文山市暮底河水庫水質(zhì)特征污染物及變化趨勢分析

摘 要：通過對暮底河水庫2008—2022年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)污染指數(shù)和污染分擔率計算，結(jié)果表明總氮為暮底河水庫的特征污染物。采用污染變化趨勢的定量分析方法——秩相關(guān)系數(shù)法評價，暮底河水庫不包括總氮的水質(zhì)綜合類別呈上升趨勢，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，但單獨評價指標總氮變化呈加重趨勢。應根據(jù)總氮的主要來源有針對性的采取措施，防止總氮污染的進一步惡化。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)評價；特征污染物；變化趨勢；暮底河水庫

中圖分類號：X82文獻標志碼：A文章編號：1673-9655（2024）01-00-05

0 引言

暮底河水庫為河流型水庫，位于文山市西北面13 km的盤龍河右岸支流暮底河上，屬于紅河流域元江水系。水庫于2002年1月開工興建，2006年11月正式下閘蓄水，總庫容為5784.9萬m3，是以城市供水為主，兼顧防洪、發(fā)電等綜合利用功能的綜合型水庫，承擔著文山城區(qū)以及馬塘工業(yè)園區(qū)的生產(chǎn)、生活供水，為文山市的飲用水主水源。暮底河水庫水源保護區(qū)面積為307 km2，涉及文山市小街鎮(zhèn)、喜古鄉(xiāng)、壩心鄉(xiāng)以及開化街道的17個村委會80個自然村。暮底河水庫匯水區(qū)域主要干流有順甸河、小街河、壩心河三條河流，其中水庫上游為順甸河，順甸河上游由壩心河及小街河等支流組成，兩河向東流淌匯于喜古鄉(xiāng)順甸河后流入暮底河水庫。暮底河水庫水質(zhì)的好壞，直接關(guān)系到文山城區(qū)30多萬人的飲水安全，對于文山市社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有舉足輕重的作用。本文通過對暮底河水庫供水以來的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，分析水庫水質(zhì)的特征污染物及其變化趨勢，為生態(tài)環(huán)境管理和決策提供科學依據(jù)。

1 水質(zhì)評價及分析方法

1.1 監(jiān)測基本情況

暮底河水庫自2007年7月向文山城區(qū)供水，原文山州環(huán)境保護監(jiān)測站從2007年8月開始，在暮底河水庫設置監(jiān)測點位開展每月一次的常規(guī)監(jiān)測。為保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可比性和完整性，本文采用2008—2022年連續(xù)15年的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析評價。

1.2 監(jiān)測項目

水質(zhì)類別按照中華人民共和國《GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準》 [1]表1地表水環(huán)境質(zhì)量標準基本項目標準限值24項指標。

1.3 評價標準及方法

根據(jù)《GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準》表1標準，按照原環(huán)境保護部辦公廳《關(guān)于印發(fā)〈地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法〉（試行）的通知》（環(huán)辦〔2011〕22號）[2]進行評價。評價指標為《GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準》表1項目中除水溫、總氮、糞大腸菌群以外的21項指標，水溫、總氮、糞大腸菌群作為參考指標單獨評價（河流總氮除外）。

水質(zhì)類別評價采用單因子評價法，水質(zhì)分析統(tǒng)計采用綜合污染指數(shù)法。水質(zhì)類別與水質(zhì)定性評價分級的對應關(guān)系見表1。

1.4 污染變化趨勢評價方法

污染變化趨勢定量分析采用 Spearman 秩相關(guān)系數(shù)法[2]。按照時間周期，將其相應值從大到小進行排列，計算出秩相關(guān)系數(shù)RS，將秩相關(guān)系數(shù)的絕對值同Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計表中的臨界值Wp進行比較：當RS＞W(wǎng)p表明變化趨勢有顯著意義（RS為負值表明呈下降趨勢；RS為正值表明呈上升趨勢）；RS≤Wp變化穩(wěn)定或平穩(wěn)。

