王 貝,何錫君,鄭日紅,盧國富

(浙江省水文局,浙江 杭州 310009)

1 問題的提出

梁輝水庫位于浙江省余姚市梨洲街道南廟村,是一座以防洪、供水為主,結合發(fā)電、水產(chǎn)等綜合利用的中型水庫。水庫所在流域梁輝大溪是姚江水系的主要支流之一,水庫集水面積35.06 km2,流域多年平均降水量1 617mm,多年平均徑流量3204萬m3。水庫總庫容3 152萬m3,設計洪水位46.9m,相應庫容2 799萬m3,正常蓄水位45.00m,興利庫容2 476萬m3,死庫容21.2萬m3,為多年調(diào)節(jié)水庫。水庫于1997年4月蓄水,2001年開始向余姚城區(qū)和慈溪供水,目前與陸埠水庫聯(lián)庫供水,年供水能力達4 500萬m3。

梁輝水庫水源地相對于姚江河道水源地具有庫區(qū)污染源相對單一,水質(zhì)較優(yōu)的特點。但水庫水源地普遍存在水體更新速度慢、滯庫時間長,攜帶的污染物質(zhì)容易積淀而逐步導致富營養(yǎng)化的現(xiàn)實問題。近年來,梁輝水庫先后發(fā)生2次不同程度的藍藻事件,直接影響了水庫供水安全。因此,調(diào)查梁輝水庫的主要污染物來源,評價水庫水質(zhì)現(xiàn)狀,分析水庫水質(zhì)變化趨勢是十分必要的。

2 庫區(qū)污染源調(diào)查與評價

2.1 調(diào)查范圍、內(nèi)容及基準年

根據(jù)相關資料和實地調(diào)查統(tǒng)計,梁輝水庫庫區(qū)涉及的7個行政村,即雁湖村、金冠村、章雅山村、長田村、茭湖村全境和上王崗村、燕窩村的庫區(qū)部分,農(nóng)戶3 982戶,戶籍人口10 758,實際居住人口10 273,常住人口6 950。庫區(qū)現(xiàn)有耕地441.267 hm2(6 619畝,其中水田2 613畝,旱地4 006畝)。庫區(qū)沒有較大規(guī)模的工業(yè)企業(yè),小規(guī)模家庭作坊式工廠共有11家和農(nóng)家樂1家,集中畜禽養(yǎng)殖場2家。

本次污染源調(diào)查內(nèi)容有生活污染、化肥流失污染、畜禽養(yǎng)殖污染、工業(yè)污染和旅游污染,污染物以CODcr、TN、TP為指標,基準年為2008年。

2.2 評價方法[1].

具體計算公式如下:

式中:Mi為污染物產(chǎn)生量(t/a);Ci為污染物評價標準,執(zhí)行GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅱ類標準系列(CODcr15mg/L,TN 0.5mg/L,TP 0.1mg/L;10-6為換算系數(shù));Pi為污染物等標排放量(t/a);Ki為污染率指數(shù)。

2.3 污染源調(diào)查和評價結果

梁輝水庫庫區(qū)污染物入庫總量為86.8 t,其中CODcr、TN、TP的入庫量分別達65.4,18.9,2.5 t;水庫庫區(qū)污染物等標排放總量為67.6 t/a(其中CODcr、TN、TP分別達4.3,37.7,25.6 t/a),污染率指數(shù)分別為6.4%,55.8%,37.8%;在各污染源中,生活污染的等標排放量貢獻最大,總污染率指數(shù)為44.2%;其余依次為化肥流失污染、畜禽養(yǎng)殖污染、工業(yè)污染和旅游污染,污染率指數(shù)分別為30.2%,22.8%,2.7%和0.1%。

3 水庫水源保護區(qū)現(xiàn)狀水質(zhì)評價

3.1 水庫飲用水水源保護區(qū)劃分

水庫正常水位淹沒線(45.00m)以下的全部水域和正常水位淹沒線 (45.00 m)以上縱深200m范圍內(nèi)的陸域為一級保護區(qū);

水庫一級保護區(qū)邊界外的水域面積和入庫河流 (含庫區(qū)支流)沿岸縱深3 000m的匯水區(qū)域為二級保護區(qū);

水庫集雨區(qū)內(nèi),一、二級保護區(qū)以外區(qū)域劃為準保護區(qū)。

梁輝水庫飲用水水源保護區(qū)劃分見圖1。

圖1 梁輝水庫水源保護區(qū)示意圖

3.2 水質(zhì)評價方法

本文采用指數(shù)評價法和單因子評價法分別進行評價,綜合確定水庫水體現(xiàn)狀水質(zhì)評價結果。

3.2.1 指數(shù)評價法[2-3].

一般污染物指數(shù)計算的步驟為:首先計算單項指標指數(shù),當評價項目i的監(jiān)測值Ci處于評價標準分級值 Ciok和Ciok+1之間時,該評價指標的指數(shù)為:

式中:Ci為i指標的實測濃度(mg/L);Ciok為i指標的k級標準濃度(mg/L);Ciok+1為i指標的k+1級標準濃度(mg/L);Iiok為i指標的k級標準指數(shù)值。然后計算綜合指數(shù)(WQI),其值是各單項指數(shù)的算術平均值。最后確定評價類別,當0＜WQI≤1時,水質(zhì)指數(shù)為1;當1＜WQI≤2時,水質(zhì)指數(shù)為2;當2＜WQI≤3時,水質(zhì)指數(shù)為3;當3＜WQI≤4時,水質(zhì)指數(shù)為4;當4＜WQI≤5時,水質(zhì)指數(shù)為5。

