岷江流域水質監(jiān)測與分析方法研究

馮仁諾

(成都市鐵路中學， 四川成都 610081)

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岷江流域水質監(jiān)測與分析方法研究

馮仁諾

(成都市鐵路中學， 四川成都 610081)

岷江流域的水質監(jiān)測及分析方法，可行的研究理論種類繁多。文章以水質監(jiān)測方式為水質分析方法序，對國內外相關研究文獻進行分析總結，結合岷江流域不同水段水文數(shù)據(jù)特征，對水質監(jiān)測數(shù)據(jù)的降維分析以及模糊綜合評價等方法進行分析介紹。最后對岷江流域水質分析評估這一研究方向進行了展望。

水資源調查;水質監(jiān)測；水質分析；岷江流域

隨著我國工業(yè)化、城市化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的不斷加快，水環(huán)境污染已從地表水延伸到地下水，從單一污染發(fā)展到多元化污染。水資源的研究對促進流域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、合理開發(fā)利用水資源、保護水域生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。岷江流域是成都平原最重要的水資源，它屬于長江上游的一級支流，位于北緯28°38′～ 33°10′，東經(jīng)102°35′～ 104°51′，發(fā)源于岷山弓杠嶺和郎架嶺，干流全長735 km，流域面積135 811 km2。根據(jù)河流自然地理和河道特征，上游部分劃分為都江堰以上，中游劃分為都江堰至樂山，樂山至宜賓為下游[1]。

每個水域的水質均反映了各種自然和人為活動的綜合作用[2]。盡管地表水水質的影響因子很復雜，但隨著點源污染的有效管理和控制，非點源污染尤其是農(nóng)業(yè)非點源污染就成為決定地表水水質的主要因素[3]。岷江流域岷江上游為水源涵養(yǎng)地[4]。河水一是靠天然降雨、森林涵養(yǎng)，二是靠積雪融化補給水量，水源比較豐富；岷江中游河道長約230 km，著名的都江堰灌區(qū)水流密如蛛網(wǎng)；岷江下游，河道長約160 km，其內有大渡河、青衣江的河水匯入[5]。因其水量豐富，故為成都市工業(yè)用水和居民生活用水的主要水源，其供水量占到78%左右。隨著國家最嚴格水資源管理制度的實施和公民環(huán)境保護意識的增強，水環(huán)境質量問題已受到社會各界越來越多的關注。因此，了解岷江流域水環(huán)境、分析監(jiān)測手段以及水質分析方法具有重要意義。

1　岷江流域水質監(jiān)測

水質監(jiān)測是對水域水質評估研究的最直接的方法，通過實地的相關監(jiān)測方式，可以獲取水質的直接信息，保證了相關單位對水域水體使用的監(jiān)督和測量。不僅對水域環(huán)境的評估提供重要數(shù)據(jù)，也能夠直觀地反映出水域環(huán)境的健康問題。水質監(jiān)測的主要對象一般是指某個水域內的水體中，包含的各類化學物質量，其中主要監(jiān)測的有高錳酸鹽、有機生物需氧量、重金屬類、磷化合物等。我國早在1962年起，曾先后在長江水系建立了191個監(jiān)測站，從全流域角度對長江的水質特征及變化進行了全面系統(tǒng)的監(jiān)測[6]，黃飛等人曾對三江水系(金沙江、岷江、長江)的宜賓段進行水質監(jiān)測分析[7]，其研究對象共選取了6個重點國控、省控斷面等。對“三江”水系水質主要污染負荷進行了分析。并且分析得到高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、石油類、總磷、總氮、鉛和鎘等7項指標所占的污染負荷比較大。最后利用PCA方法進行了污染源解析，結果表明該水域的水質污染主要來源于沿岸化工企業(yè)污廢水、城市生活污水和電子元器件類工廠廢水。

冷榮艾[8]在其岷江干流水污染趨勢分析及其防治一文中，將岷江干流各監(jiān)測斷面的水質監(jiān)測成果進行分析。其中包括《地表水環(huán)境質量標準》( GB 383-2002)中提出的水質監(jiān)測包括水溫、pH值、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、六價鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、硫化物等20個基本因子進行監(jiān)測分析。通過對不同斷面、不同監(jiān)測因子的數(shù)值進行水質評估。除了利用實測數(shù)據(jù)進行岷江流域的水質評估之外，張婷婷[9]等也通過使用水質監(jiān)測相關資料進行利用美國環(huán)保局開發(fā)的QUAL2 kW水質模型對岷江流域的水質進行模擬，對岷江樂山市中區(qū)流域區(qū)域進行了水環(huán)境質量現(xiàn)狀評價，采用單因子評價法得出了岷江樂山市中區(qū)流域的主要污染因子為與氨氮。然后根據(jù)水文及水質資料分析并確定模型參數(shù)，其研究成果驗證了QUAL2 kW模型在岷江流域水質模擬中的適用性、準確性。

