江西境內萍水河水質狀況評價及變化趨勢分析

曾凡萍，付于蘭，方　丹，漆愛萍

（1.萍鄉(xiāng)市環(huán)境監(jiān)測站，江西 萍鄉(xiāng) 337000；2.萍鄉(xiāng)市環(huán)境監(jiān)察支隊，江西 萍鄉(xiāng) 337000；3.萍鄉(xiāng)市環(huán)境科學研究所，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

江西境內萍水河水質狀況評價及變化趨勢分析

曾凡萍1，付于蘭2，方丹1，漆愛萍3

（1.萍鄉(xiāng)市環(huán)境監(jiān)測站，江西 萍鄉(xiāng) 337000；2.萍鄉(xiāng)市環(huán)境監(jiān)察支隊，江西 萍鄉(xiāng) 337000；3.萍鄉(xiāng)市環(huán)境科學研究所，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

通過對萍水河監(jiān)測斷面水質監(jiān)測數(shù)據的分析，利用內梅羅污染指數(shù)法及秩相關系數(shù)法進行水質評價，分析了“十二五”期間萍水河水質情況及其變化趨勢，闡述了萍水河的水質空間分布規(guī)律。結果表明：萍水河斷面水質以Ⅱ類、Ⅲ類為主，水質總體較好，但呈下降趨勢；其上游水質較好，中游較差，下游略有好轉，麻山河等萍水河支流水質較好。

萍水河水質；評價；變化；內梅羅污染指數(shù)法；秩相關系數(shù)法

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.04.17

發(fā)源于宜春市袁州區(qū)水江鄉(xiāng)的萍水河，流經萍鄉(xiāng)市上栗縣、安源區(qū)、湘東區(qū)，從萍鄉(xiāng)市湘東區(qū)荷堯鎮(zhèn)出境，流經醴陵市，于株洲市淥口鎮(zhèn)匯入湘江，與瀏陽河、洣水、耒水合稱“湘東小四水”。萍水河（江西境內）全長80.1 km，流域面積587.4 km2，多年徑流量18.3 m3/s，天然落差456.2 m，水能資源蘊藏量818 500 kW。沿途匯入福田河、麻山河、南坑河、白竺河、拓村河、長平河等支流。萍水河穿萍城而過，是萍鄉(xiāng)的母親河，水環(huán)境質量好壞對萍鄉(xiāng)的經濟發(fā)展具有重要意義；因其最終匯入湘江，其水質對湘江水質也有直接的影響。目前，關于萍水河水質方面的分析研究鮮見報道［1-3］。

本研究利用萍水河“十二五”期間的水質常規(guī)監(jiān)測資料，結合實地調研結果，采用內梅羅污染指數(shù)法［4-8］、秩相關系數(shù)法［9-12］等方法對萍水河（江西境內）的水質情況進行評價，全面分析該河段的水質情況及幾年來的水質變化趨勢，以期為萍水河的水資源保護和合理利用提供理論參考。

1　評價方法與斷面設置

1.1評價因子

地表水環(huán)境質量采用《地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838—2002）中的Ⅲ類標準進行評價，評價因子為《地表水環(huán)境質量標準》（GB 3838—2002）表1中除水溫、總氮和糞大腸菌群以外的21項。

1.2評價方法

1.2.1內梅羅污染指數(shù)法

式中：Ci為第i項評價因子的實測值，Ci0為第i項評價因子的標準值，采用《地表水環(huán)境質量標準》 （GB 3838—2002） 中的Ⅲ類標準值，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為內梅羅污染指數(shù)。

1.2.2Spearman秩相關系數(shù)法

為了解污染物隨時間變化規(guī)律，引入了Spearman秩相關系數(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。

將rs的絕對值與臨界值Wp進行比較，若|rs|＞Wp，則表明變化趨勢有明顯意義；若rs是負值，則表明為下降趨勢；rs是正值，則表明為上升趨勢。當n=5時，臨界值Wp為0.90，即|rs|≥0.90，變化趨勢有顯著意義。

1.3水質監(jiān)測斷面設置

萍水河共布設了8個監(jiān)測斷面，各監(jiān)測斷面位置見圖1。其中和雁橋監(jiān)測斷面（圖中①號位置）位于萍水河上游，為對照斷面；三田斷面（圖中②號）位于萍鄉(xiāng)城區(qū)上游，為控制斷面；南門橋斷面（圖中③號）位于城區(qū)中心，控制市區(qū)的工業(yè)和生活污水，為控制斷面；桐車灣斷面（圖中④號）位于城區(qū)中心下游，代表中心城區(qū)出境水質，為控制斷面；黃花橋斷面（圖中⑤號）位于湘東工業(yè)區(qū)下游，用于控制萍鄉(xiāng)鋼鐵廠等企業(yè)的工業(yè)廢水，為控制斷面；金魚石斷面（圖中⑥號）為省界斷面，用于控制萍鄉(xiāng)市出境水，為削減斷面；南坑河河口斷面（圖中⑦號）為一級支流南坑河的入河口，為控制斷面；麻山河河口斷面（圖中⑧號）為一級支流麻山河的入河口，為控制斷面。