有毒物項目指數(shù)計算步驟為:首先單項指標指數(shù)的計算與一般污染物項目指數(shù)計算相同;然后計算綜合指數(shù),取其各單項指數(shù)最大值為有毒物項目綜合指數(shù),即采用水質(zhì)項目評價最差的作為有毒物項目的評判結果。

湖庫營養(yǎng)狀況的評價方法和標準與全國水資源綜合規(guī)劃有關技術細則一致。營養(yǎng)程度按富營養(yǎng)指數(shù)1、2、3、4、5評價。有多測點分層取樣的湖泊 (水庫),評價年度代表值采用各垂線平均后的多點平均值。評價方法采用評分法,具體做法為:①查表將單項參數(shù)濃度值轉(zhuǎn)為評分,監(jiān)測值處于表列值兩者中間者可采用相鄰點內(nèi)插,或就高不就低;②幾個參評項目評分值求取均值;③用求得的均值再查表得富營養(yǎng)化指數(shù)。

水質(zhì)狀況綜合指數(shù)計算公式如下:

湖庫型水源地水質(zhì)狀況指數(shù)=0.2×一般污染物指數(shù)+0.5×有毒污染物指數(shù)+0.3×富營養(yǎng)化指數(shù)。

3.2.2 單因子評價法[4].

單因子評價法就是選用水質(zhì)最差的單項指標所屬的水質(zhì)類別來確定水體綜合水質(zhì)類別。

3.3 水質(zhì)評價結果

梁輝水庫水質(zhì)評價結果,按指數(shù)法評價為Ⅱ類水,按單因子法評價為Ⅲ類水,水庫水體營養(yǎng)化程度為中營養(yǎng)～輕度富營養(yǎng),水質(zhì)定類項目為總氮、總磷。

庫區(qū)主要入庫支流金冠溪為Ⅱ類水(如總氮參加評價為Ⅳ類水);梁輝大溪為Ⅲ類水(如總氮參加評價為劣Ⅴ類水)。金冠溪斷面與梁輝大溪斷面相距約3 km,同步采樣情況下總磷從金冠溪斷面的Ⅱ類變化到梁輝大溪斷面的Ⅲ類,總氮從金冠溪斷面的Ⅳ類急劇變化到梁輝大溪斷面的劣Ⅴ類,這說明庫區(qū)總磷、總氮貢獻高區(qū)集中在入庫支流下游段。

4 水質(zhì)變化趨勢分析

水質(zhì)變化趨勢的分析判斷是水質(zhì)評價的重要組成部分,根據(jù)水庫水源地水質(zhì)的主要控制指標,選擇溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷、總氮5個參數(shù),對梁輝水庫2003—2008年共 6 a的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)作年際變化的趨勢分析。

4.1 水質(zhì)變化趨勢分析方法

本文采用 “非流量調(diào)節(jié)濃度Kendall季節(jié)檢驗法”[5].對庫區(qū)水質(zhì)參數(shù)的變化趨勢進行分析。季節(jié)性Kendall檢驗法根據(jù)Kendall的τ檢驗改進而來,屬于非參數(shù)檢驗。檢驗結果的顯著性水平α以0.1和0.01為界。當α≤0.01時,說明檢驗具有高度顯著性水平,當0.01＜α≤0.1時,說明檢驗是顯著的,當α＞0.1時,說明檢驗無顯著性。當α＜0.1時,若變化率為正值,則說明檢驗具有顯著(或高度顯著)性上升;若變化率為負值,則說明檢驗具有顯著(或高度顯著)性下降。

4.2 水質(zhì)變化趨勢分析結果

梁輝水庫水質(zhì)趨勢分析結果見表1。

表1 梁輝水庫水質(zhì)趨勢分析結果表

水質(zhì)趨勢分析結果顯示,溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、總磷等4項水質(zhì)指標均為無顯著升、降趨勢,總氮指標為顯著上升趨勢;從具體數(shù)據(jù)上反映溶解氧指標逐年上升,高錳酸鹽指數(shù)、氨氮指標略微下降,總磷基本保持穩(wěn)定,總氮指標明顯上升。梁輝水庫水體營養(yǎng)化程度呈緩慢上升趨勢。

5 結 論

(1)此次調(diào)查和評價結果表明,水庫庫區(qū)污染類型主要是氮、磷等營養(yǎng)元素的污染。污染物主要來源于生活污染、化肥流失污染和畜禽養(yǎng)殖污染;庫區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)污染和“農(nóng)家樂”旅游污染所占比重較小。

(2)水庫及入庫支流水質(zhì)常年處于Ⅱ～Ⅲ類水,水庫水體營養(yǎng)化程度為中營養(yǎng)～輕度富營養(yǎng),水質(zhì)定類項目為總氮、總磷,應嚴格控制水庫氮磷的輸入。

(3)總氮指標呈顯著上升趨勢,這表明梁輝水庫水體存在營養(yǎng)化程度逐步加重的趨勢,應引起重視。

[1].林建榮.長泰上存水庫污染源現(xiàn)狀調(diào)查分析 [J]..海峽科學,2008(11):29-33.

[2].李思悅,張全發(fā).運用水質(zhì)指數(shù)法評價南水北調(diào)中線水源地丹江口水庫水質(zhì)[J]..環(huán)境科學研究,2008,21(3):61-68.

[3].徐祖信.我國河流綜合水質(zhì)標識指數(shù)評價方法研究 [J]..同濟大學學報:自然科學版,2005(4):482-488.

[4].曾永,樊引琴,王麗偉,等.水質(zhì)模糊綜合評價法與單因子指數(shù)評價法比較[J]..人民黃河,2007(2):64-65.

[5].熊洋,張彥增,尹俊嶺,等.衡水湖水質(zhì)現(xiàn)狀評價及趨勢分析[J]..南水北調(diào)與水利科技,2007(3):64-67.