2　水質分析方法

傳統(tǒng)的水質分析方法分為簡分析、全分析和專項分析3種，具體是用化學和物理方法測定水中各種化學成分的含量。由于水質監(jiān)測因子不同，對水質的影響亦不同，故對不同因子的分析方式亦當不同。其次由于水質變化是一個在時間和空間維度上都具備的現(xiàn)象，故對不同水域對象的水質時空研究是一個重要的課題。陳雨艷等人在對岷江流域水質狀況評價及變化趨勢分析研究[10]中，闡述2013年岷江流域水質空間分布、月季變化情況，并提出了流域水質污染防治建議，其使用的方法為內梅羅污染指數(shù)法。通過內梅羅污染指數(shù)來表征水質污染的程度，之后采用Spearman秩相關系數(shù)法對岷江干流水質變化進行趨勢分析。趙慶緒、侯寶燈等人曾利用灰色關聯(lián)度分析理論[11]對汶川大地震時期岷江流域的水質監(jiān)測結果進行綜合評價分析。該方法將地表水評價因子與其標準等級作為一個灰色系統(tǒng)，通過灰色關聯(lián)分析，進行地表水質評價。將灰色關聯(lián)分析法應用于地下水質評價中，計算實測水樣與各級標準值的關聯(lián)度，將實測水樣進行地下水評級。

除了上述Spearman秩相關系數(shù)法以及灰色關聯(lián)度分析法對岷江流域水質分析方法以外，楊朋友[12]等人利用模糊綜合評價方法對岷江流域地表水水質進行分析評估。模糊綜合評價方法是以模糊數(shù)學為基礎，其基本原理可以表述為[13]：根據(jù)模糊數(shù)學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，即用模糊數(shù)學對受到多種因素制約的事物或對象做出一個總體的評價。它具有結果清晰、系統(tǒng)性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決[14]。通過利用該方法，將岷江流域的不同區(qū)域的水質監(jiān)測點的不同指數(shù)進行模糊評價分析，最終得到岷江流域的上游和下游的地表水水質處于良好的狀態(tài)，而中游的水質狀況較差等結論。

3　結論

岷江位于三江流域，是四川省最重要的水系。該流域上中下游環(huán)境多變復雜，故對研究分析方式提出了較多的挑戰(zhàn)。本文對國內外相關文獻進行研究總結，得出在對岷江流域水質監(jiān)測方向，由于不同區(qū)域不同水質斷面的監(jiān)測因子較多，故采用PCA方式進行綜合評價或通過相關水文模型模擬來進行預測分析。其次，由于水質監(jiān)測數(shù)據(jù)的有限性和保密性，多數(shù)區(qū)域的實測數(shù)據(jù)不能夠滿足科研的需要，水文模型由此產(chǎn)生。在對岷江流域的水質分析方法當中，利用內梅羅污染指數(shù)進行評級，或利用Spearman秩相關系數(shù)法、灰色關聯(lián)度分析法以及模糊綜合評價方法進行水質分析評價都是較為常用的分析方法，分析結果均能夠達到基本需求。但是由于水文環(huán)境的復雜度較高，不同的斷面層或者不同的區(qū)域的環(huán)境千差萬別，需要單獨對應某個專一的區(qū)域采用專用的方法，才能夠滿足科學研究的需求，這對岷江流域水質監(jiān)測與分析方法研究提出了較高的要求。

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[2]Spatial Pattern of Rural Settlements in the Upper Reaches of the Minjiang River—a Case Study in Maoxian County, Sichuan.

[3]Responses of CH_4 Emissions to Nitrogen Addition and Spartina alterniflora Invasion in Minjiang River Estuary, Southeast of China.

[4]宋述軍,周萬村. 岷江流域土地利用結構對地表水水質的影響[J]. 長江流域資源與環(huán)境,2008(5):712-715.

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[7]黃飛,孫佑佳,郭宗鋒,等. 三江水系(宜賓段)水質主要污染負荷分析[J]. 宜賓學院學報,2008(12):66-69.

[8]冷榮艾. 岷江干流水污染趨勢分析及其防治措施探討[J]. 四川水利,2014(1):58-62.

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[定稿日期]2016-03-21