“十三五”期間酒泉市轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系地表水環(huán)境質(zhì)量分析及預(yù)測

張靜 惠亞梅 高娜 文婷

摘要 根據(jù)“十三五”期間酒泉市轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系主要河流和水庫水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，選取主要指標(biāo)，運(yùn)用綜合污染指數(shù)法和Spearman秩相關(guān)系數(shù)，分析了“十三五”期間酒泉市轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系地表水的變化趨勢。通過灰色建模軟件篩選出符合模型精度要求的點(diǎn)位，并對“十四五”期間酒泉市轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系地表水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了預(yù)測，旨在為環(huán)境治理提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 疏勒河水系;變化趨勢;環(huán)境質(zhì)量預(yù)測

中圖分類號：P641.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）09–0067–03

酒泉市河流均發(fā)源于南部祁連山區(qū)和阿爾金山，屬內(nèi)陸河流域，自東向西分屬黑河水系、疏勒河水系和蘇干湖水系。疏勒河水系主要河流共有6條，年平均徑流量為19.37億 m3，分別為疏勒河、黨河、榆林河、白楊河、石油河、小昌馬河。疏勒河水系地處河西走廊西端，位于東經(jīng)96.25°～98.50°，北緯39.67°～41.00°之間，水系形狀呈羽毛狀。疏勒河干流全長583 km，干流流經(jīng)肅北縣長度137 km、玉門市長度125 km、瓜州縣長度153 km、敦煌市長度45 km。酒泉市轄區(qū)內(nèi)的疏勒河水系在農(nóng)田灌溉、調(diào)節(jié)氣候和美化環(huán)境等方面發(fā)揮了重要作用。由于酒泉市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量的工業(yè)廢水和生活污水排入河流，致使酒泉市轄區(qū)內(nèi)的疏勒河水系受到了不同程度的污染[1]。近年來，酒泉市通過開展水污染防治行動，加強(qiáng)水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)與治理，全面落實(shí)河（湖）長制，持續(xù)推進(jìn)重點(diǎn)流域、重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)領(lǐng)域水污染防治等措施，有效遏制了酒泉市轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系的進(jìn)一步污染，水環(huán)境質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)[2]。

1 評價斷面

為全面準(zhǔn)確地評價“十三五”期間酒泉市轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系地表水變化趨勢，本文選擇4個水庫斷面和2個河流斷面進(jìn)行水質(zhì)分析。4個水庫斷面分別為黨河水庫斷面、月牙泉斷面、雙塔水庫斷面、赤金峽水庫斷面，2個河流斷面分別為豆腐臺斷面和西河壩橋斷面。斷面評價時段均為2016—2020年。

2 評價項(xiàng)目

綜合污染指數(shù)法選用高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總砷、氟化物、總磷等21項(xiàng)指標(biāo)作為評價參數(shù)，監(jiān)測頻次為每月1次。

3 水質(zhì)變化趨勢及預(yù)測方法

水環(huán)境質(zhì)量評價的方法主要有兩大類，一類是將水質(zhì)的理化（物理、化學(xué)）參數(shù)的實(shí)測值作為評價依據(jù)的評價方法;另一類是將水生生物種群與水質(zhì)的關(guān)系作為評價依據(jù)的生物學(xué)評價方法。目前應(yīng)用較多的是理化參數(shù)評價方法，本文采用綜合污染指數(shù)法和Spearman秩相關(guān)系數(shù)對“十三五”期間酒泉轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系地表水進(jìn)行評價。通過灰色建模篩選出酒泉市轄區(qū)內(nèi)符合模型精度要求的點(diǎn)位，并對“十四五”期間酒泉市轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系地表水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了預(yù)測[3]。

4 水質(zhì)變化趨勢

經(jīng)過計算，“十三五”期間酒泉市轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系地表水環(huán)境質(zhì)量水質(zhì)變化趨勢見表1。

黨河水庫：經(jīng)Spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，Rs=-1.00<0，說明2016—2020年黨河水庫水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，且|Rs|>臨界值0.9000，表明黨河水庫水質(zhì)顯著好轉(zhuǎn)。

月牙泉：經(jīng)Spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，Rs=-0.60<0，說明2016—2020年月牙泉水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，且|Rs|<臨界值0.9000，說明月牙泉水質(zhì)好轉(zhuǎn)趨勢不顯著，水質(zhì)變化平穩(wěn)。

雙塔水庫：經(jīng)Spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，Rs=-0.60<0，說明2016—2020年雙塔水庫水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，且|Rs|<臨界值0.9000，說明雙塔水庫水質(zhì)好轉(zhuǎn)趨勢不顯著，水質(zhì)變化平穩(wěn)。

赤金峽水庫：經(jīng)Spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，Rs=-1.05<0，說明2016—2020年赤金峽水庫水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，且|Rs|>臨界值0.9000，說明赤金峽水庫水質(zhì)顯著好轉(zhuǎn)。

豆腐臺：經(jīng)Spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，Rs=-1.00<0，說明2016—2020年豆腐臺水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，且|Rs|>臨界值0.9000，說明豆腐臺水質(zhì)顯著好轉(zhuǎn)。

西河壩橋：經(jīng)Spearman秩相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，Rs=-0.85<0，說明2016—2020年西河壩橋水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，且|Rs|<臨界值0.9000，說明西河壩橋水質(zhì)好轉(zhuǎn)趨勢不顯著，水質(zhì)變化平穩(wěn)。

