“十三五”商洛市丹江干流水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)及趨勢(shì)分析

胡 晨

（陜西省水文水資源勘測(cè)中心,陜西 西安 710068）

丹江發(fā)源于陜西省商洛市西北部的秦嶺南麓,流經(jīng)陜西、河南、湖北三省,在湖北省丹江口市與漢江交匯,注入丹江口水庫(kù)。商洛市作為南水北調(diào)中線工程的重要水源涵養(yǎng)區(qū)和水質(zhì)保障區(qū),承擔(dān)著“一江清水送北京”的重要使命。

1 商洛水文概況

1.1 地表水系概況

丹江發(fā)源于商州區(qū)西部的秦嶺山脈,是商洛境內(nèi)流域面積最大的水系,流經(jīng)商州、丹鳳、商南三縣區(qū),向東南出省境流入河南、湖北,注入漢江。丹江的支流眾多,在陜西境內(nèi)的河段長(zhǎng)249.6 km,流域面積為7510.8 km2,多年平均徑流量為18.9 億m3。

1.2 丹江干流斷面布設(shè)

按照水利部對(duì)地表水國(guó)家重點(diǎn)水質(zhì)站、全國(guó)重要飲用水水源地的監(jiān)測(cè)要求,結(jié)合陜西省最嚴(yán)格水資源管理及河湖長(zhǎng)制工作的需要,干流共布設(shè)6 個(gè)斷面,監(jiān)測(cè)河長(zhǎng)總計(jì)243.5 km,斷面的詳細(xì)信息見(jiàn)表1。

表1 商洛市丹江干流水質(zhì)斷面布設(shè)一覽表

圖1 商洛市丹江干流水質(zhì)站分布圖

2 丹江水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

2.1 數(shù)據(jù)資料來(lái)源

根據(jù)陜西省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心2016年~2020年監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。按照《水環(huán)境監(jiān)測(cè)規(guī)范》（SL 219-2013）以及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）要求,選取地表水基本項(xiàng)目24項(xiàng)、集中式生活飲用水地表水源地5項(xiàng)、電導(dǎo)率共30項(xiàng)。

2.2 評(píng)價(jià)方法

依照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）與《地表水資源質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》（SL 395-2007）除水溫、總氮、糞大腸菌群項(xiàng)目,主要采用單因子評(píng)價(jià)法和綜合污染指數(shù)法。

2.2.1 單因子評(píng)價(jià)法

單因子評(píng)價(jià)法應(yīng)用最為廣泛,以斷面的實(shí)測(cè)濃度值與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)指標(biāo)的限值比對(duì),以最差項(xiàng)目的類別確定水質(zhì)類別。該方法可能導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果較為片面,不能反映水體水質(zhì)的整體情況[1],具體見(jiàn)公式（1）：

式中：pi為第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的污染指數(shù)；Ci為第i項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)測(cè)值；Si為第i項(xiàng)指標(biāo)的Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值。

2.2.2 綜合污染指數(shù)法

先按照公式（1）計(jì)算出各污染物的單項(xiàng)污染指數(shù),再對(duì)各單項(xiàng)污染指數(shù)公式（2）求和并取平均值,對(duì)照綜合污染指數(shù)分級(jí)表（見(jiàn)表2）進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體見(jiàn)公式（2）：

表2 綜合污染指數(shù)分級(jí)表

式中：P為綜合污染指數(shù)。

2.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

2.3.1 單因子評(píng)價(jià)結(jié)果

由表3可見(jiàn),運(yùn)用單因子評(píng)價(jià)結(jié)果,“十三五”商洛丹江干流斷面水質(zhì)均能達(dá)到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn),“十三五”末,丹江干流斷面均可達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。

表3 “十三五”商洛市丹江干流水質(zhì)斷面類別評(píng)價(jià)表

2.3.2 綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

運(yùn)用綜合污染指數(shù)法評(píng)價(jià)時(shí),水體各監(jiān)測(cè)指標(biāo)Ci的污染物濃度越高,則綜合污染指數(shù)P的指標(biāo)越差。結(jié)合丹江干流水體的特征污染狀況,評(píng)價(jià)項(xiàng)目選?。焊咤i酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、氨氮、總磷、氟化物和陰離子表面活性劑共6項(xiàng)作為評(píng)價(jià)因子,對(duì)照表2《綜合污染指數(shù)分級(jí)表》,得出各斷面的水質(zhì)級(jí)別,見(jiàn)表4。

