2010—2016年彰武南海水庫水質(zhì)變化趨勢分析

郭學(xué)士

（安陽市彰武南海水庫工程管理局，河南安陽455000）

2010—2016年彰武南海水庫水質(zhì)變化趨勢分析

郭學(xué)士

（安陽市彰武南海水庫工程管理局，河南安陽455000）

為了全面掌握彰武和小南海水庫水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、監(jiān)控水質(zhì)變化趨勢和依法監(jiān)督管理，對兩水庫水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀開展調(diào)查、監(jiān)測和分析，并針對兩水庫關(guān)鍵因子采用Daniel檢驗法進(jìn)行趨勢分析。

彰武南海水庫；水質(zhì)；趨勢分析

1 引言

小南海水庫和彰武水庫（以下簡稱彰武南海水庫）位于安陽市上游，是重要的水源地。安陽市是嚴(yán)重缺水的城市，人均水資源量只有全國的1/10，“兩庫一泉”不僅是群眾休閑娛樂、觀賞風(fēng)光的好去處，同時承擔(dān)著工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉用水和生態(tài)供水的任務(wù)。所以，加強“兩庫一泉”水功能區(qū)管理、提高水資源質(zhì)量，是安陽市保持水資源可持續(xù)利用、打造水生態(tài)文明的可靠保障。

2 兩庫概況

彰武南海兩水庫是安陽河上游聯(lián)合運用的2座大（中）型梯級水庫，始建于1958年，經(jīng)多次續(xù)建而成。兩水庫總庫容1.85億m3，其中彰武水庫0.78億m3、小南海水庫1.07億m3，控制流域面積970 km2，具有防洪、工農(nóng)業(yè)供水、發(fā)電、旅游等綜合效益。兩水庫承擔(dān)著安鋼集團、大唐集團安陽電廠、安化集團、沙鋼永興集團等省市重點企業(yè)的工業(yè)供水任務(wù)和下游1.2萬hm2農(nóng)田灌溉用水任務(wù)，是安陽市的重要水源地；同時，承擔(dān)著安陽市區(qū)、京廣鐵路、京港澳高速公路、石武高鐵等重要交通干線及下游人民群眾生命和財產(chǎn)安全的防洪任務(wù)，是安陽市重要的防洪屏障。

3 兩庫現(xiàn)狀水質(zhì)

2016年，彰武水庫分析項目年均濃度值及豐水期、枯水期、平水期濃度均值均符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；但從每月的監(jiān)測結(jié)果分析看，在豐水期（7月）高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、總磷超出Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，占8.3%。彰武水庫綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI（∑）為54，屬于輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)，與2015年相比營養(yǎng)狀態(tài)水平持平。同年，小南海水庫分析項目年均濃度值符合Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，豐水期濃度均值符合Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，枯水期濃度均值符合Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，平水期濃度均值符合Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；但從每月的監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計看，超出Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)比例較大的前3項指標(biāo)是總磷（58.3%）、高錳酸鹽指數(shù)（50%）、化學(xué)需氧量（50%）。

4 兩庫水質(zhì)變化趨勢分析

4.1 參數(shù)選擇

根據(jù)兩水庫特點及水質(zhì)敏感參數(shù)，選擇總磷、總氮、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)等項目進(jìn)行分析。

4.2 數(shù)據(jù)序列

采用2010—2016年連續(xù)7 a的數(shù)據(jù)序列。

4.3 Daniel的趨勢檢驗方法概述

Daniel的趨勢檢驗方法使用了Spearman的秩相關(guān)系數(shù)。使用這一方法，要求具備足夠的數(shù)據(jù)，一般至少應(yīng)采用4個期間的數(shù)據(jù)，即5個時間序列的數(shù)據(jù)。給出時間周期Y1，…，YN和它們的相應(yīng)值X（即年均值C1，…，CN），并從大到小排列好。統(tǒng)計檢驗用的秩相關(guān)系數(shù)按下式計算：式中：di為變量Xi與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。

將秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對值同Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計表（見表1）中的臨界值Wp進(jìn)行比較。當(dāng)rs＞W(wǎng)p時，則表明變化趨勢有顯著意義；若rs為負(fù)值，則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標(biāo)變化呈下降趨勢或好轉(zhuǎn)趨勢；若rs為正值，則表明在評價時段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計量指標(biāo)變化呈上升趨勢或加重趨勢；當(dāng)rs≤Wp時，則表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內(nèi)水質(zhì)變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

表1 秩相關(guān)系數(shù)rs的臨界值（Wp）

4.4 計算結(jié)果分析

4.4.1 彰武水庫

（1）總磷。將表2數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得出rs=0.321，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內(nèi)彰武水庫總磷含量變化平穩(wěn)。2010—2016年彰武水庫總磷監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果，見表2。

