2020年度蘇州望虞河水質變化趨勢分析*

江蘇省蘇州環境監測中心 鄒士倩，蘇明玉

一、前言

作為長江三角洲核心區域之一，太湖流域經濟發達、人口密度大，水環境承載能力面臨較大挑戰，水環境污染、水資源短缺、水生態受損等問題日益凸顯。承擔著“納污”和“供水”雙重壓力，太湖水質形勢嚴峻。近年來，通過“引江濟太”等手段將長江水引入太湖，直接補充水資源的不足，激發自凈能力，達到改善水質的目的[1]。在長江流域的眾多口門中，望虞河工程引水能力較強，直接與太湖聯通，從而成了“引江濟太”的重要通道。望虞河全長62.3km，其中河道段60.3km、入湖段0.9km、入江段1.1km[2]。截至2020年9月累計引排水615億立方米，為保障太湖“防洪、供水”雙安全發揮了重要作用。因此，望虞河的水質情況對長江和太湖都有影響。本文通過2020年1月至10月水質監測數據，結合綜合指數評價法、內梅羅法以及變異系數對水質的變化特征進行分析。根據江蘇省水利廳等官方公開信息，2019年10月至2020年1月，常熟水利樞紐實行跨年度引水，2020年5月21日開始第二輪引水，日引水量達1200萬立方米。

二、監測要求

按照《地表水和污水監測技術規范》（HJ/T91-2002），《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）等相關要求進行水質監測。根據望虞河的基本情況，兼顧代表性和經濟性原則，均勻選取了望虞河上五個水質斷面，從西向東依次是D1、D2、D3、D4、D5，其中，D1靠近太湖，D5靠近長江。在監測期間，每月進行一次水質采樣，通過實驗室分析獲得結果，監測指標為氨氮、化學需氧量、高錳酸鹽指數、五日生化需氧量、總磷。

三、水質數據分析

（一）綜合指數評價法

綜合指數評價法是通過對選定的各個污染指標的相對污染系數進行統計，得出水體的平均污染程度。其計算公式[3]為：

其中，Ci為第i項污染物的濃度值，CS為斷面水質標準，參照GB3838-2002表1中Ⅲ類標準，P為Pi的算術平均值。當P≤0.40時，水質類別為好；P在0.41與0.70之間時，水質類別為輕度污染；P在0.71-1.00時，水質類別為中度污染；P在1.01-2.00時，水質類別為重污染；當P≥2.00時，提示水質受到了嚴重污染。

以綜合污染指數法P值分析望虞河各斷面的水質變化情況。從圖1可知，7月份在D4點位監測到最大P值為0.82，3月份在D5點位監測到最小值0.27，其中有36%的P值≤0.40，水質類別為好，62%的P值介于0.41和0.70之間，為輕度污染，只有7月份在D4點位的P值大于0.70，為中度污染。總體而言，2020年望虞河的水質絕大多數都處于“好”和“輕度污染”等級。在所有點位中，D4點位1-10月P值的均值最高，為0.51，其他四個點位P值在0.41-0.45之間，說明D4點位水質污染程度略高于其他四個點位。依據張又等人[4]的研究，這可能與望虞河西岸支流，特別是錫北運河的污染情況相關，具體有待進一步研究。

圖1 望虞河水質變化情況

（二）內梅羅指數法

在綜合指數評價法的基礎上，內梅羅指數法賦予污染最嚴重的指標更大的權重，其公式如下：

其中，Ci是第i個指標的濃度，Ci,s是第i個指標的標準值，n是參與評價的因子數。當P內≤1時，水體清潔，當1＜P內≤2時，水體輕度污染，當2＜P內≤3時，水體中度污染，當P內＞3時，水體重度污染[5]。

以內梅羅指數法分析各點位的水質情況，在所有監測斷面中，P內均小于1，提示水體清潔，且P內的最大值與綜合指數法的P的最大值都出現在7月份的D4點位。以P內/P來分析，D1點在1.3-1.5之間，D2點在1.2-1.7之間，D3點在1.1-1.7之間，D4點在1.1-1.5之間，D5點在1.1-1.5之間，由此可知，P內的變化趨勢與綜合指數評價法的P值變化趨勢基本一致，各斷面中不存在特別突出的污染指標。

（三）水質時空變化特征

1.不同時間水質變化規律

變異系數（CV）是一個反應數據相對離散程度的指標，其公式是：CV=標準偏差/平均值，CV≤0.1為弱變異性，離散程度小，0.1＜CV＜1為中等變異性，CV≥1為強變異性，離散程度較高。

如圖2所示，按照綜合指數法和內梅羅法所得的P值進行變異系數的計算，其結果與變化趨勢基本相同。其中，8月份、10月份CV小于0.1，說明斷面間水質變化較小，均質程度較高，而其他月份的值均介于0.1與1之間，呈中等變異性，其中2月與7月各斷面間變異程度最大，值在0.30附近。不同月份各斷面水質變異系數呈現不同規律，主要與季節因素、引水因素等有關。一般而言，春夏季節隨著氣溫升高、生物氧化能力增強，豐水期的水流較大，水質均勻程度較好，所以2月至8月間各斷面間的CV值逐漸變小，但是在5月底，常熟水利樞紐開始引水，大量匯入的長江水使得6月、7月的CV值有了顯著提升，水質均質程度突然變差。

圖2 不同月份時，各斷面間CV值的變異情況

2.不同斷面水質變化規律

以綜合指數法的P值計算得到各點的CV值分別是：D1為0.13、D2為0.18、D3為0.10、D4為0.29、D5為0.30。五個點位的CV值均低于0.30，說明望虞河各點位在不同季節的水質情況相對比較穩定，其中，靠近長江的D4、D5水質變化程度大于另外三個點位，這可能與長江水質隨季節變化較大，且靠近長江的點位受引水的沖擊較大有關，同時也可能受到其他支流匯入的影響。

四、結論

根據綜合系數法分析，2020年望虞河的水質總體處于“好”和“輕度污染”等級，其中，D4點位水質略差于其他點位。綜合系數法與內梅羅法的分析評價結果和變化趨勢基本一致，說明望虞河不存在特別突出的首要污染因素。

不同斷面間和不同月份的水質均質性較好，其均質性波動主要與氣溫變化、引水沖擊、支流匯入等因素有關。