5 環(huán)境質(zhì)量預(yù)測

5.1 水環(huán)境質(zhì)量預(yù)測

依據(jù)酒泉市2016—2020年環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)，選取典型斷面對“十四五”期間酒泉市水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測。因影響環(huán)境的因素眾多，本文僅針對目前現(xiàn)有的環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過灰色建模軟件篩選出酒泉市轄區(qū)內(nèi)符合模型精度要求的點(diǎn)位，并進(jìn)行相應(yīng)的預(yù)測，結(jié)果僅供參考。

本文預(yù)測結(jié)果與“十三五”初年和末年進(jìn)行比較分析（表2）。

本次預(yù)測選取酒泉市轄區(qū)內(nèi)主要河流（湖庫）斷面數(shù)據(jù)進(jìn)行模型預(yù)測與精度評級，選取主要斷面為豆腐臺斷面、黨河水庫斷面、雙塔水庫斷面和赤金峽水庫斷面進(jìn)行預(yù)測，精度驗(yàn)證結(jié)果見表3。

通過對豆腐臺斷面、黨河水庫斷面、雙塔水庫斷面和赤金峽水庫斷面進(jìn)行預(yù)測，方差比C檢驗(yàn)結(jié)果均<0.5，結(jié)果評價等級為1級（好）和2級（合格），均符合模型預(yù)測結(jié)果驗(yàn)證要求。

由預(yù)測結(jié)果可知（圖1），在“十四五”期間酒泉市通過繼續(xù)開展水污染防治行動，加強(qiáng)水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)與治理，全面落實(shí)河（湖）長制，持續(xù)推進(jìn)重點(diǎn)流域、重點(diǎn)區(qū)域、重點(diǎn)領(lǐng)域水污染防治等措施，酒泉市轄區(qū)內(nèi)豆腐臺斷面、黨河水庫斷面、雙塔水庫斷面和赤金峽斷面綜合污染指數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢，水質(zhì)狀況趨勢穩(wěn)中向好。豆腐臺斷面綜合污染指數(shù)2025年相比2016年預(yù)計下降約50.7%，比2020年預(yù)計下降約22.5%;黨河水庫斷面綜合污染指數(shù)2025年相比2016年預(yù)計下降約62.1%，比2020年預(yù)計下降約41.5%;雙塔水庫斷面綜合污染指數(shù)2025年相比2016年預(yù)計下降約58.3%，比2020年預(yù)計下降約47.3%;赤金峽水庫斷面綜合污染指數(shù)2025年相比2016年預(yù)計下降約60.9%，比2020年預(yù)計下降約14.0%。

5.2 主要污染物預(yù)測

本次預(yù)測選取“十三五”期間酒泉市主要污染物減排指標(biāo)化學(xué)需氧量和氨氮排放總量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型預(yù)測與精度評級，精度驗(yàn)證結(jié)果見表4。

通過對“十三五”期間酒泉市主要污染物減排指標(biāo)化學(xué)需氧量和氨氮排放總量數(shù)據(jù)進(jìn)行模型預(yù)測，化學(xué)需氧量和氨氮實(shí)際排放量預(yù)測結(jié)果驗(yàn)證方差比C檢驗(yàn)均<0.35，結(jié)果評價為1級（好），均符合模型預(yù)測結(jié)果驗(yàn)證要求。

由預(yù)測結(jié)果可知（圖2），在“十四五”期間酒泉市通過嚴(yán)格落實(shí)總量前置制度、新建項(xiàng)目總量指標(biāo)登記制度和總量指標(biāo)核算制度，強(qiáng)化工程減排，推進(jìn)結(jié)構(gòu)減排，細(xì)化管理減排，深挖減排潛力等措施，主要污染物減排指標(biāo)化學(xué)需氧量和氨氮排放總量均呈現(xiàn)下降趨勢，發(fā)展趨勢穩(wěn)中向好?；瘜W(xué)需氧量和氨氮排放量下降趨勢速度較快，化學(xué)需氧量排放量2025年相比2016年預(yù)計下降約42.8%，比2020年預(yù)計下降約28.0%;氨氮排放量2025年相比2016年預(yù)計下降約28.1%，比2020年預(yù)計下降約17.3%。

6 總體評價

“十三五”期間酒泉市轄區(qū)內(nèi)疏勒河水系中4個水庫斷面和2個河流斷面水質(zhì)均有所好轉(zhuǎn)，其中黨河水庫斷面、赤金峽和豆腐臺斷面水質(zhì)顯著好轉(zhuǎn)?！笆奈濉逼陂g酒泉市轄區(qū)內(nèi)豆腐臺斷面、黨河水庫斷面、雙塔水庫斷面和赤金峽斷面綜合污染指數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢，水質(zhì)狀況趨勢穩(wěn)中向好;主要污染物減排指標(biāo)化學(xué)需氧量和氨氮排放總量均呈現(xiàn)下降趨勢，發(fā)展趨勢穩(wěn)中向好。

參考文獻(xiàn)

[1] 王博.基于SWAT模型的京津冀地區(qū)地表水環(huán)境模擬研究[D].長春：吉林大學(xué)，2020.

[2] 柳超.復(fù)雜河流水系水質(zhì)評價及污染物時空分布特征研究[D].青島：青島理工大學(xué)，2018.

[3] 陳新明.我國流域水資源治理協(xié)同績效及實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究[D].北京：中央財經(jīng)大學(xué)，2018.

責(zé)任編輯：黃艷飛