郭彥濤,李保敏
(河北省邯鄲水文水資源勘測(cè)局,河北 邯鄲 056001)
邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)工程包括主城區(qū)生態(tài)水網(wǎng)工程和東部平原生態(tài)水網(wǎng)工程。其中,主城區(qū)生態(tài)水網(wǎng)工程主要是通過(guò)整治河渠,連通岳城水庫(kù)和東武仕水庫(kù),向邯鄲市主城區(qū)供水;東部平原生態(tài)水網(wǎng)工程是以西部岳城水庫(kù)和東武仕水庫(kù)、東南部衛(wèi)河和衛(wèi)運(yùn)河為主水源,向東部平原進(jìn)行長(zhǎng)距離、大范圍輸水,為東部平原13個(gè)縣提供生態(tài)用水和農(nóng)業(yè)用水[1]。
邯鄲生態(tài)水網(wǎng)工程于2006年11月開(kāi)工建設(shè),2006年底骨干工程的疏通和整修完成,部分河渠實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易通水,2007年10月31日,生態(tài)水網(wǎng)正式通水。工程自通水以來(lái),在恢復(fù)擴(kuò)大灌溉面積、改善生態(tài)環(huán)境、回補(bǔ)地下水等方面取得了明顯成效[2]。
本文依據(jù)實(shí)測(cè)水質(zhì)資料,對(duì)區(qū)域內(nèi)地表、地下水質(zhì)現(xiàn)狀及變化趨勢(shì)進(jìn)行分析,為水資源保護(hù)、水環(huán)境修復(fù)和水資源合理開(kāi)發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。
依據(jù)河北省水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心邯鄲分中心水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料,重點(diǎn)對(duì)邯鄲市東部生態(tài)水網(wǎng)2010年的地表水及地下水水質(zhì)狀況分析評(píng)價(jià),并采用趨勢(shì)檢驗(yàn)法,分析2001~2010年10年間的水質(zhì)變化情況。
地表水質(zhì)以邯鄲水環(huán)境監(jiān)測(cè)中心在生態(tài)水網(wǎng)區(qū)布設(shè)的11處地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)站為研究對(duì)象,其中衛(wèi)河龍王廟和滏陽(yáng)河張莊橋、蘇里、蓮花口監(jiān)測(cè)站每年雙月監(jiān)測(cè),全年共6次;衛(wèi)河留固站只有10月份監(jiān)測(cè)1次;其余6處監(jiān)測(cè)站點(diǎn)每年監(jiān)測(cè)3次,監(jiān)測(cè)時(shí)間為每年的4、8、10月份。另外,由于邯鄲市東部生態(tài)水網(wǎng)水源主要來(lái)自西部山區(qū)漳河岳城水庫(kù)和滏陽(yáng)河?xùn)|武仕水庫(kù),因此地表水質(zhì)選用站增加兩處。
地下水質(zhì)選用分析區(qū)內(nèi)地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)井33眼,全年5、9月份監(jiān)測(cè)2次,取其平均值。由于各地取水層不一致,各井水質(zhì)狀況只能代表監(jiān)測(cè)井周?chē)捌湎嗤∷畬拥乃|(zhì)狀況。
地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面情況如表1。
表1 地表水水質(zhì)監(jiān)測(cè)站斷面情況
依據(jù)GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,采用單因子評(píng)價(jià)法對(duì)分析區(qū)內(nèi)供水、排污等重要河流的pH值、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、COD、氟化物、總汞、總砷、總鎘、總銅、總鉛、六價(jià)鉻、揮發(fā)酚、總氰化物、硫化物、氨氮、總大腸菌群等共16項(xiàng)進(jìn)行現(xiàn)狀水質(zhì)分析。該方法是將各項(xiàng)評(píng)價(jià)因子與標(biāo)準(zhǔn)相比較,類(lèi)別最高的即為該斷面的水質(zhì)類(lèi)別,并計(jì)算主要污染物質(zhì)的超標(biāo)倍數(shù)[3]。
