三門峽市黃河水源地水質(zhì)變化趨勢分析

席鳳霞+席保慧+郝晉+張鑫鑫+代琪

摘 要：為了實(shí)時(shí)掌握三門峽市黃河水源地水質(zhì)變化動態(tài)，選擇三門峽公路橋水質(zhì)監(jiān)測斷面2009年—2015年的資料，應(yīng)用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)方法對三門峽市黃河水源地主要污染指標(biāo)的變化趨勢進(jìn)行分析評價(jià)。結(jié)果表明，近幾年來，隨著黃河流域水污染防治力度的加大，三門峽市黃河水源地水質(zhì)變化趨勢呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)態(tài)勢。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；趨勢分析；季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法；三門峽市黃河水源地

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.33.200

三門峽市位于河南省西部邊緣，豫、晉、陜?nèi)〗唤缣幍狞S河右岸。于1986年被設(shè)立為地級市?，F(xiàn)有人口227.79萬人（2014年）。地處屬暖溫帶大陸性季風(fēng)型氣候，年平均氣溫13.8℃，年降水量500mm—800mm。由于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，地下水資源供需矛盾突出，為了滿足城鎮(zhèn)居民生活飲用水、工農(nóng)業(yè)用水的需要，該市自1995年開始以黃河作為水源地。隨著區(qū)域生產(chǎn)和生活用水量增加，排入黃河的廢污水量也隨之增大，部分企業(yè)廢污水量未經(jīng)達(dá)標(biāo)排放，再是農(nóng)業(yè)耕作使用大量的化肥、農(nóng)藥，加之黃河流域降水偏少、水量偏枯，水體稀釋和降解污染物的能力下降，使得區(qū)域水質(zhì)受到嚴(yán)重污染?！笆濉逼陂g，黃河流域污水排放治理力度加大，區(qū)域入黃排污得到了有效控制，三門峽市黃河水源地水質(zhì)有了明顯好轉(zhuǎn)。為了區(qū)域城鎮(zhèn)及黃河下游居民飲用水安全，適時(shí)對水源地水質(zhì)進(jìn)行分析研究意義重大。為了摸清近幾年來三門峽市黃河水源地水質(zhì)變化情況，本文選用Kendall檢驗(yàn)法對該水源地水質(zhì)變化趨勢進(jìn)行分析研究。

1 季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)方法

季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)是一種僅考慮數(shù)據(jù)相對排列的非參數(shù)檢驗(yàn)方法，其主要優(yōu)點(diǎn)是隨機(jī)變量的基本概率分布并不居于重要地位。該檢驗(yàn)一是將水質(zhì)資料在歷年相同月份或季節(jié)間進(jìn)行比較，避免了季節(jié)性的影響；二是因數(shù)據(jù)比較只考慮相對排列而不考慮其大小，則可避免水質(zhì)資料中常見的漏測值問題，也使奇異值對水質(zhì)趨勢分析影響降到最低限度。

取顯著性水平α為0.1和0.01，既當(dāng)α≤0.01時(shí)，說明檢驗(yàn)具有高度顯著性水平；當(dāng)0.01<α≤0.1時(shí)，說明檢驗(yàn)是顯著性。在α計(jì)算結(jié)果滿足上述兩條件情況下，當(dāng)τ為正時(shí)，則說明具有顯著（或高度顯著性）上升趨勢；當(dāng)τ為負(fù)時(shí)，則說明具有顯著（或高度顯著性）下降趨勢；當(dāng)τ為零時(shí)，則無趨勢。

2 水質(zhì)趨勢分析

2.1 水質(zhì)序列及評價(jià)項(xiàng)目選擇

為了保證趨勢分析的可靠性，本文選取三門峽市黃河水源地常年水質(zhì)監(jiān)測并具有代表性的斷面（三門峽公路橋斷面）2009年—2015年共7年的水質(zhì)序列資料，應(yīng)用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法進(jìn)行水質(zhì)變化趨勢分析。

本文根據(jù)三門峽市黃河水源地水體污染的特點(diǎn)，選擇監(jiān)測序列長、數(shù)據(jù)可靠及代表性強(qiáng)的CODCr、氨氮、pH、溶解氧、CODMn、BOD5、氟化物、砷、汞、揮發(fā)酚、硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽氮、鐵、錳等15項(xiàng)污染指標(biāo)進(jìn)行濃度變化趨勢分析。

