西江流域水質(zhì)現(xiàn)狀及2005—2014年水質(zhì)變化趨勢分析

葉 雅

(廣東省水文局肇慶水文分局，廣東 肇慶 526060)

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西江流域水質(zhì)現(xiàn)狀及2005—2014年水質(zhì)變化趨勢分析

葉 雅

(廣東省水文局肇慶水文分局，廣東 肇慶 526060)

根據(jù)西江流域水功能區(qū)2005—2015年11 a水質(zhì)資料，評價西江流域水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀，分析2005—2014年水質(zhì)達標率，應(yīng)用“季節(jié)性肯達爾檢驗法”對水功能區(qū)典型超標污染物的變化趨勢進行分析。結(jié)果表明，西江流域水質(zhì)現(xiàn)狀總體良好，西江干流及賀江水質(zhì)有好轉(zhuǎn)趨勢，新興江、羅定江、綏江耗氧類有機物及氧平衡指標濃度呈上升趨勢。

西江流域;水質(zhì)現(xiàn)狀;達標比例分析;水質(zhì)變化趨勢

西江為珠江流域最大水系，發(fā)源于云南省曲靖市烏蒙山余脈的馬雄山東麓，自西向東流經(jīng)云南、貴州、廣西、廣東4省(自治區(qū))，至廣東省三水的思賢滘，全長2 075 km，其中廣東省境內(nèi) 208 km；集水面積353 120 km2，廣東省境內(nèi)17 960 km2。其干流在廣西梧州以下稱西江，廣東省境內(nèi)主要支流有賀江、羅定江、綏江和新興江，流經(jīng)封開、郁南、德慶、云安、高要、端州、鼎湖等5縣2區(qū)，經(jīng)三水市思賢窖匯入珠江三角洲，由珠海市磨刀門企人石入海。西江流域年均徑流量 2 330 億m3，梧州以下年均產(chǎn)流量 149.6 億m3。按2014年來水統(tǒng)計，西江水資源開發(fā)利用率為20.4%(不含入境水量)；按多年平均來水統(tǒng)計，西江水資源開發(fā)利用率為20.1%[1]。 西江流域廣東省段及珠江河口地區(qū)是廣東省的經(jīng)濟、文化和政治中心，經(jīng)濟總量約占廣東省的80%以上，對廣東省經(jīng)濟社會等各方面起著舉足輕重的作用。

1 水功能區(qū)劃及其水質(zhì)現(xiàn)狀評價

根據(jù)2015年西江流域20個監(jiān)測斷面水質(zhì)監(jiān)測資料，評價其所在的15個水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀類別及達標情況，其中一級水功能區(qū)6個，二級水功能區(qū)9個，一級水功能區(qū)中包括有保護區(qū)、保留區(qū)及緩沖區(qū)，二級水功能區(qū)中具有飲用水源功能的水功能區(qū)有5個。評價總河長683 km。監(jiān)測斷面分散分布在西江干流、西江重要支流賀江、綏江、羅定江、新興江以及東安江。

評價項目包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB 3838—2002)20項基本項目及5項集中式生活飲用水地表水原地補充項目。水質(zhì)類別評價方法執(zhí)行《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》(SL 395—2007)中“地表水水質(zhì)評價”的規(guī)定[2]。水功能區(qū)達標評價以單月水質(zhì)類別對照水功能區(qū)水質(zhì)管理目標，評價其當月是否達標，在單月水功能區(qū)水質(zhì)達標評價的基礎(chǔ)上，根據(jù)水功能區(qū)各月達標情況評價該水功能區(qū)年度是否達標，在評價年度內(nèi)，達標率不小于80%的水功能區(qū)為年度達標水功能區(qū)，以下簡稱達標水功能區(qū)。水功能區(qū)水質(zhì)管理目標參照《廣東省水功能區(qū)劃》﹝2007﹞中劃定的2020年水質(zhì)目標[3]。全年、汛期、非汛期水質(zhì)類別取均值評價，評價結(jié)果見表1、表2。

表1 一級水功能區(qū)基礎(chǔ)信息及現(xiàn)狀評價一覽

表2 二級水功能區(qū)基礎(chǔ)信息及現(xiàn)狀評價一覽

1.1 水功能區(qū)現(xiàn)狀水質(zhì)類別分析

據(jù)水功能區(qū)現(xiàn)狀水質(zhì)類別結(jié)果分析，總體上，西江流域河流水功能區(qū)水質(zhì)較好。在全年、汛期、非汛期內(nèi)，均是Ⅱ類水質(zhì)所占河長比例明顯較大，可見西江流域河流水功能區(qū)水質(zhì)整體上較好。全年達到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)的水功能區(qū)河長占評價總河長的95.3%，汛期達到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)的水功能區(qū)河長占評價總河長的90.2%，非汛期達到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)的水功能區(qū)河長占評價總河長的92.5%。