水庫(kù)水體采用單因子評(píng)價(jià)法與綜合污染指數(shù)法分別進(jìn)行評(píng)價(jià),并采用評(píng)分法對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化分析。
地表水質(zhì)的變化趨勢(shì)采用以水質(zhì)參數(shù)濃度及其采樣時(shí)間(以十進(jìn)位年表示)為研究對(duì)象的回歸方法進(jìn)行分析[4]。
采樣的日歷年轉(zhuǎn)換成十進(jìn)位年的具體方法如下:
一年有12個(gè)月,一個(gè)月折合十進(jìn)位年為:1/12=0.083年。
一年365天,一天折合十進(jìn)位年為:1/365=0.002739726年≈0.00274年。
計(jì)算公式為:年份+(月份-1)×0.083+0.00274×日數(shù)
依據(jù)GB/T14848—93《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,采用單因子比較法進(jìn)行地下水質(zhì)分析。按標(biāo)準(zhǔn)所列分類(lèi)指標(biāo),劃分為5類(lèi),當(dāng)不同類(lèi)別標(biāo)準(zhǔn)值相同時(shí),從優(yōu)不從劣。并以Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為界限給出主要的超標(biāo)物質(zhì)。參數(shù)包括pH值、總硬度、溶解性總固體、硫酸鹽、氯化物、鐵、揮發(fā)酚、耗氧量、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮、氟化物、氰化物、汞、砷化物、六價(jià)鉻、鎘、鉛、銅等共計(jì)19項(xiàng),參數(shù)的年平均含量均采用算術(shù)平均值[3]。
依據(jù)選用水質(zhì)監(jiān)測(cè)井的水質(zhì)資料,點(diǎn)繪重要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)值的動(dòng)態(tài)變化曲線,分析水質(zhì)變化趨勢(shì)情況[5]。
分析計(jì)算公式:
式中 i為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目;t1為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目i的起始監(jiān)測(cè)年份;Ci1為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目i在起始監(jiān)測(cè)年份的監(jiān)測(cè)值;t2為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目i的終止監(jiān)測(cè)年份;Ci2為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目i在終止監(jiān)測(cè)年份的監(jiān)測(cè)值;△Ci為監(jiān)測(cè)項(xiàng)目i監(jiān)測(cè)值的年均變化量。
監(jiān)測(cè)項(xiàng)目i監(jiān)測(cè)值的年均變化率:
根據(jù)計(jì)算的年均變化率,當(dāng)RC>5%時(shí),地下水有惡化趨勢(shì);當(dāng)-5%≤RC≤5%地下水質(zhì)較為穩(wěn)定,沒(méi)有明顯變化;當(dāng)RC<-5%時(shí),地下水質(zhì)得到改善。
經(jīng)2010年水質(zhì)化驗(yàn)資料分析,分析區(qū)內(nèi)滏陽(yáng)河、支漳河、衛(wèi)河、衛(wèi)運(yùn)河、輸元河上的各監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)較差,水質(zhì)類(lèi)別均為劣Ⅴ類(lèi),主要超標(biāo)項(xiàng)目為氨氮、化學(xué)需氧量。老沙河小屯斷面水質(zhì)類(lèi)別也為劣Ⅴ類(lèi),主要污染物質(zhì)為氟化物。牤牛河設(shè)木鼻斷面,水質(zhì)類(lèi)別為Ⅲ類(lèi),水質(zhì)較好。