2 水質(zhì)狀況與分析

2.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

按年平均統(tǒng)計，暮底河水庫2008—2022年水質(zhì)綜合類別（總氮、糞大腸菌群不參與評價）保持在Ⅰ～Ⅲ類，無Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)。其中有13年為Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)，占86.7%，水質(zhì)狀況優(yōu)；僅2013年、2015年2年為Ⅲ類，占13.3%，水質(zhì)狀況良好。同期單獨評價指標總氮為Ⅱ～Ⅳ類，其中僅2009年1年為Ⅱ類，占6.7%；Ⅲ類有11年，占73.3%；Ⅳ類3年，占20%。單獨評價指標糞大腸菌群同期為Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)，占100%。

按月統(tǒng)計，2008—2022年共監(jiān)測180個月，水質(zhì)綜合類別（總氮、糞大腸菌群不參與評價）保持在Ⅰ～Ⅲ類，無Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水質(zhì)。其中有178個月為Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)，占98.9%，水質(zhì)狀況優(yōu)；僅2008年4月、5月為Ⅲ類，占1.11%，水質(zhì)狀況良好。同期單獨評價指標總氮Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)29個月，占16.1%；Ⅲ類水質(zhì)119個月，占66.1%；Ⅳ類水質(zhì)28個月，占15.6%；Ⅴ類水質(zhì)4個月，占2.2%。單獨評價指標糞大腸菌群Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)171個月，占95.0%；Ⅲ類水質(zhì)有8個月，占4.4%；僅2020年8月1個月出現(xiàn)Ⅳ類水質(zhì)，占0.6%。暮底河水庫總氮2008—2022年年監(jiān)測結(jié)果及評價統(tǒng)計見表2。

根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，暮底河水庫2008—2022年月平均水質(zhì)綜合類別（總氮、糞大腸菌群不參與評價）Ⅰ～Ⅱ類占比98.9%，Ⅲ類占比1.1%；總氮月平均水質(zhì)Ⅰ～Ⅱ類占比16.1%，Ⅲ類及以下占比83.9%；糞大腸菌群月平均水質(zhì)Ⅰ～Ⅱ類占比100%。采用《GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標準》表1指標，剔除污染指數(shù)為0和僅1年污染指數(shù)＞0 的項目，選取總磷、氨氮、高錳酸鹽指數(shù)、化學需氧量、五日生化需氧量、氟化物、總氮7個項目計算污染指數(shù)P和污染分擔率K（%），2008—2022年總氮污染指數(shù)均較大，污染分擔率從2008年的30.51%逐漸上升到2022年的49.32%，均為各年度污染占比最大項目。2008—2022年暮底河水庫污染指數(shù)和污染分擔率統(tǒng)計見表3。

綜上分析表明，總氮為暮底河水庫的特征污染物。

2.2 總氮變化趨勢分析

根據(jù)暮底河水庫監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自2008年以來總氮月監(jiān)測值呈逐漸上升趨勢，2008—2022年總氮月變化趨勢見圖1。采用污染變化趨勢的定量分析方法——秩相關(guān)系數(shù)法評價，總氮年平均濃度值秩相關(guān)系數(shù)RS=0.862，＞0.440的臨界值Wp（經(jīng)查詢Spearman秩相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計表，當N=15時，

秩相關(guān)系數(shù)RS的臨界值Wp在顯著水平（單側(cè)檢驗）0.05時等于0.440），表明暮底河水庫總氮指標變化呈加重趨勢。同期總氮水質(zhì)類別也呈下降趨勢，而不包括總氮的水質(zhì)綜合類別與總氮相反，呈上升趨勢，2008—2022年總氮年變化趨勢見表2和圖2。

3 原因分析

為了做好水源地保護，文山市人民政府對暮底河水庫水源保護區(qū)劃定了保護范圍，一級保護區(qū)及庫區(qū)管理范圍實行封閉式管理。在水源保護區(qū)建設水源涵養(yǎng)林，加強水源地小流域的綜合治理和生態(tài)恢復，禁止一切排污行為和對水源有影響的旅游、畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖等活動。從2011年開始，生態(tài)環(huán)境及水務等部門在水庫上游實施了喜古鄉(xiāng)五家寨、順大寨等農(nóng)村環(huán)境綜合整治工程，以及順甸河污染治理、暮底河水庫河口濕地等工程，流域生活污水、生活垃圾及畜禽糞便得到妥善處置。經(jīng)過多年的綜合整治，暮底水庫流域污染源得到了有效的治理，除總氮外整體水質(zhì)向好。

