2019—2020年菏澤雷澤湖水庫(kù)水環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)分析

李新國(guó) 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(kù)是菏澤城區(qū)唯一一個(gè)飲用水水源地。雷澤水庫(kù)水質(zhì)變化關(guān)系到菏澤城區(qū)飲用水安全問(wèn)題。本文用秩相關(guān)系數(shù)法分析了雷澤湖高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、氟化物和綜合污染指數(shù)變化趨勢(shì)。通過(guò)分析得出2019—2020年水質(zhì)總體呈下降趨勢(shì)，總氮和氟化物呈顯著下降趨勢(shì)，總磷呈下降趨勢(shì)，但不顯著;高錳酸鹽指數(shù)和氨氮呈上升趨勢(shì)，氨氮上升趨勢(shì)不明顯，高錳酸鹽指數(shù)有明顯上升趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：雷澤湖;秩相關(guān)系數(shù)法;綜合污染指數(shù);變化趨勢(shì)

飲用水安全是最基本的民生需求[1-2]，目前菏澤雷澤水庫(kù)[3]是菏澤城區(qū)唯一一個(gè)飲用水水源地。雷澤水庫(kù)水質(zhì)變化關(guān)系到菏澤城區(qū)飲用水安全問(wèn)題，了解雷澤湖水庫(kù)水質(zhì)變化趨勢(shì)，對(duì)保障菏澤飲用水安全具有指導(dǎo)意義。菏澤雷澤湖又名西城水庫(kù)，于2007年開(kāi)始建設(shè)，位于菏澤市高新區(qū)，其中心坐標(biāo)為（115.38147E，35.25355N）。雷澤湖水庫(kù)庫(kù)容1290萬(wàn)立方米，以黃河[4]水為水源，取水量約為155萬(wàn)立方米/月，為菏澤城區(qū)居民生活、工業(yè)企業(yè)供水。

為了解雷澤湖水庫(kù)水質(zhì)現(xiàn)狀，本文借鑒了菏澤市生態(tài)環(huán)境局2019年《環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和2020年例行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，雷澤湖水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，符合集中式生活飲用水水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠滿足菏澤城區(qū)居民生活用水要求。在分析統(tǒng)計(jì)過(guò)程中選取變化明顯、有代表性的高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、氟化物4項(xiàng)質(zhì)標(biāo)進(jìn)行分析，其數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1，變化趨勢(shì)圖見(jiàn)下圖。

1 評(píng)價(jià)指標(biāo)和分析方法

評(píng)價(jià)指標(biāo)為高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、氟化物和綜合污染指數(shù)。高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總氮、總磷是雷澤湖水質(zhì)主要指標(biāo)。綜合污染指數(shù)是評(píng)價(jià)水質(zhì)現(xiàn)狀的重要參數(shù)[5-6]。雷澤湖綜合污染指數(shù)污染物評(píng)價(jià)選用《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)限值。計(jì)算公式如下：

P=1n∑ni=1Pi?? Pi=CiSi

式中：P—綜合污染指數(shù)。

Pi—i污染物的污染指數(shù)。

n—污染物的種類。

Ci—i污染物的實(shí)測(cè)濃度。

Si—i污染物的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

變化趨勢(shì)的分析方法采用秩相關(guān)系數(shù)法[7-8]，秩相關(guān)系數(shù)法通常用來(lái)衡量環(huán)境變化趨勢(shì)在統(tǒng)計(jì)學(xué)是否存在顯著性。使用秩相關(guān)系數(shù)法要求有足夠量的數(shù)據(jù)，計(jì)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(hào)。

Yi—按時(shí)間排列的序號(hào)。

根據(jù)變化趨勢(shì)Rs的計(jì)算結(jié)果，如果為Rs為負(fù)值表明在評(píng)價(jià)期間有關(guān)統(tǒng)計(jì)呈下降趨勢(shì)，如果為Rs為正值表明在評(píng)價(jià)期間有關(guān)統(tǒng)計(jì)呈上升趨勢(shì)。將Rs的絕對(duì)值同sparman秩相關(guān)系數(shù)法統(tǒng)計(jì)表中的臨界值Wp進(jìn)行比較，當(dāng)Rs的絕對(duì)值大于Wp時(shí)則表明變化趨勢(shì)有明顯意義，說(shuō)明評(píng)價(jià)時(shí)段水質(zhì)變化不穩(wěn)定;反之則表明變化趨勢(shì)沒(méi)有明顯意義，說(shuō)明評(píng)價(jià)時(shí)段水質(zhì)變化穩(wěn)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 高錳酸鹽指數(shù)變化趨勢(shì)

