先覺廟水庫水源地水質(zhì)現(xiàn)狀及演變趨勢分析

皮向東?胡順華?周彥洲?李杰

摘 要：先覺廟水庫是湖北省隨州市城區(qū)重要水源地，因近年來的連續(xù)干旱，水庫蓄水量不斷減少，水源地的水量、水質(zhì)、水生態(tài)受到威脅。為準確反映先覺廟水庫近9年水質(zhì)變化趨勢，采用肯德爾檢驗法對水庫主要污染因子的演變趨勢進行分析，提出水資源保護和水污染防治措施。

關鍵詞：水質(zhì)演變趨勢;肯德爾檢驗;先覺廟水庫

中圖法分類號：X824? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0417

1? ?水庫基本情況

先覺廟水庫位于湖北省隨州市曾都區(qū)萬店鎮(zhèn)，距隨州市區(qū)26km，屬漂水東支漿溪店河，水庫承雨面積450km2，1960年2月竣工。總庫容2.748億m3，其中興利庫容1.566億m3、死庫容0.099億m3。壩頂高程112.1m，校核、正常、死水位分別為112.6m、107.0m、90.0m。設計灌溉面積9萬畝，歷年最大實灌面積5萬畝。主要功能為防汛、城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉。從1990年起向隨州市城區(qū)供水，設計日取水能力9萬m3，實際日取水能力7萬m3[1]。

2? 水質(zhì)監(jiān)測和分析方法

2.1? ?水質(zhì)監(jiān)測

根據(jù)先覺廟水庫情況，在水庫前壩前設固定水質(zhì)采樣點，按月監(jiān)測全年12次。按照地表水環(huán)境質(zhì)量標準[2]，監(jiān)測水溫、pH值等24個基本項目和硫酸鹽、氯化物等5個集中式生活飲用地表水水源地補充項目。

2.2? ?分析方法

（1）主要污染物濃度的測定

依據(jù)《電化學探頭法》的方法，對水體中的溶解氧進行測定。依據(jù)《高錳酸鹽指數(shù)的測定》的方法，對水體中的高錳酸鹽指數(shù)進行測定。依據(jù)《納氏試劑分光光度法》，利用紫外分光光度法對水體中的氨氮進行測定。依據(jù)《鉬酸銨分光光度法》，利用紫外分光光度法對水體中總磷含量進行測定。依據(jù)《堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法》的方法，對水體中的總氮進行測定。

（2）水質(zhì)及營養(yǎng)狀態(tài)評價方法

水質(zhì)類別評價采用單因子評價法，即以各評價項目監(jiān)測值與《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中相應的標準進行比較，確定單項項目的水質(zhì)類別，當出現(xiàn)不同類別的標準值相同的情況時，按最優(yōu)類別確定水質(zhì)類別，最后以所有評價項目中水質(zhì)最差的類別代表其水質(zhì)狀況。

湖庫型水源地營養(yǎng)狀態(tài)評價采用指數(shù)法，評價項目為高錳酸鹽指數(shù)、總磷、總氮、透明度、葉綠素a。采用線性插值法將水質(zhì)項目濃度值轉(zhuǎn)換為賦分值，按下列公式計算營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)EI。

3? ?現(xiàn)狀評價

3.1? ?水質(zhì)現(xiàn)狀評價

統(tǒng)計2018年汛期（4—9月）、非汛期（1—3，10—12月）和全年期的水質(zhì)監(jiān)測成果，根據(jù)單因子評價方法，各水期評價結(jié)果見表1。

水庫水質(zhì)總體狀況良好，在不考慮總氮影響的情況下，水庫各水期水質(zhì)綜合類別均為Ⅱ類。受總氮影響，非汛期、全年期水質(zhì)綜合類別均由Ⅱ類變?yōu)棰箢悺?/p>

3.2? ?富營養(yǎng)化現(xiàn)狀評價

選取2018年為代表年，計算汛期、非汛期、全年期的水庫總磷、總氮、葉綠素a、高錳酸鹽指數(shù)、透明度等監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用指數(shù)法[3]評價湖泊富營養(yǎng)化，見表2，水庫整體處于中營養(yǎng)狀態(tài)。

