2010—2016年彰武南海水庫水質變化趨勢分析

郭學士

（安陽市彰武南海水庫工程管理局，河南安陽455000）

2010—2016年彰武南海水庫水質變化趨勢分析

郭學士

（安陽市彰武南海水庫工程管理局，河南安陽455000）

為了全面掌握彰武和小南海水庫水環境質量現狀、監控水質變化趨勢和依法監督管理，對兩水庫水環境質量現狀開展調查、監測和分析，并針對兩水庫關鍵因子采用Daniel檢驗法進行趨勢分析。

彰武南海水庫；水質；趨勢分析

1 引言

小南海水庫和彰武水庫（以下簡稱彰武南海水庫）位于安陽市上游，是重要的水源地。安陽市是嚴重缺水的城市，人均水資源量只有全國的1/10，“兩庫一泉”不僅是群眾休閑娛樂、觀賞風光的好去處，同時承擔著工業供水、農業灌溉用水和生態供水的任務。所以，加強“兩庫一泉”水功能區管理、提高水資源質量，是安陽市保持水資源可持續利用、打造水生態文明的可靠保障。

2 兩庫概況

彰武南海兩水庫是安陽河上游聯合運用的2座大（中）型梯級水庫，始建于1958年，經多次續建而成。兩水庫總庫容1.85億m3，其中彰武水庫0.78億m3、小南海水庫1.07億m3，控制流域面積970 km2，具有防洪、工農業供水、發電、旅游等綜合效益。兩水庫承擔著安鋼集團、大唐集團安陽電廠、安化集團、沙鋼永興集團等省市重點企業的工業供水任務和下游1.2萬hm2農田灌溉用水任務，是安陽市的重要水源地；同時，承擔著安陽市區、京廣鐵路、京港澳高速公路、石武高鐵等重要交通干線及下游人民群眾生命和財產安全的防洪任務，是安陽市重要的防洪屏障。

3 兩庫現狀水質

2016年，彰武水庫分析項目年均濃度值及豐水期、枯水期、平水期濃度均值均符合Ⅱ類水質標準；但從每月的監測結果分析看，在豐水期（7月）高錳酸鹽指數、生化需氧量、總磷超出Ⅱ類水質標準，占8.3%。彰武水庫綜合營養狀態指數TLI（∑）為54，屬于輕度富營養化狀態，與2015年相比營養狀態水平持平。同年，小南海水庫分析項目年均濃度值符合Ⅲ類水質標準，豐水期濃度均值符合Ⅱ類水質標準，枯水期濃度均值符合Ⅲ類水質標準，平水期濃度均值符合Ⅳ類水質標準；但從每月的監測結果統計看，超出Ⅱ類水質標準比例較大的前3項指標是總磷（58.3%）、高錳酸鹽指數（50%）、化學需氧量（50%）。

4 兩庫水質變化趨勢分析

4.1 參數選擇

根據兩水庫特點及水質敏感參數，選擇總磷、總氮、氨氮、高錳酸鹽指數等項目進行分析。

4.2 數據序列

采用2010—2016年連續7 a的數據序列。

4.3 Daniel的趨勢檢驗方法概述

Daniel的趨勢檢驗方法使用了Spearman的秩相關系數。使用這一方法，要求具備足夠的數據，一般至少應采用4個期間的數據，即5個時間序列的數據。給出時間周期Y1，…，YN和它們的相應值X（即年均值C1，…，CN），并從大到小排列好。統計檢驗用的秩相關系數按下式計算：式中：di為變量Xi與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rs的絕對值同Spearman秩相關系數統計表（見表1）中的臨界值Wp進行比較。當rs＞Wp時，則表明變化趨勢有顯著意義；若rs為負值，則表明在評價時段內有關統計量指標變化呈下降趨勢或好轉趨勢；若rs為正值，則表明在評價時段內有關統計量指標變化呈上升趨勢或加重趨勢；當rs≤Wp時，則表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內水質變化穩定或平穩。

表1 秩相關系數rs的臨界值（Wp）

4.4 計算結果分析

4.4.1 彰武水庫

（1）總磷。將表2數據及N=7帶入式（1），得出rs=0.321，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內彰武水庫總磷含量變化平穩。2010—2016年彰武水庫總磷監測數據及秩相關系數計算結果，見表2。