2　結果與分析

2.1萍水河水質狀況

為了辨別主要污染物質，本研究計算了萍水河各監(jiān)測因子的污染分擔率，各監(jiān)測因子污染分擔率的具體數(shù)值見圖2。

圖1　萍水河水質監(jiān)測斷面位置

由圖2可知，“十二五”期間，萍水河19項監(jiān)測因子中，化學需氧量單項綜合污染指數(shù)為22.22，是首要污染物，其污染分擔率占13.75%，最大值出現(xiàn)在2012年的黃花橋斷面，超標0.17倍；其次為高錳酸鹽指數(shù)，單項綜合污染指數(shù)為17.70，污染分擔率為10.95%，最大值出現(xiàn)在2012年的南門橋斷面，是地表水Ⅲ類標準的0.92倍，未超標；然后為氨氮，單項綜合污染指數(shù)為16.34，污染分擔率為10.11%，最大值出現(xiàn)在2015年的南門橋斷面，超標1.71倍。此外，除2014年南門橋監(jiān)測斷面總磷最大值超標0.12倍外，其余監(jiān)測因子均未超標，萍水河斷面水質以Ⅱ類、Ⅲ類為主，總體水質較好。

表2　常用水投放比例

2.2水質時空變化

“十二五”期間，萍水河8個監(jiān)測斷面水質變化情況見圖3。

圖3　萍水河監(jiān)測斷面內梅羅綜合評價結果

由圖3可知，“十二五”期間，萍水河上游的和雁橋、三田斷面內梅羅污染指數(shù)均小于0.5，水質較好，這很可能與上游地區(qū)多以農業(yè)丘陵地帶為主，工業(yè)基礎相對薄弱，水環(huán)境受人類的影響較小有關。中游的南門橋監(jiān)測斷面位于城區(qū)中心，接納市區(qū)的工業(yè)和生活污水，與上游和雁橋、三田斷面相比，內梅羅污染指數(shù)有明顯增大，水質相對最差，特別是2015年，內梅羅污染指數(shù)達到了0.80，其中最大污染因子為氨氮。下游的桐車灣斷面水質受其影響也相對較差，出現(xiàn)了和南門橋相一致的水質變化趨勢，其2015年的內梅羅污染指數(shù)達到了0.71，最大污染因子也為氨氮，與南門橋相比綜合污染指數(shù)略低一些，這可能與水體流動過程中的自身凈化作用有關。黃花橋位于湘東工業(yè)區(qū)下游，接納了萍鄉(xiāng)鋼鐵廠等企業(yè)的工業(yè)廢水，除2011年內梅羅污染指數(shù)小于0.40外，2012—2015年內梅羅污染指數(shù)均在0.5以上，最大污染因子為化學需氧量。金魚石監(jiān)測斷面位于黃花橋下游，是萍水河由萍鄉(xiāng)市進入醴陵市的出境斷面，由于河水的自身凈化，水質相對于黃花橋略好。南坑河河口和麻山河河口分別為萍水河一級支流南坑河、麻山河的入河口，南坑河與麻山河都位于山區(qū)，是生活飲用水的取水區(qū)，受人為影響很小，內梅羅污染指數(shù)較小，水質相對最好。

“十二五”期間，萍水河主要污染物為化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和氨氮，其含量的時間空間變化見圖4～圖6。

圖4　萍水河各斷面化學需氧量含量的時間變化

圖5　萍水河各斷面高錳酸鹽指數(shù)含量的時間變化

從上圖可見，3種物質含量的變化趨勢相似。從空間上來看，河流上游的含量較低，中游含量更高，下游含量逐漸降低；從時間上來看，3種物質的含量有著逐年增高的趨勢，尤其是三田、南門橋、桐車灣斷面趨勢明顯。

圖6　萍水河各斷面氨氮含量的時間變化

由以上分析可以看出，萍水河進入萍鄉(xiāng)市區(qū)，水質明顯變差。萍鄉(xiāng)以煤立市，是個傳統(tǒng)的老工業(yè)城市，每年都有大量的生活污水、工業(yè)廢水產生，萍水河穿萍城而過，接納了城區(qū)絕大部分的各種外排水，這就給萍水河水環(huán)境帶來沉重的負擔?！笆濉逼陂g，萍鄉(xiāng)市經濟總量增長較快，至2015年，全市工業(yè)固定資產投資664.45億元，比2010年增長107%，工業(yè)的快速發(fā)展，導致工業(yè)廢水污染物產生量增加，全市通過結構減排、工程減排、管理減排等手段控制污染物排放總量，使得化學需氧量和氨氮等污染物的排放得到有效控制。據萍鄉(xiāng)市環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據，2011年萍鄉(xiāng)城區(qū)工業(yè)廢水排放量為702.03萬t，2015年城區(qū)工業(yè)廢水排放量為686.14萬t，這使得萍水河水質總體保持穩(wěn)定。在所布設的監(jiān)測斷面中，萍水河的南門橋斷面、桐車灣斷面水質相對較差，主要原因是南門橋斷面位于萍鄉(xiāng)城區(qū)中心，隨著經濟總量及城市規(guī)模的不斷擴大，生活污水產生量也在逐年增加，據萍鄉(xiāng)市環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據，2011年萍鄉(xiāng)城區(qū)生活廢水排放量為2 974.78萬t，2015年城區(qū)生活廢水排放量為2 998.00萬t，同時因城區(qū)生活污水管網建設不夠完善，尚未實現(xiàn)全覆蓋，老舊管網存在破損滲漏現(xiàn)象，南門橋斷面上游匯入的五豐河、白源小河，其片區(qū)的污水收集管網不完善，清污、雨污沒有分流徹底，部分生活污水直排，加上污水收集干管位于河床內，枯水季節(jié)污水外漏問題較為突出，從而影響南門橋斷面水質，同時也影響了其下游的桐車灣斷面。