滏陽(yáng)河?xùn)|武仕水庫(kù),因水行政主管部門(mén)加大庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)的水環(huán)境治理力度,水質(zhì)狀況改善明顯。與10年前相比,水質(zhì)由Ⅴ類(lèi)變?yōu)棰箢?lèi)。各月水質(zhì)綜合污染指數(shù)在0.2~0.6之間,水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果為尚清潔或輕度污染,尚清潔時(shí)間較多;漳河岳城水庫(kù)水質(zhì)狀況良好,水質(zhì)類(lèi)別為Ⅱ類(lèi),符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。從綜合污染指數(shù)分析,汛期水庫(kù)離子含量明顯高于非汛期。
2010年6~9月份兩庫(kù)水體營(yíng)養(yǎng)化程度均為富營(yíng)養(yǎng)。根據(jù)監(jiān)測(cè)資料分析,影響物質(zhì)主要為總氮,說(shuō)明水庫(kù)上游農(nóng)田施用的化肥和農(nóng)藥,經(jīng)雨水沖刷匯入水庫(kù),使水庫(kù)水體中氮的含量增大,引起富營(yíng)養(yǎng)化。
2010年地表水質(zhì)情況如表2。
表2 2010年地表水水質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)
選用分析區(qū)內(nèi)主要河流的11個(gè)地表水質(zhì)監(jiān)測(cè)斷面2001~2010年間的水質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行水質(zhì)變化趨勢(shì)分析,分析指標(biāo)選用總硬度、高錳酸鹽指數(shù)、COD、溶解氧、氨氮、揮發(fā)酚、硫化物7項(xiàng),水庫(kù)增加總磷和總氮兩個(gè)指標(biāo)。
3.2.1 滏陽(yáng)河張莊橋斷面
斷面總硬度呈上升趨勢(shì),溶解氧、氨氮和揮發(fā)酚趨勢(shì)不明顯,硫酸鹽和高錳酸鹽指數(shù)呈緩慢下降趨勢(shì);蓮花口斷面總硬度、溶解氧和氨氮呈上升趨勢(shì),硫化物和高錳酸鹽指數(shù)呈下降趨勢(shì),揮發(fā)酚趨勢(shì)不明顯。
3.2.2 衛(wèi)河和衛(wèi)運(yùn)河斷面
斷面各指標(biāo)變化趨勢(shì)一致,即總硬度2003~2006年呈下降趨勢(shì),2006年以后呈上升趨勢(shì),溶解氧呈上升趨勢(shì),氨氮、揮發(fā)酚、硫化物和COD均呈下降趨勢(shì),水質(zhì)總體狀況明顯好轉(zhuǎn)。
3.2.3 龍王廟斷面、留固斷面、館陶斷面
3個(gè)斷面各指標(biāo)變化趨勢(shì)一致,即總硬度2003~2006年呈下降趨勢(shì),2006年以后呈上升趨勢(shì),溶解氧呈上升趨勢(shì),氨氮、揮發(fā)酚、硫化物和COD均呈下降趨勢(shì),水質(zhì)總體狀況明顯好轉(zhuǎn)。
3.2.4 輸元河斷面
邯鄲市北斷面總硬度、揮發(fā)酚、硫化物呈下降趨勢(shì),氨氮呈上升趨勢(shì)。2001~2005年溶解氧呈上升趨勢(shì),COD呈下降趨勢(shì),2006年后趨勢(shì)變化不明顯,兩項(xiàng)指標(biāo)時(shí)高時(shí)低。
3.2.5 牤牛河斷面、老沙河斷面、支漳河斷面
各斷面由于流量較小,指標(biāo)含量受降水和生產(chǎn)生活排水影響變化趨勢(shì)不明顯,各指標(biāo)時(shí)高時(shí)低。
3.2.6 岳城水庫(kù)斷面
2003年開(kāi)始監(jiān)測(cè),經(jīng)分析,總硬度、溶解氧、氨氮呈上升趨勢(shì),總磷、總氮2005年以后呈下降趨勢(shì),高錳酸鹽指數(shù)趨勢(shì)不明顯,揮發(fā)酚未檢出。
3.2.7 東武仕水庫(kù)斷面
硫化物和總磷呈下降趨勢(shì);氨氮2001~2003呈上升趨勢(shì),2004年突然降到最低,爾后又呈逐漸上升趨勢(shì);總硬度、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)和總氮基本穩(wěn)定,沒(méi)有明顯變化趨勢(shì);揮發(fā)酚未檢出。
2010年,33眼監(jiān)測(cè)井中屬于Ⅴ類(lèi)水的監(jiān)測(cè)井有17眼,占評(píng)價(jià)井總數(shù)的51.5%,主要分布在大名、魏縣、曲周、廣平和館陶;屬于Ⅳ類(lèi)水的有9眼,占所有評(píng)價(jià)井的27.3%,主要分布在邱縣、永年和肥鄉(xiāng);屬于Ⅲ類(lèi)水的有7眼,占所有評(píng)價(jià)井的21.2%,主要分布在成安、臨漳一帶。主要污染物為總硬度、硫酸鹽、礦化度、氯化物、氨氮、氟化物、硝酸鹽氮,部分井亞硝酸鹽氮、鐵超標(biāo)。