表22010 —2016年彰武水庫總磷監測數據及秩相關系數計算結果

（2）總氮。將表3數據及N=7帶入式（1），得到rs=0.256，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內彰武水庫總氮含量變化平穩。2010—2016年彰武水庫總氮監測數據及秩相關系數計算結果，見表3。

表32010 —2016年彰武水庫總氮監測數據及秩相關系數計算結果

（3）氨氮。將表4數據及N=7帶入式（1），得到rs=-0.429，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內彰武水庫氨氮含量變化平穩。2010—2016年彰武水庫氨氮監測數據及秩相關系數計算結果，見表4。

表42010 —2016年彰武水庫氨氮監測數據及秩相關系數計算結果

（4）高錳酸鹽指數。將表5數據及N=7帶入式（1），得到rs=-0.893，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應的臨界值Wp=0.714。因|rs|＞Wp，表明變化趨勢在0.05的可信度水平上是有意義的，所以得出彰武水庫高錳酸鹽指數含量呈下降趨勢。2010—2016年彰武水庫高錳酸鹽指數監測數據及秩相關系數計算結果，見表5。

表52010 —2016年彰武水庫高錳酸鹽指數監測數據及秩相關系數計算結果

4.4.2 小南海水庫

（1）高錳酸鹽指數。將表6數據及N=7帶入式（1），得到rs=-0.464，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內小南海水庫高錳酸鹽指數含量變化平穩。2010—2016年小南海水庫高錳酸鹽指數監測數據及秩相關系數計算結果，見表6。

表62010 —2016年小南海水庫高錳酸鹽指數監測數據及秩相關系數計算結果

（2）氨氮。將表7數據及N=7帶入式（1），得到rs=0.286，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內小南海水庫氨氮含量變化平穩。2010—2016年小南海水庫氨氮監測數據及秩相關系數計算結果，見表7。

表72010 —2016年小南海水庫氨氮監測數據及秩相關系數計算結果

（3）化學需氧量。將表8數據及N=7帶入式（1），得到rs=-0.571，查表1得到N=7時顯著性水平0.05對應的臨界值Wp=0.714。因|rs|＜Wp，表明變化趨勢沒有顯著意義，說明在評價時段內小南海水庫化學需氧量含量變化平穩。2010—2016年小南海水庫化學需氧量監測數據及秩相關系數計算結果，見表8。

表82010 —2016年小南海水庫化學需氧量監測數據及秩相關系數計算結果

5 結論和建議

5.1 結論

彰武水庫近年來總磷、總氮、氨氮變化趨勢平穩，高錳酸鹽指數呈明顯下降趨勢；小南海水庫近年來高錳酸鹽指數、氨氮、化學需氧量變化趨勢平穩。

5.2 建議

（1）加強組織領導，建立健全水庫水環境保護機制，各有關部門各負其責，密切配合，共同推進水庫水質保護工作。

（2）加強各類專項資金的整合，積極創造條件，探索多渠道籌資方式，加大對水庫周邊地區環保基礎設施建設的資金支持力度。加大對湖庫富營養化形成和消除機理、水體氮磷污染控制、藻類生長、水生態修復等方面技術研發攻關，不斷增強湖庫水質保護的科技支撐能力。

（3）加強水質監測監控，動態監控水質變化趨勢，水質監測做到定時、定期、定點。建立湖庫水質預警指標體系和預警信息統一發布制度，為庫體水質安全預警提供保障。建立健全突發水污染事件和藻類防控應急預案，落實應對各項應急措施，全面提高水環境危機應對處置能力。

（4）加大執法力度，切實加強對水庫周邊污染源的監管，對違規違法飼養、亂排污水污物、亂開亂建、亂倒垃圾等危害水質的行為依法依規加重處理。嚴格禁止與水源保護無關的項目或工程建設運營，最終達到優化水域生態環境的目標。

（5）加大對水利、環保、漁業、水污染防治等方面的法律法規宣傳力度，推動社會各方力量的廣泛參與和監督，以形成保護湖庫水質人人有責的良好社會氛圍，促進兩庫水體水質的可持續改善。

TV697.2+1；X824

A

1004-7328（2017）04-0017-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2017.04.006

2017—04—10

郭學士（1969—），男，工程師，主要從事水庫工程管理工作。