總體來說，萍水河上游污染物的濃度較低，水環(huán)境質量較好。進入城區(qū)，河水中污染物的濃度明顯增大，水質內梅羅污染指數(shù)大體上是從上游到下游逐漸降低，河水中污染物的濃度逐漸減小，水質逐漸變好。這應該是水體自凈所起到的作用，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，水體中的污染物會稀釋、擴散、沉淀，也會發(fā)生氧化、還原等化學反應，水中部分微生物可以對有機物進行氧化降解，經過水體這一系列的物理、化學與生物作用，從而導致污染物濃度降低，水質變好。

綜上所述，“十二五”期間萍水河上游水質較好，和雁橋、三田斷面內梅羅污染指數(shù)均小于0.5；進入城區(qū)水質變差，中游水質相對較差，但下游水質略有好轉，有逐漸變好的趨勢。主要污染因子為氨氮、高錳酸鹽指數(shù)和化學需氧量，其含量呈逐年增高的趨勢。

2.3萍水河水質變化趨勢分析

采用Spearman秩相關系法對萍水河水質變化進行趨勢分析。根據萍水河8個斷面各年度水質的內梅羅污染指數(shù)計算其秩相關系數(shù)，如圖7所示。

圖7　Spearman秩相關系數(shù)統(tǒng)計

由圖7可見，“十二五”期間，萍水河8個監(jiān)測斷面的秩相關系數(shù)都大于零，這說明萍水河所有斷面的內梅羅污染指數(shù)均呈上升趨勢。其中位于前三的依次是南門橋、三田、和雁橋斷面，尤其是三田和南門橋斷面的秩相關系數(shù)rs≥0.9，變化趨勢有顯著意義。位于城區(qū)上游的三田斷面由于近幾年萍鄉(xiāng)經濟的發(fā)展，城區(qū)的擴張，受人為影響越來越明顯，水質下降趨勢明顯，需引起足夠重視。位于城區(qū)中心的南門橋斷面也由于工業(yè)商業(yè)活動的加劇，而相應的基礎建設如污水收集管網的建設改造滯后，接納的各類污水量增多，水質也出現(xiàn)較為明顯的下降。

3　結論

“十二五”期間，萍水河水質較好，8個監(jiān)測斷面中，水質達Ⅱ類標準的有4個，達Ⅲ類標準的有4個，全河水質為優(yōu)。主要污染斷面為南門橋斷面，其次為桐車灣斷面；主要污染因子為化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和氨氮?？傮w來說，萍水河上游水質較好，中游水質較差，下游水質略有好轉。采用Spearman秩相關系數(shù)法對萍水河水質進行趨勢分析，所有斷面的秩相關系數(shù)rs都大于零，水質內梅羅污染指數(shù)有升高趨勢，尤其是三田和南門橋斷面的rs≥0.9，變化趨勢有顯著意義，需引起足夠重視。

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（編輯：程?。?/p>

Evaluation of TheW ater Quality of Pingshui River and Analysis on Its Variation Trend

Zeng Fanping1，F(xiàn)u Yulan2，F(xiàn)ang Dan1，Qi Aiping3
（1.Pingxiang Environmental Monitoring Station，Pingxiang Jiangxi 337000，China；2.Pingxiang Environmental Inspection Team，Pingxiang Jiangxi 337000，China；3.Pingxiang Institute of Environmental Science，Pingxiang Jiangxi 337000，China）

Based on themonitoring data of water quality of Pingshui River，the situation of water quality and the variation trends of Pingshui river from 2011-2015 were analyzed，the spatial distribution and the change of water quality of Pingshui River was clarified．The results showed that the water quality of the upper reaches of Pingshui Rivermainstream was good，themiddle reaches water quality was poor and the water quality of the downstream was slightly better．The water qualities of some tributaries such as Mashan River were good．

water quality of Pingshui River，evaluation，variation，nemerow indexmethod，spearman

X824

A

1008-813X（2016）04-0065-05

2016-06-17

曾凡萍（1978-），男，江西萍鄉(xiāng)人，畢業(yè)于南昌大學環(huán)境工程專業(yè)，碩士，工程師，主要從事環(huán)境保護與監(jiān)測工作。