狀況分析

王 威 魏 磊 張 佩 韓 楓

沙潁河(周口段)污染聯(lián)防斷面水質(zhì)狀況分析

王 威 魏 磊 張 佩 韓 楓

從20世紀(jì)90年代起，河南省水文部門開始參與淮河流域水資源保護(hù)局組織的水污染聯(lián)防工作，其主要任務(wù)是按照對(duì)流域機(jī)構(gòu)要求，開展沙潁河、洪汝河等淮河主要支流水質(zhì)的重要控制斷面開展水質(zhì)水量動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，及時(shí)向下游發(fā)布水質(zhì)水量信息和水質(zhì)預(yù)警；按照淮委防污調(diào)度要求，在保證防汛安全和抗旱用水的前提下，對(duì)水閘實(shí)施防污調(diào)度，減輕對(duì)下游的影響程度等工作提供技術(shù)支持和數(shù)據(jù)服務(wù)。本文以近年來污染聯(lián)防工作的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析沙潁河周口段近年來水質(zhì)變化狀況。

沙河和潁河在周口交匯，沙潁河在河南省境內(nèi)共設(shè)有黃橋閘（上）、周口（二）、周口閘（上）、鄭埠口店閘（上）和槐店閘（上）共5個(gè)水污染聯(lián)防監(jiān)測(cè)斷面，全部位于周口市，其中黃橋閘（上）和周口（二）位于潁河上，周口閘（上）位于沙河上，鄭埠口閘（上）和槐店閘（上）位于交匯后的沙潁河上，斷面示意圖見圖1。主要監(jiān)測(cè)水量、水位、水溫、pH值、溶解氧、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)等指標(biāo)。其中，黃橋閘（上）和槐店閘（上）斷面每周監(jiān)測(cè)1次，周口（二）、周口閘（上）和鄭埠口店閘（上）斷面每月監(jiān)測(cè)2次。

圖1 沙潁河（周口段）斷面示意圖

一、各斷面水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)

參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），按照單因子評(píng)價(jià)法對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，將Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類水視作達(dá)標(biāo)，Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水視作不達(dá)標(biāo)，2013～2015年各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況見圖2。

圖2 2013～2015年各斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況圖

由圖2 可以看出，2014年水質(zhì)較差，2015年水質(zhì)明顯改善，遠(yuǎn)好于2013年和2014年。沙河和潁河交匯前，沙河水質(zhì)遠(yuǎn)好于潁河，沙河周口閘（上）斷面水質(zhì)達(dá)標(biāo)率均在50%以上，2015年接近80%，而潁河黃橋閘（上）斷面達(dá)標(biāo)率均在10%以下，即使是水質(zhì)較好的周口（二）斷面，達(dá)標(biāo)率也低于50%。沙穎河河段的鄭埠口閘（上）斷面水質(zhì)介于周口（二）斷面和周口閘（上）斷面之間，但是優(yōu)于下游的槐店閘（上）斷面。初步判斷鄭埠口閘（上）斷面水質(zhì)受上游來水影響較大，而槐店閘（上）斷面則受區(qū)間排污影響較大。

對(duì)2013～2015年水質(zhì)數(shù)據(jù)中屬于劣Ⅴ類水的測(cè)次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)劣Ⅴ類水占比有明顯下降趨勢(shì)，2013年占總測(cè)次比例為8.8%，2014年下降為4.1%，2015年則進(jìn)一步下降為1.8%，說明污染聯(lián)防工作的開展，對(duì)于水污染程度的改善是卓有成效的。

將高錳酸鹽指數(shù)和氨氮濃度分別超過10mg/L和2mg/L的測(cè)次視作嚴(yán)重污染，對(duì)嚴(yán)重污染的測(cè)次進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，高錳酸鹽指數(shù)嚴(yán)重污染主要出現(xiàn)在黃橋閘（上）和槐店閘（上）斷面，2015年占嚴(yán)重污染測(cè)次總數(shù)的76.9%，2014年和2013年則分別占到62.5%和83.3%；氨氮嚴(yán)重污染主要出現(xiàn)在周口（二）和槐店閘（上）斷面，2015年占嚴(yán)重污染測(cè)次總數(shù)的90.0%，2014年和 2013年則分別占到71.4%和75.0%。位于最下游的槐店閘（上）斷面高錳酸鹽指數(shù)和氨氮污染均較嚴(yán)重，而水質(zhì)達(dá)標(biāo)率最低的黃橋閘（上）斷面氨氮污染并不嚴(yán)重，近3年來氨氮嚴(yán)重污染測(cè)次為0。分季節(jié)看，氨氮的季節(jié)特性非常明顯，氨氮嚴(yán)重污染的測(cè)次主要出現(xiàn)在11月、12月、1月和2月的冬春季節(jié)，2015年占比為100%，2014年和2013年分別為42.8%和62.5%；高錳酸鹽指數(shù)則不明顯，2015年主要集中在淮河汛期6～9月，2014年主要集中在8～10月，2013年則主要集中在11月和12月。

二、斷面間影響分析

上文判斷鄭埠口（閘上）斷面水質(zhì)受上游來水影響較大，采用2015年監(jiān)測(cè)成果，以鄭埠口閘（上）斷面數(shù)據(jù)為自變量，分別以周口閘（上）和周口（二）斷面數(shù)據(jù)采用線性回歸方法進(jìn)行分析。鄭埠口閘（上）斷面的高錳酸鹽指數(shù)與上游2個(gè)斷面相關(guān)性較好，相關(guān)系數(shù)分別達(dá)到了0.84和0.76，其中與周口（二）斷面的相關(guān)性更好一些；而氨氮數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，相關(guān)系數(shù)僅為0.59和0.64，其中與周口閘（上）斷面相關(guān)性較好。