2.2 水質(zhì)變化趨勢分析

（1）根據(jù)上述選擇的評價(jià)項(xiàng)目，采用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法計(jì)算得2009年—2015年三門峽市黃河水源地水質(zhì)濃度趨勢檢驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

從表1中得知，三門峽市黃河水源地2009年—2015年15項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)中，CODCr、氨氮、CODMn、BOD5、汞、鐵、錳等7項(xiàng)指標(biāo)呈高度顯著下降趨勢，占總指標(biāo)的46.7%；呈高度顯著上升趨勢為溶解氧、硝酸鹽氮2項(xiàng)指標(biāo)，占總的13.3%；呈顯著下降趨勢砷和呈顯著上升趨勢硫酸鹽指標(biāo)均占總的6.7%；pH、氟化物、揮發(fā)酚和氯化物4項(xiàng)指標(biāo)升降趨勢均不明顯，占總指標(biāo)的26.7%。

（2）依據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中“基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值”Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及“水源地補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值”規(guī)定，對上述評價(jià)項(xiàng)目（2009年—2015年）濃度月均值超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的CODCr、氨氮、鐵和錳4項(xiàng)污染指標(biāo)作進(jìn)一步分析，如圖1—圖4所示。

從圖1可以看出，CODCr除2009年—2011年有超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值20mg.L-1的外，其余4年均未有 超過Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。從圖2看出，氨氮汛期除了2009年有超過Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值1.0mg.L-1的外，其余年份均未超標(biāo)；非汛期超標(biāo)嚴(yán)重，主要是由于上游來水量小，稀釋及自凈能力差的原因。從圖3及圖4可以看出，鐵標(biāo)準(zhǔn)限值0.3mg·L-1，錳的為0.1mg·L-1，兩項(xiàng)指標(biāo)汛期超標(biāo)最為嚴(yán)重，其主要原因均是汛期泥沙量高所致，7年總的水質(zhì)變化趨勢在逐漸好轉(zhuǎn)。

3 水質(zhì)現(xiàn)狀分析

根據(jù)三門峽公路橋斷面2015年水質(zhì)監(jiān)測資料，對三門峽市黃河水源地水質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行單因子分析評價(jià)。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB3838-2002，評價(jià)指標(biāo)、各項(xiàng)指標(biāo)濃度年均值及評價(jià)結(jié)果如表2和表3所示。

從表2和表3中可以看出，三門峽公路橋斷面2015年15項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)中，除鐵超過“水源地補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值”外，其余項(xiàng)目均未超過“基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值”Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或“水源地補(bǔ)充項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值”規(guī)定，說明三門峽市黃河水源地水質(zhì)在向著達(dá)標(biāo)方向發(fā)展。

4 結(jié)語

本文采用季節(jié)性Kendall檢驗(yàn)法，對三門峽市黃河水源地2009年—2015年7年的水質(zhì)變化趨勢進(jìn)行分析，15項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)中，呈高度顯著下降趨勢的7項(xiàng)指標(biāo)，2項(xiàng)呈高度顯著上升趨勢，1項(xiàng)呈顯著下降趨勢占，1項(xiàng)呈顯著上升趨勢，4項(xiàng)升降趨勢均不明顯。對7年中濃度月均值超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)作了進(jìn)一步分析說明。并對2015年15項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了水質(zhì)類別分析評價(jià)。結(jié)果表明三門峽市黃河水源地水質(zhì)變化逐漸呈現(xiàn)好轉(zhuǎn)趨勢結(jié)果，與實(shí)際情況符合。

從以上分析結(jié)果看，三門峽市黃河水源地水污染狀況不容樂觀，今后還需進(jìn)一步加強(qiáng)《水法》和《水污染防治法》等法律法規(guī)的宣傳工作，提高全民保護(hù)水資源的意識，加大水污染防治力度，減少廢污水排放量，對區(qū)域排污企業(yè)進(jìn)行定期的監(jiān)督檢查，要求企業(yè)對污水進(jìn)行處理后再排入黃河，加強(qiáng)城市污水處理設(shè)施建設(shè)，加強(qiáng)區(qū)域水質(zhì)的監(jiān)測、監(jiān)督、預(yù)測及評價(jià)工作，密切關(guān)注三門峽市黃河水源地水質(zhì)變化趨勢，為保障城鎮(zhèn)及黃河下游居民飲用水安全提供服務(wù)。為水資源保護(hù)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]Kendall M G.Rank Corrclation Mcthods[M].London：Charles Griffin，1975.