各條河流，西江干流、賀江、綏江、羅定江水功能區(qū)水質(zhì)較好，汛期、非汛期、全年都可達到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)；新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)汛期、非汛期、全年都為Ⅳ類水質(zhì)，溶解氧、氨氮、總磷超標，新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)及新興江新江口飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū)，分別在汛期、非汛期達到Ⅳ類水質(zhì)，溶解氧、總磷、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮超標，可見新興江部分水功能區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀較差。

1.2 水功能區(qū)達標評價

從表1、表2來看，參評水功能區(qū)15個，達標水功能區(qū)10個，個數(shù)達標率66.7%；參評水功能區(qū)河長共683 km，達標河長463 km，河長達標率67.8%；具有飲用水源功能的水功能區(qū)5個，達標3個，具有飲用功能的水功能區(qū)個數(shù)達標率60%，河長達標率72.4%。主要超標項目為總磷、氨氮、CODMn、溶解氧。

對照各水功能區(qū)的水質(zhì)管理目標，不能達到水質(zhì)管理目標的水功能區(qū)有新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江新江口飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū)，均集中在西江支流新興江。

從各河流評價來看，西江干流、賀江、羅定江、東安江的水功能區(qū)達標率高，達到100%達標；綏江、新興江的水功能區(qū)達標率則較低，按河長達標率評價達標率分別為16.2%、 0，見表3。

表3 西江干流及支流水功能區(qū)達標評價統(tǒng)計

2 水功能區(qū)水質(zhì)變化趨勢分析

水功能區(qū)水質(zhì)變化趨勢評價包括水功能區(qū)達標比例年際變化特征評價和水功能區(qū)水質(zhì)項目變化趨勢分析2部分。水功能區(qū)達標比例年際變化特征評價在水功能區(qū)年度達標評價的基礎(chǔ)上進行。水功能區(qū)水質(zhì)項目變化趨勢采用季節(jié)性肯達爾檢驗方法分析。

2.1 水功能區(qū)達標比例年際變化特征評價

本文水功能區(qū)達標比例年際變化特征評價的對象為西江流域有連續(xù)10年水質(zhì)監(jiān)測資料的水功能區(qū)6個，包括3個一級水功能區(qū)及3個二級水功能區(qū)，分布于西江干流、賀江、新興江、羅定江及綏江，分別是西江下游桂粵緩沖區(qū)、西江封開-高要保留區(qū)、賀江封開保留區(qū)、新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)、羅定江南江口農(nóng)業(yè)用水區(qū)及綏江五馬崗工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)。

水功能區(qū)達標比例年際變化分析在水功能區(qū)年度達標評價的基礎(chǔ)上進行:利用水質(zhì)站2005—2014年歷史水質(zhì)監(jiān)測成果，按照《地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》(SL 395—2007)，對照2010年水質(zhì)管理目標[3]，對該水功能區(qū)進行單月水功能區(qū)達標評價，再在單月評價結(jié)果的基礎(chǔ)上，作年度水功能區(qū)達標評價，最后按以下方法分析統(tǒng)計6個水功能區(qū)的個數(shù)達標比例及河長達標比例的年際變化。

水功能區(qū)達標比例年際變化特征評價方法[4]：

① 水功能區(qū)達標比例年際變化計算。分別計算2006—2014年水功能區(qū)達標比例年際變化幅度。

ΔPn=Pn-Pn-1

式中ΔPn為n年達標比例變化值；Pn為n年的達標比例；Pn-1為n-1年的達標比例。

② 水功能區(qū)達標比例階段變化計算。分別計算2005—2009年、2010—2014年和2005—2014年3個時段的達標比例變化幅度。

ΔP1=(P2009-P2005)/4

ΔP2=(P2014-P2010)/4

ΔP3=(P2014-P2005)/4

③ 統(tǒng)計2005—2014年的達標比例年際變化升高年份數(shù)Nup和下降年份數(shù)Ndn。

④ 計算達標比例年際變化升高和降低年份比例。

Fup=Nup/Nsum

Fdn=Ndn/Nsum

式中Fup為達標比例年際變化升高年份比例；Fdn為達標比例年際變化下降年份比例；Nup為達標比例年際變化升高年份數(shù)；Ndn為達標比例年際變化升高年份數(shù)；Nsum為評價階段總年份數(shù)，2005—2014年階段，Nsum=9。

⑤ 階段變化特征評價。

當Fup≥66.6%，ΔP3>0%，評定為穩(wěn)定上升；當Fup<66.6%，ΔP3>0%，評定為非穩(wěn)定上升；當Fup<33.3%，ΔP3<0%，評定為穩(wěn)定下降；當Fup≥33.3%，ΔP3<0%，評定為非穩(wěn)定下降。