表4 2016年~2020年年商洛丹江干流綜合污染指數(shù)水質(zhì)斷面級(jí)別評(píng)價(jià)表

續(xù)表4

由圖2可見(jiàn),“十三五”商洛丹江干流各斷面綜合污染指數(shù)范圍為0.18~0.60,其中,輕度污染8次,占比26.7%。丹江上、下游水質(zhì)明顯優(yōu)于中游水質(zhì),上游麻街、下游耀嶺河口和湘河斷面的水質(zhì)狀況最好,基本處于尚清潔。張村、丹鳳、月日斷面存在不同程度的輕度污染,主要污染物為：化學(xué)需氧量和氨氮。這與其所代表的丹江商州開(kāi)發(fā)利用區(qū)、丹江商州、丹鳳保留區(qū)、丹江丹鳳開(kāi)發(fā)利用區(qū)有關(guān),區(qū)域內(nèi)均存在不同程度的工業(yè)與農(nóng)業(yè)用水。

圖2 2016年~2020年年商洛丹江干流水質(zhì)斷面綜合污染指數(shù)變化趨勢(shì)

2.3.3 主要污染指標(biāo)分析

對(duì)6項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的污染指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),由表5 可見(jiàn),除了化學(xué)需氧量、氨氮指標(biāo)存在輕度污染,其余指標(biāo)均屬于尚清潔或清潔。因此化學(xué)需氧量、氨氮指標(biāo)的變化情況對(duì)丹江水質(zhì)起著主導(dǎo)作用。

表5 2016年~2020年年商洛丹江干流水質(zhì)單項(xiàng)污染指數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)

對(duì)丹江干流2016 年~2020 年的化學(xué)需氧量COD和氨氮指標(biāo)污染指數(shù)繪制折線圖,見(jiàn)圖3和圖4。

圖3 2016年~2020年丹江干流斷面COD污染指數(shù)變化圖

由圖3可見(jiàn),“十三五”丹江干流COD呈上升趨勢(shì),2016年~2017年,COD污染指數(shù)屬于尚清潔；2017 年~2020 年,COD污染指數(shù)上升趨勢(shì)明顯,且漲幅較大,屬于輕度污染；2020年COD污染指數(shù)稍有回落,但仍屬于輕度污染。

圖4可見(jiàn),“十三五”初期至中期,氨氮污染指數(shù)相對(duì)處于高位,屬于輕度污染,“十三五”末期,氨氮污染指數(shù)大幅下降,屬于尚清潔。

圖4 2016年~2020年丹江干流斷面氨氮污染指數(shù)變化圖

3 丹江水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

3.1 秩相關(guān)系數(shù)法的計(jì)算

Spearman秩相關(guān)系法數(shù)是統(tǒng)計(jì)分析中廣泛采用的方法。一般至少需要4個(gè)區(qū)間的數(shù)據(jù),即5個(gè)時(shí)間序列的數(shù)據(jù)。按公式（3）、（4）計(jì)算:

式中：rs為秩相關(guān)系數(shù)；n為參與評(píng)價(jià)的時(shí)間周期數(shù)量,本文中n為5年；di為變量Xi與Yi的差值,本文中Xi為2016年~2020年水質(zhì)綜合污染指數(shù)從小到大排序,Yi為2016年~2020年時(shí)間排序。

將計(jì)算得到的秩相關(guān)系數(shù)rs的絕對(duì)值與《秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表》中的Wp進(jìn)行比較,判定關(guān)系如下：

①當(dāng)rs＞W(wǎng)p,表明變化趨勢(shì)有顯著意義：

若rs為負(fù)值,表明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計(jì)量指標(biāo)變化呈下降趨勢(shì)或好轉(zhuǎn)趨勢(shì)；

若rs為正值,表明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)有關(guān)統(tǒng)計(jì)量指標(biāo)變化呈上升趨勢(shì)或加重趨勢(shì)。

②當(dāng)rs≤Wp,表明變化趨勢(shì)沒(méi)有顯示意義：說(shuō)明在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)水質(zhì)變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