暮底河水庫水源保護區(qū)內(nèi)無工礦企業(yè)和規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)，污染源主要包括文山市小街鎮(zhèn)、喜古鄉(xiāng)、壩心鄉(xiāng)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)點源，以及相對分散的村莊生活污水、農(nóng)田徑流、生活垃圾、畜禽糞便、農(nóng)田廢棄物、水土流失等，經(jīng)地表徑流匯入河道流入庫內(nèi)。根據(jù)《文山縣暮底河水庫水源保護區(qū)環(huán)境保護綜合整治可行性研究報告》[3]，暮底河水庫水源保護區(qū)污染源總氮入庫量污染負荷最大的是農(nóng)田面源，占39.11%；第二是生活污水占36%，其次是人畜糞便，再其次是水土流失導致的污染貢獻；污染負荷相對較小的是點源、生活垃圾污染。以點源和面源分類分析，流域內(nèi)點源僅占12%左右，88%污染負荷為面源。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，總氮從2017年以來頻繁出現(xiàn)超標，經(jīng)對2017—2022年共6年的月監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，總氮超標規(guī)律基本從每年的5月開始，總氮濃度值逐漸上升，最高值出現(xiàn)在8—11月，隨后開始逐漸開始下降，到次年的5—6月最低。根據(jù)同期開展的文山城區(qū)酸沉降監(jiān)測降水量統(tǒng)計分析，文山市降雨主要集中在5—10月，占全年降雨量的78%，正好與總氮的高峰值重疊。2017—2022年總氮月對比見圖3，文山城區(qū)酸沉降監(jiān)測降水量統(tǒng)計見表4。

暮底河水庫污染特性以生活和農(nóng)田生產(chǎn)類有機物污染為主，經(jīng)分析，導致暮底河水庫總氮持續(xù)上升的主要原因有以下幾點：

一是暮底河水庫流域內(nèi)農(nóng)田耕地化肥施用過量。據(jù)統(tǒng)計，2021年文山市農(nóng)用化肥施用量（折純）[4]共1.69萬t，其中，氮肥0.75萬t，占44.38%；磷肥0.17萬t，占10.06%；鉀肥0.21萬t，占12.43%；復合肥0.56萬t，占33.13%，農(nóng)村以氮肥和含氮的復合肥為主。農(nóng)民在化肥施用過程中一般都未進行測土配方科學施肥，僅憑經(jīng)驗施用，導致部分農(nóng)田耕地化肥施用過量，化肥利用率較低，隨著雨季的來臨經(jīng)地表徑流進入庫內(nèi)。

二是為推進鄉(xiāng)村振興，改善農(nóng)村人居環(huán)境，近年來文山市全面有序推進農(nóng)村衛(wèi)生戶廁整改，將旱廁改造成化糞池水沖廁所或沼氣聯(lián)通式廁所，對鄉(xiāng)村文明以及環(huán)境改善起到了很好的助推作用，提高了人們的環(huán)保意識，養(yǎng)成了良好衛(wèi)生習慣。但同時水沖廁所相對旱廁來說廢水產(chǎn)生量增加較大，再加上產(chǎn)生的庭院式畜禽養(yǎng)殖糞便廢水，作為農(nóng)肥消耗不完。由于大部分農(nóng)村的污水管溝和廢水處理系統(tǒng)未同步建設，部分原來設計建設的農(nóng)村環(huán)境綜合整治工程滿足不了新增廢水的處置，導致處理效率下降，最終導致生活污水流入庫內(nèi)造成污染物增加。

三是流域內(nèi)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村寨污水管網(wǎng)和污水處理設施不健全，部分農(nóng)村環(huán)境綜合整治工程管理不到位，治理效果下降，生活污水直排水庫庫區(qū)，嚴重影響水源地環(huán)境安全。

四是暮底河水庫水源保護區(qū)主要地形地貌以侵蝕構(gòu)造成因的中低山地貌和喀斯特地貌為主，山高坡陡，水土流失面積大。土壤自身含有大量氮，汛期水土流失致使大量含氮可溶性污染物流入水庫，對水庫水質(zhì)也會產(chǎn)生一定的影響。

