渾河流域水質時間及空間演變趨勢規律分析

王宏宇

(遼寧天易通工程咨詢有限公司，遼寧 葫蘆島 125300)

1 概 述

渾河流域有4座大型水庫，其中一座是在渾河干流上，為大伙房水庫，另兩座在天子河干流上，分別為觀音閣水庫和葠窩水庫，另一座為湯河水庫建在太子河的支流上，流域內有中型水庫15個，小型水庫122座，其中小一型水庫42座，各種河閘751個。

渾河干流上有一座渾河攔河閘[1]，始建建于1959年，主要功能為灌溉。渾河閘有32孔閘門，其中22孔，10孔為進水閘，該閘為寬頂堰，孔高8.20m，寬10.0m，共22孔，底板高程31.50m，經除險加固工程措施修改為30.50m，閘總寬257.40m，形式為弧形鋼閘門，閘門高4.0m，寬10.0m，單扇閘門重量7.70T。其中攔河閘為一門一機固定卷揚式啟閉機，啟閉力為2×50kN，規模為大(2)型。

2 季節性 Kendall 檢驗法的原理[2-4]

季節性 Kendall 檢驗是 Mann-Kendall 檢驗的一種推廣，它首先是由 Hirsch 及其同事于 1982 年提出的[5-6]。河流流量一年一度的周期性變化不同，水質組分受流量周期性變化影響很大，汛期和非汛期的資料不具可比性，結節性肯達爾檢驗法把水質資料在歷年相同月份間進行比較，避免了季節性的影響。同時，數據比較只考慮相對排列而不考慮其差值大小[7-8]，避免了水質資料中常見的漏測值問題，時奇異值對水質趨勢分析影響降到最低限度。

3 季節性Kendall檢驗法應用[9-11]

渾河干流水質監測站由上游至下游分別有北口前、撫順、東陵大橋、渾河閘、黃臘坨、邢家窩棚等6個斷面。

3.1 時間變化趨勢分析

應用Kendall季節性檢驗法分析計算渾河干流6個斷面2011-2018年的水質監測數據，渾河COD濃度趨勢分析，見表1；渾河氨氮濃度趨勢分析，見表2。可以看出，渾河干流的COD濃度總體呈現下降趨勢，在多年COD濃度變化趨勢檢驗中，東陵大橋、渾河閘、黃臘坨、邢家窩棚4個斷面的COD濃度均呈現出下降趨勢，占總體的66.7%。在多年氨氮濃度變化趨勢檢驗中，渾河閘、黃臘坨、邢家窩棚的濃度呈高度顯著下降趨勢，占總體的50%，其余斷面無明顯升降趨勢。

表1 渾河COD濃度趨勢分析

表2 渾河氨氮濃度趨勢分析

據統計分析，從2016年至2018年，每月對撫順，黃蠟坨和刑家窩棚3個區域的水質斷面進行監測，而對北口前，東陵大橋、渾河閘的斷面則每年進行6次監測，基本上每2個月監測1次。渾河COD濃度逐月變化圖，見圖1；渾河氨氮濃度逐月變化圖，見圖2。

1)各斷面逐月COD、氨氮濃度在整體上均呈現先減小后增加的趨勢，北口前斷面水質最優，2016-2018年COD和氨氮的月均值均達到Ⅲ類標準。

2)各斷面COD和氨氮年內的峰值多出現在枯水期，水質較差，超Ⅲ類標準；豐水期除黃蠟坨、刑家窩棚斷面的氨氮濃度超標外，其他均在Ⅲ類控制值范圍內。

圖1 渾河COD濃度逐月變化圖

圖2 渾河氨氮濃度逐月變化圖

3.2 空間變化趨勢

渾河干流COD濃度沿程變化圖，見圖3；渾河干流氨氮濃度沿程變化圖，見圖4。由圖可以看出：①COD濃度的極大值在2016年出現在渾河閘斷面，2017年、2018年出現在刑家窩棚斷面；②2016年，COD濃度沿程先增大后降低，撫順、東陵大橋、渾河閘超出Ⅲ類標準。2017年和2018年，COD濃度沿程呈現整體上升的趨勢，下游斷面黃蠟坨和刑家窩棚劣于Ⅲ類標準。

圖3 渾河干流COD濃度沿程變化圖

圖4 渾河干流氨氮濃度沿程變化圖

5 結 語

通過季節性 Kendall 檢驗法，對渾河干流 2016—2018 年3a的水質數據進行檢驗，結果表明：近3a，氨氮濃度沿程呈整體上升趨勢，除上游北口前斷面2016-2018年均優于Ⅲ類標準，東陵大橋2018年達到Ⅲ類標準外，其他斷面均超Ⅲ類標準，且除2016年氨氮濃度極大值出現在黃蠟坨斷面外，2017年和2018年均出現在刑家窩棚斷面。由此有必要建議有效指導化學肥料和農藥的使用，避免浪費，減少土地退化的速度，減輕水土流失，減少源頭污染物的積累，從而減少農業面源污染，促進和指導水資源有效健康發展[12]。