對2018年各月營養(yǎng)狀態(tài)進行評價可知，2018年水庫各月營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均在30至50之間，為中營養(yǎng)狀態(tài)。其中1月份水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較高，主要是受總磷和高錳酸鹽指數(shù)的影響，這是由于水庫蓄水時，水庫水位上升，水庫淹沒范圍增加，總磷、總氮的入庫量增加;8月份水庫營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較低，是因為水庫下泄流量增加，使得水體流動性增加，各項參數(shù)的濃度降低。

4? ?變化趨勢分析

4.1? ?水質(zhì)濃度趨勢分析

受庫區(qū)上游農(nóng)業(yè)面源和水土流失影響，水庫水源地水質(zhì)保護尚有潛在風險。本文采用季節(jié)性Kendall檢驗法進行水質(zhì)變化趨勢分析。該方法是一種非參數(shù)檢驗方法，由Hrisch等于1982年提出，后由Smith和Van等人做了進一步改進。季節(jié)性Kendall在數(shù)據(jù)比較只考慮數(shù)據(jù)相對排位而不考慮其大小，能將漏測和奇異值對水質(zhì)趨勢分析影響降到最低限度，又能考慮季節(jié)性變化對水質(zhì)的影響。

根據(jù)先覺廟水庫水質(zhì)變化特點，選擇2010—2018年DO、KMnO4指數(shù)、NH3-N、TP、TN、SO42-、Cl-、NO3-N、Fe、Mn等項目為特征參數(shù)，進行水質(zhì)變化趨勢分析。

顯著性水平為0.1和0.01。當α≤0.01時，水質(zhì)變化趨勢高度顯著;當0.01<α≤0.1時，水質(zhì)變化趨勢顯著;當α>0.1時，水質(zhì)變化無明顯趨勢。 [4][5]

分析的結(jié)果見表3。DO、KMnO4指數(shù)、SO42-、NO3-N、Fe等項目無明顯升降趨勢;TP、Cl-高度顯著上升;Mn高度顯著下降;NH3-N顯著下降;TN顯著上升。

4.2? ? 營養(yǎng)狀態(tài)變化分析

根據(jù)2006至2018年水庫總磷、總氮、葉綠素a、高錳酸鹽指數(shù)、透明度等監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，2006—2018年年平均富營養(yǎng)化指數(shù)整體呈先減小后平穩(wěn)的趨勢。2007年以后，水庫營養(yǎng)狀態(tài)均穩(wěn)定在中營養(yǎng)水平。

5? ?結(jié)論

先覺廟水庫水質(zhì)較好，汛期、非汛期、全年期為Ⅱ～Ⅲ類水質(zhì)，可以滿足水庫和水源地水質(zhì)管理目標。為保持和進一步提高水庫整體水質(zhì)情況，建議加強面源和點源污染管理，減少總氮對水庫水質(zhì)的影響。

特征水質(zhì)參數(shù)的趨勢為：溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、硫酸鹽、硝酸鹽和鐵均無明顯升降趨勢;氨氮呈顯著下降趨勢;總氮呈顯著上升趨勢;總磷和氯化物呈高度顯著上升趨勢;錳呈現(xiàn)高度顯著下降趨勢。

營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)在多年時間分布上呈現(xiàn)減小趨勢，年內(nèi)變化為水庫蓄水時營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較高，水庫放水時營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較低。

先覺廟水庫是隨州市城區(qū)重要水源地，根據(jù)2018年水質(zhì)現(xiàn)狀及其近年變化趨勢，為保護水源地水質(zhì)安全，建議盡快出臺相關飲用水源地保護管理辦法，同時加強上游水土保持和面源及點源入河量的監(jiān)督管理工作，減少總磷、總氮入河量。

參考文獻：

[1]周彥洲，李吉濤.先覺廟水庫清淤與水環(huán)境保護[J].湖北文理學院學報，2012（8）：30-33.

[2]國家環(huán)境保護總局.國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 地表水環(huán)境質(zhì)量標準GB3838-2002 [S]. 北京：中國環(huán)境科學出版社，2002.

[3]中華人民共和國水利部.地表水資源質(zhì)量評價技術規(guī)程 .SL395-2007 [S] .北京：中國水利水電出版社，2008.

[4]李怡庭，翁建華.黃河干流重點河段水質(zhì)變化趨勢分析及水質(zhì)管理對策探討[J].水文，2003，5.

[5]彭文啟，張祥偉等.現(xiàn)代水環(huán)境質(zhì)量評價理論與方法[M].化學工業(yè)出版社，2005.