表4 水功能區(qū)達標比例階段變化特征評價

在對2005—2014年水功能區(qū)年度達標評價的基礎(chǔ)上，計算6個水功能區(qū)的達標比例，分別評價水功能區(qū)達標比例在2005—2009年、2010—2014年、2005—2014年3個時段的階段變化特征。

見表4，6個水功能區(qū)在2005—2014年10 a中達標比例變化幅度為0，達標比例階段變化評價為無明顯升降變化，說明該時段內(nèi)水功能區(qū)水質(zhì)總體較穩(wěn)定，達標比例變化不大；在2005—2009年5 a中，階段達標比例變化幅度為-0.925%(以個數(shù)計)及-4.15%(以河長計)，且達標比例年際變化升高年份比例小于33.3%，達標比例階段變化評價為穩(wěn)定下降，說明該時段內(nèi)水功能區(qū)水質(zhì)有變差的趨勢，達標比例有所下降；在2010—2014年5年中，階段達標比例變化幅度為0.925%(以個數(shù)計)及4.15%(以河長計)，且達標比例年際變化升高年份比例小于66.6%，達標比例階段變化評價為非穩(wěn)定上升，說明該時段內(nèi)水功能區(qū)水質(zhì)有變好的趨勢，達標比例有所上升。

2.2 水功能區(qū)水質(zhì)項目變化趨勢分析

選取6個有2005—2014年連續(xù)10 a水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的水功能區(qū)，以及7個有2010—2014年連續(xù)5 a水質(zhì)監(jiān)測資料的水功能區(qū)(包括西江干流高要—肇慶飲用漁業(yè)用水區(qū)、羅定江生江飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū)、綏江馬房飲用水源區(qū)、綏江源頭水保護區(qū)、新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江新江口飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū)、東安江封開保留區(qū))，根據(jù)水質(zhì)資料情況，考慮到西江流域的水質(zhì)本底特點和超標項目特點，選取氨氮、總磷、CODMn、溶解氧、BOD5、鐵6個項目，采用季節(jié)性肯達爾檢驗方法對水功能區(qū)進行水質(zhì)變化趨勢分析。

季節(jié)性肯達爾檢驗是將歷年相同月(季)的水質(zhì)資料進行比較，后值高于前值記為“+1”，否則記為“-1”。令第i月歷年水質(zhì)系列數(shù)據(jù)相比較，直到每個年份的數(shù)據(jù)都與其他的年份的數(shù)據(jù)作了比較，得出一系列的“+1” 、“-1”，最后將“+1” 、“-1”相加之和記為Si；第i月內(nèi)可作比較的差值數(shù)據(jù)組個數(shù)mi為：

式中ni為第i月內(nèi)水質(zhì)系列中非漏測值個數(shù)。

而對于p個月的總體情況，S>0，則可能為上升趨勢，S<0，則可能為下降趨勢，S=0，則無趨勢[5]。

當n年水質(zhì)系列有t個數(shù)相同時，

當n≥10時，S也服從正態(tài)分布，且標準方差Z為：

取顯著性水平α為10%和1%，即當α≤1%時，說明檢驗具有高度顯著性水平；當1%<α≤10%時，說明檢驗是顯著的；當α滿足上述兩種情況，當τ為正時說明具有顯著(或高度顯著)上升趨勢，當τ為負時說明具有顯著(或高度顯著)下降趨勢，當τ為零時則無趨勢[6]。6個有2005—2014年連續(xù)10 a水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的水功能區(qū)分析結(jié)果見表5。

表5 2005—2014年單項水質(zhì)項目變化趨勢分析

從上述計算結(jié)果來看，2005—2014年10 a來西江6個水功能區(qū)水質(zhì)項目變化趨勢總體以無明顯趨勢和下降趨勢為主，其中溶解氧以上升趨勢和無明顯趨勢為主，且溶解氧為值越大水質(zhì)越優(yōu)型指標，表明西江總體水質(zhì)無惡化的趨勢。西江干流及賀江的3個一級水功能區(qū)2005—2014年5個耗氧類有機物及氧平衡指標濃度主要呈下降趨勢，鐵濃度主要呈無趨勢或下降趨勢，表明水質(zhì)有好轉(zhuǎn)的趨勢。新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)總磷和氨氮濃度表現(xiàn)為顯著上升趨勢；羅定江南江口農(nóng)業(yè)用水區(qū)CODMn表現(xiàn)為顯著上升趨勢；綏江五馬崗工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)BOD5表現(xiàn)為顯著上升趨勢。位于新興江、羅定江、綏江3個二級水功能區(qū)共同特征是耗氧類有機物及氧平衡指標濃度呈上升趨勢。另外，2010—2014年7個水功能區(qū)水質(zhì)項目變化趨勢總體以無明顯趨勢為主，水質(zhì)比較穩(wěn)定，其中新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)氨氮和總磷濃度呈顯著上升趨勢，溶解氧呈顯著下降趨勢，特征是耗氧類有機物及氧平衡指標呈惡化表現(xiàn)。

