遼寧省兩座典型水庫水質(zhì)全要素演變趨勢動態(tài)識別分析

楊金尉

(遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000)

大型水庫作為重要的供水水源，其水質(zhì)變化對于供水水源的安全性評估十分重要[1]。石佛寺水庫[2]、大伙房水庫[3]作為遼寧省兩座典型大型水庫，其水質(zhì)變化是當(dāng)前水環(huán)境監(jiān)測的重點區(qū)域，也是政府環(huán)?？己说闹匾笜?biāo)。對以上兩座水庫水質(zhì)變化趨勢研究已取得一些成果[5- 9]，但還未對水庫建立水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)以來其水質(zhì)演變趨勢進行統(tǒng)計分析。為此本文結(jié)合兩座水庫近30年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對其水質(zhì)演變趨勢進行統(tǒng)計分析，并對水庫的富營養(yǎng)指數(shù)進行評估分析。

1 水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)

兩座水庫水質(zhì)站見表1。

表1 重點水庫水質(zhì)站

2 水質(zhì)演變趨勢分析

2.1 大伙房水庫年際水質(zhì)變化趨勢分析

大伙房水庫共布設(shè)7個水質(zhì)監(jiān)測斷面，包括3個入庫口監(jiān)測斷面、3個庫區(qū)監(jiān)測斷面、1個取水口監(jiān)測斷面，其中臺溝、古樓、北雜木分別為社河、蘇子河、渾河入庫口，庫區(qū)3個監(jiān)測斷面從上至下分別為渾73、渾37、渾7，如圖1所示。

圖1 大伙房水庫水質(zhì)監(jiān)測斷面

2.1.1水質(zhì)變化趨勢

結(jié)合大伙房水庫各水質(zhì)監(jiān)測點數(shù)據(jù)，對大伙房水庫入庫口與庫區(qū)水質(zhì)變化趨勢進行分析，如圖2—3所示。

從水質(zhì)類別變化趨勢圖看，大伙房水庫入庫口3個斷面中，北雜木水質(zhì)稍差。雙指標(biāo)水質(zhì)類別評價結(jié)果中，古樓、北雜僅有個別年份未達到Ⅱ類，臺溝參評年份中達到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。大伙房水庫庫區(qū)3個監(jiān)測斷面及撫順取水口中渾73站水質(zhì)稍差些，可能由于73站位于蘇子河、渾河入庫匯合口處，受上游來水水質(zhì)影響較大，高錳酸鹽指數(shù)是影響渾73站水質(zhì)類別的主要因子；渾7和撫順取水口站全指標(biāo)水質(zhì)類別變化趨勢基本一致。

圖2 大伙房水庫入庫口水質(zhì)年際變化趨勢

圖3 大伙房水庫庫區(qū)和壩前斷面水質(zhì)年際變化趨勢

從高錳酸鹽指數(shù)、氨氮濃度年際變化趨勢來看，三個入庫斷面各年際高錳酸鹽指數(shù)濃度幾乎全部優(yōu)于Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，將同年期濃度進行比較，濃度從高到低的順序依次是北雜木、古樓、臺溝，其中臺溝、古樓的高錳酸鹽指數(shù)濃度呈現(xiàn)逐年降低的趨勢，北雜木的高錳酸鹽指數(shù)濃度呈現(xiàn)上升-回落趨勢；各年際氨氮的濃度幾乎全部優(yōu)于Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，三個入庫斷面的同年期濃度進行比較，北雜木的氨氮濃度最高，臺溝、古樓氨氮濃度相差不大。庫區(qū)3個監(jiān)測斷面渾7、渾37、渾73及撫順取水口監(jiān)測斷面的高錳酸鹽指數(shù)、氨氮濃度年際變化趨勢基本一致，幾乎各年際均優(yōu)于Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，高錳酸鹽指數(shù)濃度由庫區(qū)至壩前區(qū)濃度逐漸趨低現(xiàn)象比較明顯。

