劉巧蓮

（山西省汾河水庫管理局，山西 太原 030006）

1 概況

汾河發(fā)源于山西省寧武縣管涔山，從忻州到運城流經(jīng)6個市區(qū)，在運城市萬榮縣廟前村流入黃河，是黃河的第二大支流，全長716km。汾河不僅對山西省的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生活、氣候調節(jié)及周邊環(huán)境有重大影響，而且對黃河的水質狀況有著重要影響。目前，汾河水體80%以上受到污染，60%的河段喪失了使用功能。

2 汾河水質污染趨勢方程建立及分析

2.1 COD年度變化圖的建立

COD指標作為綜合污染評價指標具有很強的代表性，而河津大橋斷面是汾河匯入黃河前最后一個監(jiān)測斷面，因此，下文以2000年以來運城市河津大橋斷面常年監(jiān)測的CODCr值作為研究指標，采用數(shù)學模型對汾河水質污染狀況趨勢進行預測。本文所采用的數(shù)據(jù)全部來自山西省環(huán)保廳官方網(wǎng)站公布的地表水質量周報及地方環(huán)保局。對汾河河津大橋斷面CODCr值按年度進行平均，得出2000—2011年斷面CODCr年度平均值。

將汾河河津大橋斷面CODCr年度平均值與對應的時間年度點繪于以2000年作為第1年的直角坐標系中，形成汾河河津大橋斷面CODCr平均值年度變化圖，時間綜合了社會、經(jīng)濟和技術等多方面的因素，因此以時間作為自變量。以2000年作為第1年，其余年份依次排列，即自變量x=T-1999（x表示計算年度，T表示實際年份），并且將年度數(shù)值與淤積量數(shù)值視作不帶單位的無量綱量。如圖1所示。

2.2 一元回歸方程的建立

圖1 汾河河津大橋斷面CODCr平均值年度變化圖

采用最小二乘法建立以年度為自變量的一元回歸方程，并計算其相關系數(shù)R2，對相關系數(shù)進行比較，選擇擬合度最高的一元回歸方程作為其數(shù)學模型。經(jīng)計算，二項式回歸方程相關系數(shù)最高，因此選擇方程y=1.0699（T-1999）2-37.059x+331.22作為汾河河津大橋斷面CODCr值與年度變化趨勢數(shù)學模型，其相關系數(shù)R為0.9795，遠大于0.01顯著水平上的相關性系數(shù)臨界值0.368（查相關系數(shù)臨界值表得），由此可見，因變量與自變量強相關。

2.3 汾河污染狀況趨勢分析

由圖1可以看出，隨著時間的推移，汾河河津大橋斷面COD濃度不斷下降，表明汾河污染在逐年減輕，且趨勢線斜率逐漸下降，表明COD濃度下降的速度逐漸減慢。

3 汾河水質污染變化趨勢及原因分析

3.1 社會原因

汾河兩岸分布著山西省大量的工業(yè)和農(nóng)業(yè)，污染物排放量較大，汾河污染狀況非常嚴重。隨著社會的進步，人們逐漸意識到環(huán)境保護的重要性，逐漸轉向可持續(xù)發(fā)展道路，政府重視力度逐年增強，環(huán)境保護投入逐年增加，使得汾河污染程度逐年減輕。由此可見，該變化趨勢方程是合理的。

3.2 經(jīng)濟原因

改革開放以來，大力發(fā)展工業(yè)使得經(jīng)濟實力逐步增強的同時，環(huán)境污染也隨之而來，20世紀八九十年代環(huán)境污染日益嚴峻。2000年后，由于汾河污染防治的經(jīng)濟投入逐年增加，使得汾河的污染逐年減輕。

3.3 技術原因

生產(chǎn)技術的進步，使得能源的消耗與環(huán)境污染物的排放逐漸減少；污染防治技術的進步，使得污染防治的效率和效果不斷提高，在減少污染排放和提高污染防治效果的雙重作用下，汾河污染狀況逐年減輕。

3.4 自然原因

山西省屬干旱地區(qū)，降雨量少，汾河天然徑流量較小，河流環(huán)境容量小，自凈能力差，加之汾河兩岸污染物排放量很大，導致汾河污染非常嚴重，匯入黃河前已成為劣Ⅴ類水體。

4 汾河污染狀況趨勢預測

應用上文建立的趨勢方程對之后5年（2012—2016年）汾河河津大橋斷面CODCr值進行計算預測，計算得2012—2016年的CODCr值分別為30.3mg/L，22.1mg/L，16.1mg/L，12.2mg/L 和 10.4mg/L。

由計算結果可知，未來5年汾河的污染狀況會逐年減輕，隨著政府的日益重視、思想的轉變、經(jīng)濟的發(fā)展、技術的進步，汾河的水質狀況會逐年改善。

5 結語

第一，通過對汾河水質污染狀況隨年度變化的回歸方程選擇，得出了擬合度相對較好的汾河水庫淤積量趨勢方程；第二，從社會、經(jīng)濟、技術、自然因素等方面定性分析說明該趨勢模型是合理的；第三，采用選擇出的數(shù)學模型方程對汾河未來5年河津大橋斷面CODCr值進行預測，得出汾河水質狀況逐年改善的預測結果。