汾河晉中段水環境質量評價

（山西省晉中市水文水資源勘測分局，山西晉中 030600）

汾河已全面實行河（湖）長制，汾河由山西省省長負責，要求對汾河水質進行科學評價。通過對水質監測數據的合理評價，才能制定科學的整治規劃，采取有效的措施。通過閱讀相關文獻[1～2]制定一套科學評價體系，本文組合采用單因子評價法與綜合污染指數評價法對汾河晉中段水環境質量評價。

1 汾河晉中段區域概括

汾河發源于山西省寧武縣東寨鎮管涔山腳下的雷鳴寺泉，在山西省萬榮縣榮河鎮匯入黃河，全長716 km，控制流域面積39 741 km2，占全省總面積的1/4 以上，是山西省內第一大河[3]。其中汾河干流在晉中段總長124.4 km。汾河干流從呂梁市楊樂堡出境進入晉中市祁縣，流經祁縣、平遙、介休市和靈石，從靈石道美橋出境進入臨汾市。晉中市境內的汾河支流有瀟河、太榆退水、烏馬河、昌源河、沙河、磁窯河、惠濟河、柳根河、龍鳳河、段純河、仁義河、靜升河。其中瀟河、太榆退水在太原市境內匯入汾河干流，汾河其他10 條支流均在晉中境內匯入汾河。

本文根據國家重要江河湖泊功能區的劃分，汾河干流在晉中設置3 個監測斷面，分別是三壩斷面、義棠斷面和兩渡斷面，水質目標設定為Ⅴ類。如表1 所示。監測內容有，本文以2016—2019 年汾河晉中段的3 個斷面的監測資料為基準，1 年監測12 次。

表1 汾河晉中段國家重要江河湖泊功能區

2 汾河晉中段水環境質量評價的模型與方法

2.1 單因子評價方法

評價標準采用《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）中的五類標準。低于或等于某類標準的可直接定為該標準。選取3 斷面中的超標項目作為該斷面水環境質量的綜合類別。

2.2 綜合污染指數評價方法[4]

為了綜合地反應水體的污染程度，傳統的單因子評價以及雙因子評價不能全面反應水體的污染程度。考慮到汾河晉中段地表水污染特點，在計算水質綜合污染指數時選擇具有代表性的污染物，選定氨氮、高錳酸鉀指數、化學需氧量、五日生化需氧量、總磷和氟化物等主要污染物進行水環境質量評價。計算公式如下：

單項污染指數的計算方法：Pi=Ci/Si

式中 Pi——某斷面的綜合污染指數；

Ci——某種污染物的實測濃度值；

Si——某種污染物的地面水環境質量標準；

P——某種污染物的單項污染指數；

n——參加評價的污染物的項目數。

在上述基礎上為了比較各斷面的綜合污染程度，在計算全年污染的綜合污染指數時Pi選用加權迭加法，計算公式如下：

式中Wj為各監測點的權值，三壩斷面的權重為24.2%；義棠斷面的權重31.9%；兩渡斷面的權重為14.4%。

通過計算各斷面的綜合污染指數Pi值，對照表2將水環境質量劃定級別。

表2 綜合污染指數評價表

3 汾河晉中段水環境質量評價

3.1 汾河晉中段各污染物評價

對照《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）汾河晉中段2016—2019 年水環境質量進行單因子評價，評價結果表明，汾河晉中段的水環境均受到不同程度的污染，水質類別均超過Ⅴ類標準，為劣Ⅴ類水質，超過目標水質。從各污染物濃度來看，氨氮100%超標，總磷50%超標，其余項目只出現單月份超標。

通過綜合污染指數法對2016—2019 年各污染物分擔率及綜合污染指數計算結果表明，氨氮的分擔率最高污染程度分析，如表3 所示氨氮的分擔率最高，為50%左右，其次為總磷，分擔率為15%左右，其影響程度依次為5 日生化需氧量、化學需氧量、氟化物、高錳酸鹽指數。

污染程度分析，如表3 所示氨氮的分擔率最高，為50%左右，其次為總磷，分擔率為15%左右，其影響程度依次為5 日生化需氧量、化學需氧量、氟化物、高錳酸鹽指數。

表3 汾河晉中段2016—2019 年主要污染物的分擔率及綜合污染指數

3.2 汾河晉中段各斷面污染評價

從表4 可以看出汾河晉中段4 年內各斷面的水環境質量變化。3 個斷面污染程度均在重污染以上，其中義棠斷面連續兩年嚴重污染，兩渡2016 年嚴重污染。再結合圖1 各污染物濃度可以看出各斷面的水環境質量污染程度由輕到重的順序為三壩、兩渡、義棠。汾河干流進入晉中市從上游到下游斷面依次為三壩、義棠、兩渡。從污染程度分析，中到下游的污染最為嚴重。

表4 汾河晉中段2016—2019 年各斷面綜合污染指數

圖1 三斷面各污染物濃度柱狀圖

4 汾河晉中段水環境質量污染趨勢分析

對汾河晉中段三種主要污染物氨氮、總磷、5 日生化需氧量進行分析，從圖2 可見，2017 年污染物濃度值（氨氮、總磷）最大，表明2017 年汾河晉中段污染最為嚴重。其中主要污染物氨氮和總磷變化趨勢相同，隨著年限增加污染物濃度呈下降趨勢。其變化趨勢用公式表示為：

氨氮：y=-0.477 5x+9.372 4

總磷：y=-0.152 5x+7.140 3

5 日生化需氧量：y=-0.032 7x+0.528

式中 x——年限；

y——各污染物的濃度值（mg/L）。

從2016 年至2019 年綜合污染趨勢圖分析汾河晉中段的污染程度呈下降趨勢，表明隨著近年來國家對水環境的重視，以及各職能部門加大對地表水環境治理力度，汾河水環境質量有一定的好轉。見圖2、圖3。

5 結論

采用單因子評價法與綜合污染指數評價法相結合，對汾河晉中段3 個水質斷面近4 年水環境監測資料進行評價分析。結果表明，汾河干流在晉中境內水環境質量污染嚴重，水質類別為劣Ⅴ類水質，同時汾河晉中段的污染程度隨年份遞增呈下降趨勢，表明隨著近年來防治污染一系列政策的出臺，汾河水的污染有一定程度的改善。

圖2 汾河晉中段主要污染物濃度變化趨勢

圖3 汾河晉中段2016—2019 年綜合污染趨勢圖