陳 洋

(山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西運(yùn)城 044000)

西塬水庫(kù)水質(zhì)狀況評(píng)價(jià)與分析

陳 洋

(山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西運(yùn)城 044000)

通過(guò)2015年對(duì)西塬水庫(kù)水質(zhì)的COD、氨氮、總磷（TP）、總氮（TN）指標(biāo)進(jìn)行了全年每月一次的監(jiān)測(cè)，采用單因子污染指數(shù)法與綜合污染指數(shù)法相結(jié)合的方法對(duì)該水庫(kù)進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)與分析。結(jié)果表明，西塬水庫(kù)全年6個(gè)測(cè)站點(diǎn)水質(zhì)均屬于劣V類水。經(jīng)分析，氨氮污染指數(shù)不是導(dǎo)致水體污染的主要因子；全年COD、TP污染指數(shù)一直很高，TN污染指數(shù)在9至12月份暫時(shí)恢復(fù)到正常范圍內(nèi)；3月份與6月份綜合污染指數(shù)最高，主要是由于COD在此月份指數(shù)較高，同時(shí)TP、TN污染指數(shù)在3月份交替出現(xiàn)最高值。

西塬水庫(kù)；水質(zhì)評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)方法

0 引言

西塬水庫(kù)，又稱硝池灘，位于運(yùn)城市鹽池西端解州鎮(zhèn)西北部，其東側(cè)緊鄰北門灘，南同浦鐵沿西塬水庫(kù)南側(cè)經(jīng)過(guò)。該池除了泄洪外主要從事漁業(yè)生產(chǎn)，盛產(chǎn)鯉魚、鯽魚等品種。流域面積約369.41 km2，最大蓄存7 000萬(wàn)m3。主要功能是儲(chǔ)存調(diào)蓄洪水，減輕洪水對(duì)鹽池的威脅，是運(yùn)城鹽池的重要保護(hù)屏障，主要攔截姚暹渠以南、鹽池西部永濟(jì)市及鹽湖區(qū)流域內(nèi)地表及淺層地下水。

目前水庫(kù)水質(zhì)逐年加重，生態(tài)系統(tǒng)退化成藻型，營(yíng)養(yǎng)水平由貧營(yíng)養(yǎng)化到富營(yíng)養(yǎng)化，因此對(duì)水庫(kù)的污染治理和生態(tài)修復(fù)刻不容緩[1]。近些年，國(guó)內(nèi)也非常關(guān)注水庫(kù)水環(huán)境與水生態(tài)的研究，馬太玲[2]在2007年就神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水質(zhì)模擬預(yù)測(cè)及水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了探討，建立了基于A-BP和AGA的水質(zhì)評(píng)價(jià)、模擬預(yù)測(cè)模型，旨在尋求一種評(píng)價(jià)結(jié)果客觀、準(zhǔn)確、評(píng)價(jià)過(guò)程簡(jiǎn)單而有效的評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)方法，結(jié)果表明，在水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)的幾種方法中，A-BP模型的預(yù)測(cè)精度高于其它方法；水環(huán)境容量推算結(jié)果表明，西山灣水庫(kù)已無(wú)TN、TP和CODMn的環(huán)境容量；BOD5、CODcr仍有一定的環(huán)境容量。水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)是通過(guò)客觀的定量的描述水體狀態(tài)，為水環(huán)境治理、研究與管理提供依據(jù)，因此水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)[3、4]的方法與手段就顯得越來(lái)越重要。本文正是對(duì)西塬水庫(kù)的水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以便為西塬水庫(kù)的水環(huán)境治理與生態(tài)修復(fù)提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)理論依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

監(jiān)測(cè)區(qū)域?yàn)檎麄€(gè)西塬水庫(kù)水質(zhì)狀況。同時(shí)考慮周邊實(shí)際情況，包括：水文及河道地形、植被及進(jìn)出口位置、排污口等因素，力求全面、真實(shí)、客觀地反映水庫(kù)的水環(huán)境質(zhì)量及污染物的時(shí)空分布狀況。分別在水庫(kù)進(jìn)水口、漁場(chǎng)、水庫(kù)中心、出水口、席張村、西塬村6個(gè)點(diǎn)布設(shè)采樣站位。水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布見圖1。

