黑河干流（張掖段）水質狀況評價及變化特征分析

徐巍

（張掖市環(huán)境監(jiān)測站，甘肅　張掖　734000）

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黑河干流（張掖段）水質狀況評價及變化特征分析

徐巍

（張掖市環(huán)境監(jiān)測站，甘肅張掖734000）

利用2006-2015年黑河干流（張掖段）4個監(jiān)測斷面的水質監(jiān)測數據，分析了黑河干流（張掖段）水質狀況，并對該段水體的水質變化特征進行了研究。結果表明，黑河干流（張掖段）各斷面水質均符合目標水質類別，總體狀況為優(yōu)，水質呈明顯好轉趨勢。黑河干流（張掖段）空間差異性較大，區(qū)域分布特征明顯，沿程水質平均污染指數呈拋物線型變化，鶯落峽斷面水質較好，高崖水文站斷面水質較差，蓼泉橋、六壩橋斷面水質有所好轉。影響黑河水質的主要污染因子為有機污染因子和營養(yǎng)鹽類因子。

黑河干流；水質狀況；變化特征

黑河是我國第二大內陸河，地處干旱與半干旱地區(qū)，是一個資源缺水性流域。如今，內陸河面臨著有機污染物、重金屬、農藥等污染物帶來的巨大壓力［1，2］。位于黑河中游的張掖市，地處絲綢之路經濟帶要地，是甘肅、青海、內蒙古乃至北方地區(qū)的重要生態(tài)屏障。黑河流域環(huán)境安全，不僅事關流域內居民的生存環(huán)境和經濟發(fā)展，也關系到西北、華北地區(qū)的環(huán)境質量，是關系民族團結、社會安定、國防穩(wěn)固的大事，但針對黑河水質狀況和變化的報道則很少。

目前，水質評價的方法有單因子評價法［3］、內梅羅污染指數法［4］、模糊數學評價法［5］等。其中單因子評價法簡便易行［6］，應用廣泛。因此，筆者采用單因子評價法對黑河流域水質進行評價，科學地開展變化特征研究，以期為黑河流域水污染防治及流域的水資源開發(fā)利用提供科學依據。

1　研究區(qū)域和數據來源

黑河發(fā)源于祁連山北麓中段，干流全長928 km，跨越不同的三種地理單元，流經青海省、甘肅省、內蒙古自治區(qū)，流域面積14萬km2，年均徑流量15.8億m3。中游鶯落峽至正義峽204 km，貫穿張掖全境，出境后流至內蒙古自治區(qū)額濟納旗境內的居延海，是張掖市、酒泉市金塔縣和額濟納旗等城市工農業(yè)生產生活用水的主要水源。

采用2006～2015年黑河干流（張掖段）4個斷面（鶯落峽、高崖水文站、蓼泉橋、六壩橋）的監(jiān)測數據，監(jiān)測項目為pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、化學需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、六價鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物共21項，監(jiān)測頻次為1次/月。

2　研究方法

2.1水質評價方法

單因子評價法：依據《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）［7］，用河流斷面各監(jiān)測項目的監(jiān)測結果對照該項目分類標準，確定水質類別，即低于或者等于某類標準限值時評價為達到某類標準；在所有項目的水質類別中選取水質最差類別作為斷面水體的水質類別［8］。

斷面水質定性評價：依據《地表水環(huán)境質量評價辦法（試行）》，當斷面水質類別為Ⅰ-Ⅱ類時，水質狀況為優(yōu)；當水質類別為Ⅲ類時，水質狀況為良。

平均污染指數法［9］：對斷面或河流水體污染物產生的水質影響進行綜合評價，定量描述總體污染狀況。其計算公式為

式中：P為平均污染指數；Pi為污染物i的污染指數；Si為污染物i的標準值；Ci為污染物i的監(jiān)測值。2.2變化趨勢研究方法

衡量環(huán)境污染變化趨勢在統計上有無顯著性，最常用的是Daniel的趨勢檢驗，它使用了Spearman秩相關系數，其計算公式為

式中：di為變量Xi、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。

將秩相關系數γs的絕對值同Spearman秩相關系數的臨界值（Wp）進行比較，γs的絕對值大于等于臨界值，則表明變化趨勢有顯著性，如果γs為負值，則表明變化有下降趨勢，如果γs為正值，則表明變化有上升趨勢。

3　結果與研究

3.1水質狀況評價

采用單因子評價法，對2006～2015年黑河干流（張掖段）各斷面水質進行評價，評價結果見表1所示。

表1　2006-2015年黑河干流（張掖段）各斷面水質類別

由表1可見，2006～2015年黑河干流（張掖段）水質保持穩(wěn)定達標，4個監(jiān)測斷面均符合目標水質類別，水質總體狀況優(yōu)。鶯落峽斷面水質達到Ⅰ類，水質狀況優(yōu)；蓼泉橋、六壩橋斷面水質達到Ⅱ類，水質狀況優(yōu)；高崖水文站斷面水質達到Ⅲ類，水質狀況良。

