2019—2020年菏澤雷澤湖水庫水環境質量變化趨勢分析

李新國 陳建民

摘 要：飲用水安全是最基本的民生需求，目前菏澤雷澤水庫是菏澤城區唯一一個飲用水水源地。雷澤水庫水質變化關系到菏澤城區飲用水安全問題。本文用秩相關系數法分析了雷澤湖高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、氟化物和綜合污染指數變化趨勢。通過分析得出2019—2020年水質總體呈下降趨勢，總氮和氟化物呈顯著下降趨勢，總磷呈下降趨勢，但不顯著;高錳酸鹽指數和氨氮呈上升趨勢，氨氮上升趨勢不明顯，高錳酸鹽指數有明顯上升趨勢。

關鍵詞：雷澤湖;秩相關系數法;綜合污染指數;變化趨勢

飲用水安全是最基本的民生需求[1-2]，目前菏澤雷澤水庫[3]是菏澤城區唯一一個飲用水水源地。雷澤水庫水質變化關系到菏澤城區飲用水安全問題，了解雷澤湖水庫水質變化趨勢，對保障菏澤飲用水安全具有指導意義。菏澤雷澤湖又名西城水庫，于2007年開始建設，位于菏澤市高新區，其中心坐標為（115.38147E，35.25355N）。雷澤湖水庫庫容1290萬立方米，以黃河[4]水為水源，取水量約為155萬立方米/月，為菏澤城區居民生活、工業企業供水。

為了解雷澤湖水庫水質現狀，本文借鑒了菏澤市生態環境局2019年《環境質量報告書》水質監測數據和2020年例行監測數據，雷澤湖水質監測數據滿足《地表水環境質量標準》中Ⅲ類標準，符合集中式生活飲用水水源地二級保護區標準要求，能夠滿足菏澤城區居民生活用水要求。在分析統計過程中選取變化明顯、有代表性的高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、氟化物4項質標進行分析，其數據詳見表1，變化趨勢圖見下圖。

1 評價指標和分析方法

評價指標為高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、氟化物和綜合污染指數。高錳酸鹽指數、氨氮、總氮、總磷是雷澤湖水質主要指標。綜合污染指數是評價水質現狀的重要參數[5-6]。雷澤湖綜合污染指數污染物評價選用《地表水環境質量標準》中Ⅲ類標準限值。計算公式如下：

P=1n∑ni=1Pi?? Pi=CiSi

式中：P—綜合污染指數。

Pi—i污染物的污染指數。

n—污染物的種類。

Ci—i污染物的實測濃度。

Si—i污染物的評價標準值。

變化趨勢的分析方法采用秩相關系數法[7-8]，秩相關系數法通常用來衡量環境變化趨勢在統計學是否存在顯著性。使用秩相關系數法要求有足夠量的數據，計算公式如下：

Rs=1-6∑ni=1d2iN3-N

式中：di—變化量Xi與Yi的差值。

Xi—周期i到周期N按照濃度從小到大排列的序號。

Yi—按時間排列的序號。

根據變化趨勢Rs的計算結果，如果為Rs為負值表明在評價期間有關統計呈下降趨勢，如果為Rs為正值表明在評價期間有關統計呈上升趨勢。將Rs的絕對值同sparman秩相關系數法統計表中的臨界值Wp進行比較，當Rs的絕對值大于Wp時則表明變化趨勢有明顯意義，說明評價時段水質變化不穩定;反之則表明變化趨勢沒有明顯意義，說明評價時段水質變化穩定。

2 結果與討論

2.1 高錳酸鹽指數變化趨勢

秩相關系數法分析2019—2020年雷澤水庫每月高錳酸鹽指數變化趨勢，其計算結果見表2。高錳酸鹽指數秩相關系數Rs為0.571，大于0，表明2019年1月至2020年12月高錳酸鹽指數呈上升趨勢;秩相關系數Rs大于臨界值Wp，表明高錳酸鹽指數上升趨勢從統計學上是顯著的。2019年雷澤湖高錳酸鹽指數年均值為1.96mg/L，2020年年均值為2.23mg/L，上升了0.14倍，仍滿足《地表水環境質量標準》中Ⅲ類標準6mg/L限值要求，符合符合集中式生活飲用水水源地二級保護區標準要求。

2.2 氨氮變化趨勢

2019—2020年雷澤水庫每月氨氮變化趨勢，其計算結果見表3。氨氮秩相關系數Rs為0.102，大于0，表明2019年1月至2020年12月氨氮呈上升趨勢;秩相關系數Rs小于臨界值Wp，表明氨氮上升趨勢從統計學上不顯著。2019年雷澤湖氨氮年均值為0.106mg/L，2020年年均值為0.108mg/L，2019年與2020年氨氮濃度基本沒有較大變化。

2.3 總磷

2019—2020年雷澤水庫每月總磷變化趨勢，其計算結果見表4。總磷秩相關系數Rs為-0.117，小于0，表明2019年1月至2020年12月氨氮呈下降趨勢;秩相關系數Rs小于臨界值Wp，表明總磷下降趨勢從統計學上不顯著。2019年雷澤湖總磷年均值為0.026mg/L，2020年年均值為0.022mg/L，2020較2019年總磷濃度下降了16%。

2.4 氟化物變化趨勢

2019—2020年雷澤水庫每月氟化物變化趨勢，其計算結果見表4。氟化物秩相關系數Rs為-0.252，小于0，表明2019年1月至2020年12月氨氮呈下降趨勢;秩相關系數Rs大于臨界值Wp，表明氟化物下降趨勢從統計學上是顯著的。2019年雷澤湖氟化物年均值為0.586mg/L，2020年年均值為0.376mg/L，2020較2019年氟化物濃度下降了36%。

2.5 綜合污染指數變化趨勢

2019—2020年雷澤水庫每月綜合污染指數變化趨勢，其計算結果見表6。綜合污染指數秩相關系數Rs為-1.94，小于0，表明2019年1月至2020年12月綜合污染指數呈下降趨勢;秩相關系數Rs大于臨界值Wp，表明綜合污染指數下降趨勢從統計學上是顯著的。2019年雷澤湖綜合污染指數年均值0.83，2020年年均值為0.63，2020較2019年綜合污染指數下降了24%。

3 結論

雷澤湖水庫2020較2019年綜合污染指數下降了24%，2019—2020年水質總體污染指數呈下降趨勢，總氮和氟化物呈顯著下降趨勢，總磷呈下降趨勢，但不顯著;高錳酸鹽指數和氨氮呈上升趨勢，氨氮上升趨勢不明顯，高錳酸鹽指數有明顯上升趨勢。

綜上所述，高錳酸鹽指數是唯一一個有明顯上升趨勢的水質參數，2019年年均值為1.96mg/L上升到2020年年均值為2.23mg/L，上升了0.14倍，下一步要從源頭查明原因，防止高錳酸鹽指數繼續上升，確保雷澤湖水質不斷改善，保證菏澤城區飲用水安全。

參考文獻：

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[8]馬原.水污染指數法在河流水質評價中的應用[J].水利技術監督，2017（01）.

作者簡介：李新國，男，碩士，工程師，主要從事生態環境檢測工作。