2.1.2營養(yǎng)狀態(tài)變化趨勢

各站營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值的逐年變化趨勢如圖4所示。從圖4可以看出臺溝站營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值在41.6～55.7之間，各年份以中營養(yǎng)狀態(tài)為主；古樓站營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值在42.1～58.5之間，各年份以中營養(yǎng)狀態(tài)為主；北雜木站營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值在34.7～60.6之間，各年份輕度富營養(yǎng)狀態(tài)為主，2005、2014、2015年為中度富營養(yǎng)狀態(tài)；渾7站營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值在35.5～54.8之間，各年份以中營養(yǎng)狀態(tài)為主；渾37站營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值在41.8～50.9之間，各年份以中營養(yǎng)狀態(tài)為主；渾73站營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值在35.5～61.4之間，各年份以輕度富營養(yǎng)狀態(tài)為主，2003、2005、2013、2014、2015、2016年為中度富營養(yǎng)狀態(tài)；撫順取水口站營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值在36.2～60.7之間，各年份以中營養(yǎng)狀態(tài)為主，2013年為中度富營養(yǎng)狀態(tài)。整體來看，2005、2013、2016年各水質(zhì)站富營養(yǎng)化狀態(tài)相對嚴(yán)重。分析5年滑動平均曲線可以得出，各水質(zhì)站在1997—2000年出現(xiàn)小幅度的上升或下降，在2000—2005年出現(xiàn)上升或小幅度波動狀態(tài)(僅渾7站在此時間段出現(xiàn)谷值)，在2005—2016年均經(jīng)歷了不同程度的降低，在2009、2011年各水質(zhì)站均為中營養(yǎng)狀態(tài)；2012、2013、2014年各水質(zhì)站營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值持續(xù)增高，2013年僅渾37站為中營養(yǎng)，其他水質(zhì)站均達到輕度或中度富營養(yǎng)狀態(tài)。

圖4 大伙房水庫富營養(yǎng)化指數(shù)演變分析

圖5 石佛寺水庫水質(zhì)演變趨勢

2.2 石佛寺水庫年際水質(zhì)變化趨勢分析

石佛寺水庫共布設(shè)3個水質(zhì)監(jiān)測斷面，包括入庫口監(jiān)測斷面、庫中心監(jiān)測斷面、壩前區(qū)監(jiān)測斷面。其中壩前區(qū)水質(zhì)實測資料序列為2007—2016年，入庫口、庫中心水質(zhì)實測資料序列為2011—2016年。

2.2.1水質(zhì)變化趨勢

結(jié)合石佛寺水庫各監(jiān)測斷面水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，對其水質(zhì)全要素年際變化趨勢進行分析，如圖5所示。

從全要素指標(biāo)分析結(jié)果可知，水庫壩前水質(zhì)類別總體表現(xiàn)較低，從2010年開始，水質(zhì)出現(xiàn)較為明顯的好轉(zhuǎn)，通過雙指標(biāo)分析，石佛寺水庫水質(zhì)從2010出現(xiàn)較為明顯的改善，水質(zhì)監(jiān)測總體指標(biāo)在Ⅲ～Ⅳ類之間浮動，其水庫入庫監(jiān)測指標(biāo)可達到Ⅲ類水，庫區(qū)中心的水質(zhì)也有一定程度的改善，基本穩(wěn)定在Ⅳ類水，氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)是水庫水質(zhì)影響的主要指標(biāo)。從高錳酸鹽指數(shù)、氨氮濃度年際變化趨勢來看，整體上三個斷面的高錳酸鹽指數(shù)濃度多數(shù)年份低于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，氨氮濃度多數(shù)年份高于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值。

2.2.2營養(yǎng)狀態(tài)變化趨勢

對石佛寺水庫壩前區(qū)斷面2007—2016年的營養(yǎng)狀態(tài)進行分析(入庫口和庫中心斷面數(shù)據(jù)系列2011—2016年，未進行年際分析)，分析結(jié)果如圖6所示。

圖6 石佛寺水庫壩前斷面營養(yǎng)狀態(tài)年際變化趨勢

從圖6可看出，2006—2013年石佛寺水庫各年際營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI值均大于60.0，為中度度營養(yǎng)狀態(tài)，各年際營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI平均值為66.1。從石佛寺水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)年際線性趨勢分析來看，營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)時間序列呈減少趨勢。

3 結(jié)語

大伙房水庫90%的水量來自渾河、蘇子河，從入庫主要污染物濃度看，兩條河的污染對水庫水質(zhì)造成很大威脅，隨著近年來大伙房水庫上游河段的治理，有機污染物濃度出現(xiàn)降低趨勢，水庫水質(zhì)出現(xiàn)較為明顯的改善。

氨氮、總磷、高錳酸鹽指數(shù)是影響石佛寺水庫水質(zhì)的主要指標(biāo)，需要加大對這三種水質(zhì)指標(biāo)的環(huán)控力度，加大石佛寺水庫水生態(tài)環(huán)境治理的力度。