從水質類別看，鶯落峽斷面水質一直保持在Ⅰ～Ⅱ類之間，水質狀況優(yōu)，相對穩(wěn)定。高崖水文站斷面2006～2013年水質為Ⅲ類，2014～2015年水質為Ⅱ類，水質狀況由良變?yōu)閮?yōu)，呈好轉趨勢。蓼泉橋和六壩橋斷面水質2006-2011年水質基本保持在Ⅲ類，自2012年開始，連續(xù)4年水質達到Ⅱ類，水質狀況由良變?yōu)閮?yōu)，呈好轉趨勢。

3.2水質時間變化特征

2006～2015年黑河干流（張掖段）4個監(jiān)測斷面水質平均污染指數見圖1所示。

圖1　黑河干流（張掖段）各監(jiān)測斷面水質平均污染指數

由圖1可見，2006～2015年黑河干流（張掖段）鶯落峽斷面水質平均污染指數變化不大，水質保持穩(wěn)定。高崖水文站、蓼泉橋、六壩橋斷面水質平均污染指數在一定幅度內波動，且變化趨勢具有一致性，2006～2008年、2009～2011年和2012～2015年每個時間段內平均污染指數均呈倒“V”字型，說明每個時間段兩端年份水質較好，中間年份水質較差。

采用Spearman秩相關系數對黑河干流（張掖段）各斷面水質變化進行趨勢分析。根據各年度水質平均污染指數計算其秩相關系數，見表2所示。

表2　2006-2015年黑河干流（張掖段）平均污染指數年際變化

由表2可見，2006～2015年黑河干流（張掖段）水質平均污染指數呈顯著下降趨勢，說明黑河干流（張掖段）水質明顯好轉。鶯落峽斷面水質平均污染指數無顯著下降趨勢，說明水質無明顯變化。高崖水文站、蓼泉橋、六壩橋3個斷面水質平均污染指數呈顯著下降趨勢，說明水質明顯好轉。

3.3水質空間變化特征

以2006-2015年黑河干流（張掖段）各斷面每年平均污染指數的平均值，分析水質空間變化特征，見圖2所示。

圖2　2006～2015年黑河干流（張掖段）水質平均污染指數沿程變化

由圖2可見，2006～2015年黑河干流（張掖段）4個斷面水質空間差異性較大，區(qū)域分布特征明顯，沿程水質平均污染指數呈拋物線型變化。鶯落峽斷面處于城市上游，水質受區(qū)域生產生活影響較小，平均污染指數最低，且低于黑河干流平均水平。高崖水文站斷面水質平均污染指數最高，且高于黑河干流平均水平，主要是受工業(yè)廢水和生活污水影響，且山丹河水質較差，匯入黑河后導致水文站斷面水質變差。蓼泉橋、六壩橋斷面水質平均污染指數基本與黑河干流平均水平一致，在受到周邊工業(yè)廢水和生活污水影響的同時，水體中的污染物會稀釋、擴散、沉淀，也會發(fā)生氧化、還原等化學反應，水中部分微生物可以對有機物氧化降解［10］，從而導致蓼泉橋、六壩橋斷面水質的平均污染指數逐漸下降，水質逐漸變好。

3.4主要污染物特征分析

根據2006～2015年黑河干流（張掖段）各斷面21項水質指標監(jiān)測結果可知，黑河干流（張掖段）各斷面水質為中性偏堿；溶解氧、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、六價鉻、鉛、氰化物、石油類、陰離子表面活性劑、硫化物月濃度值為Ⅰ類水質，說明黑河干流（張掖段）水質基本不受或者受這些污染物影響較小；化學需氧量、生化需氧量、高錳酸鹽、氨氮、總磷和揮發(fā)酚在部分斷面月濃度值為Ⅱ類或Ⅲ類水質，說明影響黑河干流（張掖段）水質的主要污染因子為有機污染因子和營養(yǎng)鹽類因子，污染因子主要來源于生活污水和造紙、食品加工、淀粉等行業(yè)的工業(yè)廢水。

4　結論

2006～2015年黑河干流（張掖段）水質保持穩(wěn)定達標，4個監(jiān)測斷面均符合目標水質類別，水質總體狀況優(yōu)。鶯落峽斷面水質達到Ⅰ類，水質狀況優(yōu)，蓼泉橋、六壩橋斷面水質達到Ⅱ類，水質狀況優(yōu)，高崖水文站斷面水質達到Ⅲ類，水質狀況良。期間，黑河干流（張掖段）水質平均污染指數呈顯著下降趨勢，水質明顯好轉。鶯落峽斷面水質變化不大，高崖水文站、蓼泉橋、六壩橋斷面水質平均污染指數在一定幅度內波動，且變化趨勢具有一致性，水質呈明顯好轉趨勢。

2006～2015年黑河干流（張掖段）4個斷面水質空間差異性較大，區(qū)域分布特征明顯，沿程水質平均污染指數呈拋物線型變化，鶯落峽斷面水質較好，高崖水文站斷面水質較差，蓼泉橋、六壩橋水質有所好轉。影響黑河水質的主要污染因子為有機污染因子和營養(yǎng)鹽類因子。

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X824

A

10.3969/j.issn.1672-6375.2016.07.001

2016-5-21

徐巍（1983-），男，漢族，甘肅甘州人，大學本科，工程師，主要研究方向：環(huán)境監(jiān)察與環(huán)境質量評價。