4 結(jié)論及對策措施

4.1 結(jié)論

通過對暮底河水庫2008—2022年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，并根據(jù)污染指數(shù)和污染分擔率計算，結(jié)果表明總氮為暮底河水庫的特征污染物。采用污染變化趨勢的定量分析方法——秩相關(guān)系數(shù)法評價，暮底河水庫不包括總氮的水質(zhì)綜合類別呈上升趨勢，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，政府以及生態(tài)環(huán)境、水務等相關(guān)職能部門對暮底河水庫水源保護區(qū)采取的防治措施整體取得了成效，但單獨評價指標總氮變化呈加重趨勢。下一步應根據(jù)總氮的主要來源有針對性的采取措施，防止總氮污染的進一步惡化。

4.2 對策措施建議

（1）在水源保護區(qū)內(nèi)嚴格實行退耕還林政策，減少耕種帶來的面源污染。積極發(fā)展生態(tài)及有機農(nóng)業(yè)，推廣綠色種植，對種植業(yè)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整和優(yōu)化布局，優(yōu)先種植需肥量低、環(huán)境效益突出的農(nóng)作物。積極引導農(nóng)民實施測土配方科學施肥，改進施肥方法，根據(jù)農(nóng)作物的需肥規(guī)律，采用底施、深施、分層追施、噴施等，以提高化肥的利用率。優(yōu)先使用農(nóng)家肥，減少化肥使用量，同時減少生活廢水對水庫水質(zhì)的影響。

（2）加強集鎮(zhèn)環(huán)保基礎設施建設，盡快建設小街鎮(zhèn)、喜古鄉(xiāng)、壩心鄉(xiāng)政府所在地污水收集管網(wǎng)和生活污水處理廠，減少點源污染物排放量。在水源保護區(qū)流域內(nèi)進一步加大農(nóng)村生態(tài)環(huán)境綜合整治力度，減輕農(nóng)村面源污染。

（3）加強環(huán)保宣傳教育，提高村民的環(huán)保意識。農(nóng)村生態(tài)環(huán)境的好壞直接關(guān)系到農(nóng)民的生活質(zhì)量，關(guān)系到農(nóng)村未來的可持續(xù)發(fā)展，要充分利用美麗鄉(xiāng)村建設的契機，提升村民的生態(tài)環(huán)境保護意識。

（4）繼續(xù)加強水源地防護林帶的保護和建設，增加水源涵養(yǎng)能力，防止水土流失，改善水源保護區(qū)生態(tài)環(huán)境。

參考文獻：

[1] 地表水環(huán)境質(zhì)量標準：GB 3838—2002 [S].

[2] 地表水環(huán)境質(zhì)量評價辦法（試行）：環(huán)境保護部環(huán)辦〔2011〕22號[S].

[3] 文山縣暮底河水庫水源保護區(qū)環(huán)境保護綜合整治可行性研究報告[R].昆明：云南省環(huán)境科學研究院，2010.

[4] 文山統(tǒng)計年鑒（2022）[R].文山州統(tǒng)計局.2022.

Analysis of the Water Quality Characteristics and Change Trend of Mudi River Reservoir in Wenshan City

ZHANG Rui-min

（Wenshan Ecological Environment Monitoring Station of Yunnan Ecological Environment Department， Wenshan Yunnan 663099，China）

Abstract： Through the statistical analysis of the water quality monitoring data of Mudi River reservoir from 2008 to 2022， the pollution index and pollution sharing rate were calculated. The results showed that the total nitrogen was the characteristic pollutant of Mudi River reservoir. Spearman method was used as the quantitative analysis method to analyze the pollution change trend. The comprehensive category of water quality excluding total nitrogen in Mudi River reservoir showed an upward trend， and the water quality improved significantly， but the total nitrogen change in the individual evaluation index showed an aggravating trend. Countermeasures should be taken according to the main sources of total nitrogen to prevent further deterioration of total nitrogen pollution.

Key words： water quality evaluation; characteristic pollutants; change trend; Mudi River reservoir

收稿日期：2023-05-05

作者簡介：張銳敏，云南省生態(tài)環(huán)境廳駐文山州生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站，高級工程師，研究方向：生態(tài)環(huán)境監(jiān)測。