表6 秩相關(guān)系數(shù)Wp的臨界值表（單側(cè)檢驗(yàn)的顯著性水平為0.05）

3.2 變化趨勢(shì)分析

運(yùn)用秩相關(guān)系法進(jìn)行趨勢(shì)分析,2016年~2020年商洛丹江干流6個(gè)斷面的綜合污染指數(shù)（若污染指數(shù)大小相同時(shí),取小數(shù)點(diǎn)后第三位進(jìn)行排序）,變化趨勢(shì)見(jiàn)表7。

由表7 可見(jiàn),商洛市丹江干流各斷面在評(píng)價(jià)時(shí)段內(nèi)水質(zhì)變化平穩(wěn)。這與《商洛丹江流域生態(tài)保護(hù)調(diào)查報(bào)告》[2]中公布的“近年來(lái)商洛全市區(qū)水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定,洛河、銀花河、金錢河、乾佑河等10 條主要河流20 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)全部達(dá)到功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn),丹江出省斷面水質(zhì)達(dá)到國(guó)家地表水Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)”相吻合。

表7 2016年~2020年丹江干流水質(zhì)變化趨勢(shì)

4 污染防治建議

多年來(lái),商洛市通過(guò)實(shí)施工業(yè)污染防治、生活污水治理、農(nóng)業(yè)面源污染治理、沿江小流域治理等重點(diǎn)工程,確保了丹江水質(zhì)總體良好,出省水質(zhì)達(dá)到Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。從趨勢(shì)分析的結(jié)果看,水質(zhì)變化平穩(wěn),但部分?jǐn)嗝婊瘜W(xué)需氧量、氨氮指標(biāo)還存在輕度污染的現(xiàn)象,為后續(xù)的工作指明了方向。

4.1 控制源頭污染,健全排污系統(tǒng)建設(shè)。

加強(qiáng)對(duì)化工企業(yè)和污水處理廠的運(yùn)營(yíng)監(jiān)管,整改或者淘汰產(chǎn)能落后的企業(yè)。健全農(nóng)業(yè)排污系統(tǒng)建設(shè),禁止將養(yǎng)殖、肥料、農(nóng)藥等有機(jī)廢水直接流入排水系統(tǒng)。根據(jù)水體的水環(huán)境容量,確定各排污口的入河排污量,并實(shí)施相應(yīng)的監(jiān)督管理[3]。

4.2 提高污水的集中處理率。

將生活污水全部通過(guò)污水管道收集至污水處理廠,杜絕直接排入雨水管道以及河流、湖泊、水庫(kù)的現(xiàn)象。進(jìn)一步深化處理和回用,削減COD和氨氮排放量。

4.3 建立監(jiān)測(cè)機(jī)制,提升監(jiān)測(cè)能力。

建立排污口的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)機(jī)制,從時(shí)間、空間角度掌握排污狀況,建立排污量的倒推與溯源機(jī)制,為有針對(duì)性的監(jiān)測(cè)提供指引。

完善水污染事件的應(yīng)急處置機(jī)制和反應(yīng)能力,一方面結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)布局情況,配備相應(yīng)的便攜式的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與在線監(jiān)測(cè)設(shè)備,另一方面,要增加有機(jī)污染類的檢測(cè)項(xiàng)目,以適應(yīng)流域內(nèi)的產(chǎn)業(yè)布局,準(zhǔn)確反映相應(yīng)指標(biāo)的變化情況[3]。

4.4 強(qiáng)化管理、輿論監(jiān)督和公眾參與度。

建立水污染考核問(wèn)責(zé)機(jī)制,將治污措施和防治項(xiàng)目落實(shí)到點(diǎn)源、排污單位和責(zé)任人,“河、湖長(zhǎng)制”負(fù)責(zé)人要切實(shí)擔(dān)起相應(yīng)河湖管理和保護(hù)工作的一把手,及時(shí)協(xié)調(diào)解決河湖管理和保護(hù)中的問(wèn)題；新聞媒體要加強(qiáng)污染防治的宣傳教育,曝光違法排污的行為；提高干部群眾對(duì)丹江流域綜合治理的知曉率和參與度,對(duì)群眾舉報(bào)真實(shí)的行為給予獎(jiǎng)勵(lì),形成公眾積極參與和監(jiān)督丹江污染整治的良好社會(huì)氛圍。