為減小波動(dòng)誤差，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一階累加變換后進(jìn)行線性回歸分析，累加后的數(shù)據(jù)表明鄭埠口閘（上）斷面水質(zhì)也與上游兩個(gè)斷面有顯著相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)R均接近1。線性回歸結(jié)果見圖3。

圖3 上游斷面對(duì)鄭埠口閘（上）斷面水質(zhì)的影響圖

采用多元線性回歸方法，同時(shí)考慮上游沙河和潁河對(duì)下游河段的影響，同樣對(duì)數(shù)據(jù)采用一階累加變換，得到鄭埠口閘（上）斷面高錳酸鹽指數(shù)模擬函數(shù)為z=0.580x+0.404y+1.858；氨氮模擬函數(shù)為z=0.438x+0.907y+0.849。函數(shù)中x、y、z分別代表周口（二）、周口閘（上）和鄭埠口閘（上）斷面水質(zhì)數(shù)據(jù)，兩函數(shù)相關(guān)系數(shù)分別為1.00和0.994，相關(guān)性非常顯著。采用同樣方法，采用2015年數(shù)據(jù)，用鄭埠口閘（上）斷面數(shù)據(jù)對(duì)其下游槐店閘（上）斷面水質(zhì)狀況進(jìn)行模擬，可得槐店閘（上）斷面高錳酸鹽指數(shù)模擬函數(shù)為y=1.437x+4.249，氨氮模擬函數(shù)為y=1.536x-1.379，相關(guān)系數(shù)R分別為0.996和0.997，相關(guān)性顯著。

由此可見，沙潁河（周口段）各個(gè)監(jiān)測(cè)斷面之間水質(zhì)關(guān)系極為密切。值得注意的是，上述相關(guān)關(guān)系是在現(xiàn)行水量調(diào)度狀況下得出的，由于不同斷面間水質(zhì)狀況差異明顯，通過控制水量下泄，可以有力控制污染物對(duì)下游的污染，因此上述模擬函數(shù)對(duì)于沙潁河流域防污調(diào)度工作具有重要的參考價(jià)值。

三、水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

采用近3年來的數(shù)據(jù)，分析沙潁河（周口段）各污染聯(lián)防斷面幾年來水質(zhì)變化趨勢(shì)。采用季節(jié)性肯達(dá)爾趨勢(shì)檢驗(yàn)法分別對(duì)各斷面的溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)和氨氮進(jìn)行分析，所得結(jié)果見表1。

表1 各斷面水質(zhì)變化趨勢(shì)表

由表1中可以看出，沙潁河（周口）段近3年來水質(zhì)主要特點(diǎn)是高錳酸鹽指數(shù)和溶解氧呈顯著下降趨勢(shì)，其余趨勢(shì)不明顯。其中黃橋閘（上）水質(zhì)有所改善，全年期高錳酸鹽指數(shù)呈顯著下降趨勢(shì)，溶解氧有降低趨勢(shì)；周口（二）斷面和黃橋斷面類似，高錳酸鹽指數(shù)3個(gè)水情期都呈顯著下降趨勢(shì)，但溶解氧有降低趨勢(shì)；周口閘（上）斷面全年期和非汛期高錳酸鹽指數(shù)和溶解氧顯著下降，非汛期氨氮?jiǎng)t顯著上升；鄭埠口閘（上）斷面全年期高錳酸鹽指數(shù)顯著下降；槐店閘（上）斷面全年期和非汛期高錳酸鹽指數(shù)則顯著上升?；钡觊l（上）斷面水質(zhì)有下降趨勢(shì)，這可能是區(qū)間排污增加造成的，應(yīng)當(dāng)引起重視，加強(qiáng)入河排污口監(jiān)督工作。

四、結(jié)論與展望

水質(zhì)水量的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是污染聯(lián)防工作的基礎(chǔ)和重要組成部分。通過對(duì)沙潁河（周口段）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析，可以看出污染聯(lián)防工作對(duì)沙潁河流域污染防控取得了積極效果，水質(zhì)得到了一定程度的改善，尤其是劣Ⅴ類水大幅度減少，同時(shí)也應(yīng)看到，沙潁河流域水污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻，部分?jǐn)嗝娑杭竟?jié)水污染壓力依然較大；通過對(duì)于上下游斷面相互關(guān)系的分析，發(fā)現(xiàn)沙潁河（周口段）各斷面間水質(zhì)密切相關(guān)。因此，通過精確地科學(xué)調(diào)度，對(duì)防控污染物下泄具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過對(duì)上下游斷面水質(zhì)關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)模擬，結(jié)合水量狀況，建立動(dòng)態(tài)水質(zhì)水量耦合模型，科學(xué)指導(dǎo)水量調(diào)度，可以作為未來工作的一個(gè)重要方向；沙潁河（周口段）下游水質(zhì)污染較嚴(yán)重，應(yīng)與入河排污口監(jiān)督工作相結(jié)合，限制污染源的入河量，是解決沙潁河流域污染的根本途徑■

（作者單位：河南省水文水資源局450003）