圖1 西塬水庫(kù)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)分布圖

西塬水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)進(jìn)行于2015年全年監(jiān)測(cè)，每月監(jiān)測(cè)一次，測(cè)定分析項(xiàng)目主要包括：COD、氨氮、TP、TN指標(biāo)。采水器選用直立式采樣器，樣品的采樣、保存、管理均按照中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)《水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》（HJ493-2009）有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

1.2 評(píng)價(jià)方法

采用單因子污染指數(shù)法與綜合污染指數(shù)法[5-7]相結(jié)合對(duì)西塬水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2.1 單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)

單因子評(píng)價(jià)首先要先確定該水體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將各參數(shù)濃度與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相比，數(shù)據(jù)比值是否大于1來(lái)評(píng)價(jià)該水體是否達(dá)到了相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

其公式為：

式中：Sij——站j評(píng)價(jià)因子i的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)；

Cij——站j評(píng)價(jià)因子i的實(shí)測(cè)值；

Csi——評(píng)價(jià)因子i的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

1.2.2 綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)

綜合指數(shù)法是各指標(biāo)對(duì)水體綜合污染程度的一種數(shù)量指標(biāo)。

其公式為：

式中：Pj——站j評(píng)價(jià)的綜合污染指數(shù)。

水質(zhì)狀況污染程度分級(jí)取決于P值：當(dāng)P≤0.8，水質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)為達(dá)標(biāo)；當(dāng)0.8＜P≤1.0，水質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)為基本達(dá)標(biāo)；當(dāng)1.0＜P≤2.0，水質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)為污染；當(dāng)P≥2.0，水質(zhì)質(zhì)量評(píng)價(jià)為重污染。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

2.1 單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

6個(gè)測(cè)站點(diǎn)的COD、氨氮、TP、TN四個(gè)因子的污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果如圖2所示，四項(xiàng)評(píng)價(jià)因子的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值均選用GB 3838—2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的V類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。從6個(gè)測(cè)站點(diǎn)的污染指數(shù)圖可以看出，所有測(cè)站點(diǎn)的氨氮指數(shù)均為正常，都在1以下，說(shuō)明水庫(kù)受到氨氮的影響較弱，造成水體污染嚴(yán)重的主因不是氨氮所致。COD、TP、TN三個(gè)因子的污染指數(shù)都偏高，尤其是COD與TP，大部分月份都處在超高指數(shù)范圍。整體而言，在D1、D2測(cè)站點(diǎn)（進(jìn)水口、漁場(chǎng)）COD指數(shù)變化幅度較大，其余變化基本穩(wěn)定，通過(guò)實(shí)地勘察，發(fā)現(xiàn)在進(jìn)水口位置有大量的生活污水與工業(yè)廢水的排入，應(yīng)該是導(dǎo)致COD指數(shù)很高的主要因素，而漁場(chǎng)離進(jìn)水口較近，也導(dǎo)致其所在地水質(zhì)COD不穩(wěn)定。同時(shí)可以看出，COD污染指數(shù)在1月份、5月份、6月份及12月份相對(duì)整年度指數(shù)超標(biāo)最為嚴(yán)重，推測(cè)與這幾個(gè)月份周圍人群的用水量增大及工業(yè)用水旺季有關(guān)。TP污染指數(shù)是在D4、D5測(cè)站點(diǎn)（出水口、席張村）處變化幅度較大，且均在3月份達(dá)到最高值，尤其是D4測(cè)站點(diǎn)，最大值達(dá)到了3.96，分析可能是席張村農(nóng)業(yè)大量使用含磷化肥及農(nóng)藥所致，而出水口離席張村較近，因水流流向致使D4、D5側(cè)站點(diǎn)均超標(biāo)嚴(yán)重；其余測(cè)站點(diǎn)表現(xiàn)出全年TP超標(biāo)，且波動(dòng)幅度較小，分析可能是水庫(kù)底泥存有大量的含磷物質(zhì)。通過(guò)對(duì)比，可以看出，TN相比COD與TP污染指數(shù)較小，除D4、D5測(cè)站點(diǎn)，其他測(cè)站點(diǎn)均在3月份TN污染指數(shù)達(dá)到了最大值，且在9至12月份恢復(fù)到了正常值范圍內(nèi)，說(shuō)明水庫(kù)對(duì)氮具有較強(qiáng)的自凈作用，且在后半年水中排入含氮化合物出現(xiàn)明顯降低。

圖2 各測(cè)站點(diǎn)的各污染指標(biāo)

2.2 綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)

6個(gè)站點(diǎn)的全年綜合污染指數(shù)如圖3所示。

圖3 綜合污染指數(shù)

