濱州市濱城區飲用水源地水質變化趨勢分析

劉 敏，耿曉林，吳炳祥

（1.濱州市水文中心，山東 濱州 256609；2.無棣縣城鄉水務發展服務中心，山東 無棣 251900）

濱州市列入國家級集中式飲用水源地共8座水庫，其中濱城區有3 座，分別為東郊水庫、龍庭水庫和西海水庫。東郊水庫又名東海，位于濱城區梁才鄉，于1996 年始建，設計庫容1 500 萬m3，水面面積1.70 km2。主要為濱州市區居民生活和工礦企業供水，兼顧周邊農村灌溉和人畜用水。西海水庫位于濱州經濟開發區里則辦事處以西，始建于2003 年，設計庫容1 490 萬m3，水面面積2.53 km2。為濱州經濟開發區、周邊村莊提供生活用水、工業用水，為公共生態環境和萬畝高效生態農業觀光園提供補給水源。龍庭水庫位于濱州高新區道旭村南，于2005 年始建，2006 年建成，設計庫容1 250 萬m3，主要為30 多家企業、小營辦事處和青田辦事處94 個村供水。

1 季節性Kendall 檢驗法

1.1 方法原理

季節性Kendall 檢驗法原理[1]，設有n 年P 月水質監測資料序列X 為：

對于P 月中第i 月（i≤P）的情況，令第i 月歷年水質系列相比較（后面的數與前面的數之差）的正負號之和為Si，則Si為：

對于P 的總體情況，若S 為正，則為上升趨勢；S 為負，則為下降趨勢；S 為0，則為無趨勢。

1.2 結果分析

季節性Kendall 檢驗法結果可分為高度顯著上升（++）、顯著上升（+）、無趨勢（0）、顯著下降（－）和高度顯著下降（－－）5 級。水質變化趨勢的顯著性應根據顯著性水平α 確定。當α≤0.01時，說明檢驗具有高度顯著性水平；當0.01＜α≤0.1 時，說明檢驗是顯著的；當α 計算結果滿足上述2 個條件時，t 為正則說明具有顯著（或高度顯著性）上升趨勢，t 為負則說明具有顯著（或高度顯著性）下降趨勢，t 為零則無趨勢。當α＞0.1 時，則為無趨勢。

2 水質趨勢分析

2.1 資料來源

監測數據來源于山東省水環境監測中心濱州分中心，樣品采集執行水利部行業標準《水環境監測規范》（SL 219-2018），檢測方法采用《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）推薦標準。

2.2 項目分析

湖庫整體水質較為穩定，水環境監測項目種類較多，主要根據具體的監測目的制定的水環境監測項目與監測理化指標[2-3]。根據水源地的污染來源及濱州市臨海土壤含鹽量較高的特性，選取氯化物、高錳酸鹽指數（CODMn）、氨氮（NH3-N）、五日生化需氧量（BOD5）和溶解氧（DO）共5 項作為本次水質數據分析項目。

本文分析的數據系列為2012—2021 年，3 座水庫5 個參數的年均值見表1～3。

表1 東郊水庫監測成果mg/L

表2 龍庭水庫監測成果mg/L

表3 西海水庫監測成果mg/L

2.3 水質趨勢分析結果

東郊水庫、龍庭水庫和西海水庫5 個水質參數的變化趨勢如圖1～3 所示。

圖1 東郊水庫水質參數變化趨勢圖

圖2 龍庭水庫水質參數變化趨勢圖

圖3 西海水庫水質參數變化趨勢圖

把濱州市濱城區國家級飲用水源地水質監測數據代入Kendall 檢驗公式，計算出濱州市濱城區國家級飲用水源地（東郊水庫、龍庭水庫和西海水庫）水質變化趨勢結果，見表4。

表4 濱城區國家級飲用水源地水質變化趨勢結果

通過分析表1～3 和圖1～3，得出以下結論：

10 年來，東郊水庫、龍庭水庫和西海水庫的5 個水質參數均滿足《地表水環境質量標準》（GB 3838－2002）Ⅲ類以上要求，達到飲用水水源地的Ⅲ類水質標準。

對肯達爾檢驗法得出的各參數變化趨勢、結合各參數的具體意義，進行綜合分析。

1） 氯化物指氯與另一種元素或基團組成的化合物，可以反應水源地水質的含鹽量特征，3 個水源地該指標均為顯著下降趨勢，主要是區域位置、水庫工程及管理措施得力的原因。3 座水庫位于濱州市的中南部，地下水、土壤的咸化影響小；水庫工程建設中吸取了2000 年以來濱州市東北部水庫的先進經驗，能夠有效避免咸化；近年來水庫蓄水次數增加、庫內水更新較快，減少了咸化時間。

2）CODMn、NH3-N、BOD5是反應水體污染情況的常用指標，數值越低，表明水體污染越小。其中，CODMn是反映水體中有機及無機可氧化物質污染的常用指標，3 個水源地該指標均為顯著下降趨勢；NH3-N 指水中以游離氨和銨離子形式存在的氮，該指標東郊水庫、龍庭水庫為顯著下降趨勢，西海水庫無明顯趨勢；BOD5說明水中有機物出于微生物的生化作用進行氧化分解，使之無機化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數量。是體現有機污染物質含量的重要指標。該指標西海水庫、龍庭水庫為明顯下降，東郊水庫無明顯變化。綜合來看，3 個水庫污染指標整體呈下降趨勢，表明水源地保護管理措施得當，水體質量明顯變好。

3）DO 指空氣中的分子態氧在水中的溶解量。水中溶解氧的多少是衡量水體自凈能力的一個指標。3 個水源地該指標均為顯著上升趨勢，表明水源地自凈能力提高，水體質量變好。