秩相關(guān)系數(shù)法分析2019—2020年雷澤水庫(kù)每月高錳酸鹽指數(shù)變化趨勢(shì)，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。高錳酸鹽指數(shù)秩相關(guān)系數(shù)Rs為0.571，大于0，表明2019年1月至2020年12月高錳酸鹽指數(shù)呈上升趨勢(shì);秩相關(guān)系數(shù)Rs大于臨界值Wp，表明高錳酸鹽指數(shù)上升趨勢(shì)從統(tǒng)計(jì)學(xué)上是顯著的。2019年雷澤湖高錳酸鹽指數(shù)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(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)6mg/L限值要求，符合符合集中式生活飲用水水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 氨氮變化趨勢(shì)

2019—2020年雷澤水庫(kù)每月氨氮變化趨勢(shì)，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。氨氮秩相關(guān)系數(shù)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(shì);秩相關(guān)系數(shù)Rs小于臨界值Wp，表明氨氮上升趨勢(shì)從統(tǒng)計(jì)學(xué)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(méi)有較大變化。

2.3 總磷

2019—2020年雷澤水庫(kù)每月總磷變化趨勢(shì)，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4?？偭字认嚓P(guān)系數(shù)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(shì);秩相關(guān)系數(shù)Rs小于臨界值Wp，表明總磷下降趨勢(shì)從統(tǒng)計(jì)學(xué)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(shì)

2019—2020年雷澤水庫(kù)每月氟化物變化趨勢(shì)，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。氟化物秩相關(guān)系數(shù)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(shì);秩相關(guān)系數(shù)Rs大于臨界值Wp，表明氟化物下降趨勢(shì)從統(tǒng)計(jì)學(xué)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(shù)變化趨勢(shì)

2019—2020年雷澤水庫(kù)每月綜合污染指數(shù)變化趨勢(shì)，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表6。綜合污染指數(shù)秩相關(guān)系數(shù)Rs為-1.94，小于0，表明2019年1月至2020年12月綜合污染指數(shù)呈下降趨勢(shì);秩相關(guān)系數(shù)Rs大于臨界值Wp，表明綜合污染指數(shù)下降趨勢(shì)從統(tǒng)計(jì)學(xué)上是顯著的。2019年雷澤湖綜合污染指數(shù)年均值0.83，2020年年均值為0.63，2020較2019年綜合污染指數(shù)下降了24%。

3 結(jié)論

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

綜上所述，高錳酸鹽指數(shù)是唯一一個(gè)有明顯上升趨勢(shì)的水質(zhì)參數(shù)，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(shù)繼續(xù)上升，確保雷澤湖水質(zhì)不斷改善，保證菏澤城區(qū)飲用水安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]“十三五”水專項(xiàng)“湖州南太湖水源供水區(qū)飲用水安全保障綜合應(yīng)用示范（2017ZX07201003）”課題成果介紹[J].凈水技術(shù)，2021，40（04）：154-158.

[2]韓民.農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)與管理措施淺析[J].南方農(nóng)業(yè)，2020，14（24）：202-203.

[3]朱萬(wàn)鋒.雷澤湖水庫(kù)工程攔河閘混凝土施工探討[J].山東水利，2017（6）：34-35.

[4]李勃，穆興民，高鵬，趙廣舉，孫文義.1956—2017年黃河干流徑流量時(shí)空變化新特征[J].水土保持研究，2019（06）.

[5]呂振豫，穆建新.黃河流域水質(zhì)污染時(shí)空演變特征研究[J].人民黃河，2017（04）.

[6]張國(guó)棟，李蘭濤.黃河干流及主要支流水質(zhì)現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及趨勢(shì)分析[J].水利建設(shè)與管理，2014（12）.

[7]李成，李海波，高丹丹，楊小露.聚類-因子分析在黃河水污染綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].湖北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017（01）.

[8]馬原.水污染指數(shù)法在河流水質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2017（01）.

作者簡(jiǎn)介：李新國(guó)，男，碩士，工程師，主要從事生態(tài)環(huán)境檢測(cè)工作。