由圖3可以看出，2015年全年監(jiān)測(cè)綜合污染指數(shù)范圍在1.36～2.36之間，全年均屬于污染或重度污染水質(zhì)，說(shuō)明多項(xiàng)指標(biāo)都不滿足水環(huán)境功能要求；全年3月份污染最為嚴(yán)重，6個(gè)測(cè)站點(diǎn)污染指數(shù)均大于2，表明此時(shí)水體受到嚴(yán)重污染，屬于重度污染水質(zhì)，水質(zhì)污染指數(shù)超標(biāo)嚴(yán)重，結(jié)合單因子污染指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果可知，3月份污染指數(shù)最大，主要是由于TP、TN在3月份指數(shù)交替達(dá)到最高所致，當(dāng)然COD值對(duì)其影響也很大；其次為6月份，6個(gè)測(cè)站點(diǎn)也均觸及指數(shù)2，也屬于重度污染水質(zhì)，結(jié)合單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果，6月份污染嚴(yán)重，主要是因COD污染指數(shù)在此月份值較高所致；10月份在全年監(jiān)測(cè)中污染指數(shù)相比其它月份而言，稍稍較好，大部分處在污染指數(shù)的1.5以下，說(shuō)明在這個(gè)月內(nèi)，水質(zhì)得到了一定程度的恢復(fù)，但恢復(fù)程度不大；相比各個(gè)測(cè)站點(diǎn)來(lái)說(shuō)，位于西張村附近的采樣站點(diǎn)D5，整年水質(zhì)相比其它站點(diǎn)而言，相對(duì)較好，9至12月份指數(shù)在1.5以下，根據(jù)實(shí)地勘察，席張村在西塬水庫(kù)沒有見到任何排污口，附近也未見固體垃圾堆放，植被也相對(duì)旺盛，此測(cè)站點(diǎn)污染未達(dá)標(biāo)主要是因整體水環(huán)境污染嚴(yán)重所致，包括底泥的影響、污染物質(zhì)的遷移。

3 評(píng)價(jià)結(jié)論

通過(guò)單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)與綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法對(duì)西塬水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，西塬水庫(kù)全年6個(gè)測(cè)站點(diǎn)水質(zhì)均屬于劣V類水。全年污染指數(shù)均不在正常范圍內(nèi)，說(shuō)明水質(zhì)已被嚴(yán)重污染。經(jīng)分析，氨氮指數(shù)屬于正常范圍，不是導(dǎo)致水質(zhì)污染的主要因子；全年COD、TP污染指數(shù)一直很高，TN污染指數(shù)在9至12月份暫時(shí)恢復(fù)到正常范圍內(nèi)；3月份水庫(kù)污染指數(shù)最大，污染程度最為嚴(yán)重，主要是由于TP、TN在此月份的污染指數(shù)交替達(dá)到最高值所致，同時(shí)COD污染指數(shù)影響也很大；6月份污染指數(shù)次之，主要是由于在此月份COD污染指數(shù)較高所致。本文水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果表明對(duì)西塬水庫(kù)的污染治理和生態(tài)修復(fù)刻不容緩。

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Evaluation and Analysis of Xiyuan Reservoir’s Water Quality

CHEN Yang

Through monitoring the index data of COD，ammonia nitrogen，total phosphorus（TP）and total nitrogen（TN）from Xiyuan Reservoir’s water quality once a month in 2015，an analysis was made on water quality which was used the combined method of single factor pollution index and integrated pollution index.The results show that all the water quality of the six stations in the year of the Xiyuan Reservoir belongs to inferior water of class v.The analysis showed that the ammonia nitrogen pollution index was not the main factor leading to water pollution.The COD and TP pollution index were very high in the year，TN pollution index between September and December was temporarily returned to normal range.The combined pollution index in March and June was the highest，mainly due to the higher COD index in this month，at the same time TP and TN pollution index in March appeared alternating the highest value.

Xiyuan Reservoir；water quality evaluation；evaluation method

X824

B

1006-8139（2017）02-047-04

2017-03-09

2017-03-15

伍姓湖三維水質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)鹽遷移轉(zhuǎn)化模擬研究（山西省水利科學(xué)技術(shù)研究與推廣項(xiàng)目201413）。

陳 洋（1987-），女，2014年碩士研究生畢業(yè)于中北大學(xué)，助教，研究方向：水污染控制技術(shù)。