現(xiàn)狀地下水水質(zhì)情況如表3。
表3 2010年地下水水質(zhì)情況統(tǒng)計(jì)
選取區(qū)域內(nèi)代表性較好、監(jiān)資料較為齊全的地下水質(zhì)監(jiān)測(cè)井15眼,分析地下水水質(zhì)變化趨勢(shì)。由于邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)工程于2006年底開(kāi)始通水,為此本文重點(diǎn)分析2006~2010年?yáng)|部平原區(qū)淺層地下水質(zhì)的變化趨勢(shì)。
4.2.1 溶解性總固體
15眼監(jiān)測(cè)井中,除雞澤、香菜營(yíng)、前佃坡、蔡小莊監(jiān)測(cè)井惡化,后消災(zāi)監(jiān)測(cè)井改善外,其余監(jiān)測(cè)井均趨于穩(wěn)定。
4.2.2 總硬度
15眼監(jiān)測(cè)井中,除雞澤、胡村、前佃坡監(jiān)測(cè)井惡化,辛安鎮(zhèn)、柴堡、后消災(zāi)監(jiān)測(cè)井改善外,其余監(jiān)測(cè)井均趨于穩(wěn)定。
4.2.3 氯化物
除蓮花口、曲周、香菜營(yíng)、前佃坡、蔡小莊5眼監(jiān)測(cè)井惡化,辛安鎮(zhèn)、柴堡、后消災(zāi)、廣平城關(guān)4眼監(jiān)測(cè)井改善外,其余6眼監(jiān)測(cè)井趨于穩(wěn)定。
4.2.4 硫酸鹽
除辛安鎮(zhèn)、后消災(zāi)、廣平城關(guān)3眼監(jiān)測(cè)井改善,南辛店、曲周、西大屯、柴堡4眼監(jiān)測(cè)井趨于穩(wěn)定外,其余8眼監(jiān)測(cè)井均惡化。
4.2.5 氨氮
除曲周、辛安鎮(zhèn)、張莊村、張辛莊、廣平城關(guān)5眼監(jiān)測(cè)井改善,蓮花口、前佃坡2眼監(jiān)測(cè)井趨于穩(wěn)定外,其余8眼監(jiān)測(cè)井均惡化。
4.2.6 亞硝酸鹽氮
除蓮花口、南辛店、辛安鎮(zhèn)、柴堡、后消災(zāi)、張莊村6眼監(jiān)測(cè)井改善外,其余9眼監(jiān)測(cè)井均惡化。
4.2.7 氟化物
除曲周、西大屯、后消災(zāi)3眼監(jiān)測(cè)井惡化,張莊村監(jiān)測(cè)井改善外,其余11眼監(jiān)測(cè)井均趨于穩(wěn)定。
通過(guò)分析,目前和近期影響分析區(qū)淺層地下水水質(zhì)的主要因素仍為溶解性總固體、總硬度、硫酸鹽、氯化物、氨氮、亞硝酸鹽氮和氟化物。2006~2010年,隨著邯鄲市生態(tài)水網(wǎng)工程的實(shí)施,東部平原區(qū)淺層地下水質(zhì)中,礦化度、總硬度和氟化物除少數(shù)井惡化外,多數(shù)監(jiān)測(cè)井基本趨于穩(wěn)定,沒(méi)有明顯變化趨勢(shì);硫酸鹽、氨氮和亞硝酸鹽氮有53.3%以上的監(jiān)測(cè)井趨于惡化,33.3%左右的監(jiān)測(cè)井改善,有下降趨勢(shì)。
(1)由水質(zhì)現(xiàn)狀分析,東部生態(tài)水網(wǎng)區(qū)水質(zhì)狀況總體較差。地表水主要污染物為氨氮、化學(xué)需氧量和氟化物,地下水主要污染物為礦化度、總硬度、硫酸鹽、氯化物,部分井氟化物超標(biāo)。
(2)由地表水質(zhì)變化趨勢(shì)分析:滏陽(yáng)河、衛(wèi)河、衛(wèi)運(yùn)河及東武仕水庫(kù)和岳城水庫(kù),多數(shù)指標(biāo)呈下降趨勢(shì),水質(zhì)總體狀況明顯好轉(zhuǎn)水質(zhì);輸元河、支漳河、牤牛河、老沙河,受降水和生產(chǎn)生活排水影響,水質(zhì)變化趨勢(shì)不明顯,各指標(biāo)時(shí)高時(shí)低。
(3)由地下水質(zhì)變化趨勢(shì)分析,東部平原生態(tài)水網(wǎng)區(qū),受地表水的大量補(bǔ)給,地下水質(zhì)在大多數(shù)監(jiān)測(cè)斷面處都有了明顯好轉(zhuǎn),但區(qū)域內(nèi)淺層地下水質(zhì)總體仍較差。礦化度、總硬度和氟化物除少數(shù)井惡化外,多數(shù)監(jiān)測(cè)井基本趨于穩(wěn)定,沒(méi)有明顯變化趨勢(shì);硫酸鹽、氨氮和亞硝酸鹽氮有53.3%以上的監(jiān)測(cè)井趨于惡化,33.3%左右的監(jiān)測(cè)井改善,有下降趨勢(shì)。
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