2.3 西江流域水功能區(qū)歷史達標狀況統(tǒng)計

根據(jù)收集的2005—2014年西江流域水功能區(qū)現(xiàn)有實測數(shù)據(jù)，15個水功能區(qū)各有5～10 a不等的實測水質(zhì)數(shù)據(jù)，本文在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計西江流域15個水功能區(qū)歷史達標狀況。參與統(tǒng)計的水功能區(qū)中，自實現(xiàn)監(jiān)測以來，達標情況較差的水功能區(qū)有西江干流思賢滘飲用漁業(yè)用水區(qū)、綏江馬房飲用水源區(qū)、新興江腰古農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江良洞河農(nóng)業(yè)用水區(qū)、新興江新江口飲用農(nóng)業(yè)用水區(qū)，自實現(xiàn)監(jiān)測以來年度達標頻率為0；其次為綏江五馬崗工業(yè)農(nóng)業(yè)用水區(qū)，自實現(xiàn)監(jiān)測以來年度達標頻率為30%。達標情況較好的水功能區(qū)有賀江封開保留區(qū)、賀江桂粵緩沖區(qū)、西江封開—高要保留區(qū)、羅定江南江口農(nóng)業(yè)用水區(qū)、東安江封開保留區(qū)，自實現(xiàn)監(jiān)測以來年度達標頻率達70%～80%。位于新興江的3個水功能區(qū)年度達標頻率均為0，多年的年度達標評價均不達標。

3 結(jié)論

西江流域水質(zhì)現(xiàn)狀為，西江干流、賀江、綏江、羅定江水質(zhì)較好，支流新興江水質(zhì)較差，主要超標項目為總磷、氨氮、CODMn、溶解氧等4個耗氧類有機物及氧平衡指標。

西江流域水功能區(qū)在2005—2014年10 a間達標比例總體為無明顯升降，但在2005—2009年5 a間，達標比例穩(wěn)定下降，在2010—2014年5 a間，達標比例非穩(wěn)定上升。達標比例從穩(wěn)定下降到非穩(wěn)定上升，這一變化可能與在“十二五”期間國家繼續(xù)深化污染減排和環(huán)境監(jiān)管政策發(fā)揮的作用有關(guān)。2005—2014年10 a內(nèi)，西江干流及賀江水功能區(qū)水質(zhì)變化特征為，5個耗氧類有機物及氧平衡指標主要呈好轉(zhuǎn)趨勢；新興江、羅定江、綏江水功能區(qū)具有的共同水質(zhì)變化特征為，耗氧類有機物及氧平衡指標濃度呈惡化趨勢，新興江這種趨勢尤為明顯。

[1] 廣東省水利廳.廣東省水資源公報[R].廣州:廣東省水利廳，2014．

[2] 中華人民共和國水利部. 地表水資源質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程：SL395—2007[S].北京:中國水利水電出版社，2007．

[3] 廣東省水利廳.廣東省水功能區(qū)劃[R]. 廣州:廣東省水利廳，2007．

[4] 中國水利科學(xué)研究院.21世紀前10年全國地表水功能區(qū)水資源質(zhì)量變化調(diào)查評價技術(shù)細則[R].北京:中國水利科學(xué)研究院,2009.

[5] 彭文啟，張祥偉.現(xiàn)代水環(huán)境評價理論和方法[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005:151-159．

[6] 滕昱.季節(jié)性Kendall檢驗法在水質(zhì)趨勢分析中的應(yīng)用[J].東北水利水電，2012，30(11):60-61．

(本文責(zé)任編輯 馬克俊)

Water Quality Actuality of the Xijiang River Basin and Change Tendency in 2005—2014

YE Ya

(Zhaoqing Subbureau, Hydrological Bureau of Guangdong Province, Zhaoqing 526060,China)

According to the data of the water quality in the water function areas of the Xijiang River basin during 2005 to 2015, the water quality was evaluated, and the standard rate of the water function areas was studied. The change trend of the typical excessive pollutants over the last 10 years in the water function areas was analyzed by season’s Kendall test method. The water quality actuality of the Xijiang River basin is good to a great extent. The water quality of the mainstream of the Xijiang River and the He River took a turn for the better. The consistence of oxygen consumption and oxygen balance index in the Xinxing River, Luoding River and Sui River, was on an upward trend.

the Xijiang River basin, the water quality actuality, analysis on the standard rate, he change tendency of the water quality

2016-05-17

葉雅，女，主要從事流域水資源監(jiān)測評價等工作。

P342

A

1008-0112(2016)08-0018-05