表22010 —2016年彰武水庫總磷監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果

（2）總氮。將表3數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=0.256，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內(nèi)彰武水庫總氮含量變化平穩(wěn)。2010—2016年彰武水庫總氮監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果，見表3。

表32010 —2016年彰武水庫總氮監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果

（3）氨氮。將表4數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=-0.429，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內(nèi)彰武水庫氨氮含量變化平穩(wěn)。2010—2016年彰武水庫氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果，見表4。

表42010 —2016年彰武水庫氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果

（4）高錳酸鹽指數(shù)。將表5數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=-0.893，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＞W(wǎng)p，表明變化趨勢在0.05的可信度水平上是有意義的，所以得出彰武水庫高錳酸鹽指數(shù)含量呈下降趨勢。2010—2016年彰武水庫高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果，見表5。

表52010 —2016年彰武水庫高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果

4.4.2 小南海水庫

（1）高錳酸鹽指數(shù)。將表6數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=-0.464，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內(nèi)小南海水庫高錳酸鹽指數(shù)含量變化平穩(wěn)。2010—2016年小南海水庫高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果，見表6。

表62010 —2016年小南海水庫高錳酸鹽指數(shù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果

（2）氨氮。將表7數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=0.286，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內(nèi)小南海水庫氨氮含量變化平穩(wěn)。2010—2016年小南海水庫氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果，見表7。

表72010 —2016年小南海水庫氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果

（3）化學(xué)需氧量。將表8數(shù)據(jù)及N=7帶入式（1），得到rs=-0.571，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應(yīng)的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內(nèi)小南海水庫化學(xué)需氧量含量變化平穩(wěn)。2010—2016年小南海水庫化學(xué)需氧量監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果，見表8。

表82010 —2016年小南海水庫化學(xué)需氧量監(jiān)測數(shù)據(jù)及秩相關(guān)系數(shù)計算結(jié)果

5 結(jié)論和建議

5.1 結(jié)論

彰武水庫近年來總磷、總氮、氨氮變化趨勢平穩(wěn)，高錳酸鹽指數(shù)呈明顯下降趨勢；小南海水庫近年來高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、化學(xué)需氧量變化趨勢平穩(wěn)。

5.2 建議

（1）加強組織領(lǐng)導(dǎo)，建立健全水庫水環(huán)境保護(hù)機制，各有關(guān)部門各負(fù)其責(zé)，密切配合，共同推進(jìn)水庫水質(zhì)保護(hù)工作。

（2）加強各類專項資金的整合，積極創(chuàng)造條件，探索多渠道籌資方式，加大對水庫周邊地區(qū)環(huán)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的資金支持力度。加大對湖庫富營養(yǎng)化形成和消除機理、水體氮磷污染控制、藻類生長、水生態(tài)修復(fù)等方面技術(shù)研發(fā)攻關(guān)，不斷增強湖庫水質(zhì)保護(hù)的科技支撐能力。

（3）加強水質(zhì)監(jiān)測監(jiān)控，動態(tài)監(jiān)控水質(zhì)變化趨勢，水質(zhì)監(jiān)測做到定時、定期、定點。建立湖庫水質(zhì)預(yù)警指標(biāo)體系和預(yù)警信息統(tǒng)一發(fā)布制度，為庫體水質(zhì)安全預(yù)警提供保障。建立健全突發(fā)水污染事件和藻類防控應(yīng)急預(yù)案，落實應(yīng)對各項應(yīng)急措施，全面提高水環(huán)境危機應(yīng)對處置能力。

（4）加大執(zhí)法力度，切實加強對水庫周邊污染源的監(jiān)管，對違規(guī)違法飼養(yǎng)、亂排污水污物、亂開亂建、亂倒垃圾等危害水質(zhì)的行為依法依規(guī)加重處理。嚴(yán)格禁止與水源保護(hù)無關(guān)的項目或工程建設(shè)運營，最終達(dá)到優(yōu)化水域生態(tài)環(huán)境的目標(biāo)。

（5）加大對水利、環(huán)保、漁業(yè)、水污染防治等方面的法律法規(guī)宣傳力度，推動社會各方力量的廣泛參與和監(jiān)督，以形成保護(hù)湖庫水質(zhì)人人有責(zé)的良好社會氛圍，促進(jìn)兩庫水體水質(zhì)的可持續(xù)改善。

TV697.2+1；X824

A

1004-7328（2017）04-0017-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.04.006

2017—04—10

郭學(xué)士（1969—），男，工程師，主要從事水庫工程管理工作。