過去20年東江水質(zhì)演變趨勢

曾凡棠，張修玉，許振成，黃生志，張 強(qiáng)，張恒軍，房懷陽，汪中洋

(1.環(huán)境保護(hù)部華南環(huán)境科學(xué)研究所，廣東廣州 510655;2.中山大學(xué)水資源與環(huán)境系，廣東廣州 510275)

飲用水源河流生態(tài)系統(tǒng)是由自然與社會(huì)相互綜合而成的復(fù)雜系統(tǒng)，其水質(zhì)演變是流域生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的綜合反映［1，2］。水質(zhì)演變不僅受氣象、水文以及地質(zhì)狀況等自然因素的影響，還與人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)密切相關(guān)［1，3］。目前，隨著人口增長與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對水資源需求量不斷增加的同時(shí)，水質(zhì)惡化愈來愈明顯，水資源短缺和水環(huán)境污染問題日趨突出，嚴(yán)重困擾著人類的生存與發(fā)展［4～11］。飲用水源河流水質(zhì)演變作為流域水污染防治與水資源管理的重要研究內(nèi)容，近年來，飲用水源河流水質(zhì)演變越來越受到國內(nèi)外水利與環(huán)保學(xué)者的重視［12］，逐漸成為水資源調(diào)度、監(jiān)控與預(yù)警的核心議題。

東江是珠江流域三大水系之一，其中廣東省境內(nèi)23540km2，占87.06%。目前，東江不僅是珠江三角洲東部的河源、惠州、東莞、廣州等沿岸城市主要生產(chǎn)、生活水源地，同時(shí)還肩負(fù)著通過跨流域調(diào)水供應(yīng)深圳和香港用水的重任，供水人口達(dá)到3000余萬［13］。然而，隨著東江流域工業(yè)化與城市化的加快，東江水資源開發(fā)利用出現(xiàn)了明顯的南方季節(jié)性缺水和水質(zhì)性缺水的特征［14］。因此，本文分析了過去20年東江干流水質(zhì)變化趨勢，旨在為促進(jìn)東江流域的水質(zhì)保護(hù)與生態(tài)管理提供資料借鑒與數(shù)據(jù)參考。

1 數(shù)據(jù)來源與分析方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于東江流域水質(zhì)控制網(wǎng)站中的重要監(jiān)測站點(diǎn)龍川站、河源站和博羅站，對3個(gè)站點(diǎn)實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)間序列較長的NH3－N、CODMn及BOD5等指標(biāo)的時(shí)間變化趨勢進(jìn)行分析，采用1980～1992年與2000～2007年CODMn、NH3－N、BOD5的數(shù)據(jù) (1980～1992年缺少BOD5的數(shù)據(jù))。同時(shí)，利用河源段、惠州段和東莞段3個(gè)河段監(jiān)測斷面2003年1月～2010年12月逐月水質(zhì)數(shù)據(jù)，選取DO、CODMn、NH3－N和TP 4項(xiàng)有機(jī)類指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.2 分析方法

對于水質(zhì)變化趨勢分析的研究已有多種方法，主要有通過污染源調(diào)查的彈性系數(shù)法、簡單直觀的圖解法、序列建模法、基于參數(shù)檢驗(yàn)的回歸分析法和非參數(shù)檢驗(yàn)法等［1，5］。本文主要采用圖解法。該方法簡單直觀，能夠形象地將水質(zhì)在時(shí)間以及空間上的變化情況展示出來，有利于把握水質(zhì)的變化趨勢。

2 東江干流水質(zhì)歷史特征分析

1980～1992年 (見圖1～圖3)，東江干流各站點(diǎn)水質(zhì) NH3－N大部分時(shí)間都穩(wěn)定在 I類，CODMn大部分時(shí)間都穩(wěn)定在I類、II類。2000～2007年，隨著東江流域經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，排入河流的污染物種類和總量不斷增加，下游博羅站點(diǎn)NH3－N與CODMn濃度均有所增加，其中，CODMn濃度個(gè)別時(shí)段超過III類限值;但各站點(diǎn)的BOD5與NH3－N均未超過Ⅲ類限值。

圖3 東江下游 (博羅)1980～1992年、2000～2007年水質(zhì)變化趨勢

圖4 東江干流上游河段 (河源)逐年水質(zhì)變化趨勢

根據(jù)東江干流河源段、惠州段和東莞段3個(gè)河段監(jiān)測斷面2003年1月～2010年12月逐月DO、CODMn、NH3－N和TP的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果 (見圖4～圖6)，東江上游河段DO、CODMn、NH3－N和TP大部分時(shí)段優(yōu)于II類甚至I類;但NH3－N指標(biāo)2010年變化較大，最劣水質(zhì)已出現(xiàn)輕微超標(biāo)現(xiàn)象;年際變化中NH3－N和TP呈現(xiàn)較明顯的上升趨勢。中游河段DO變幅較大，仍符合II類水質(zhì)要求，CODMn變化不顯著，年均值優(yōu)于I類，NH3－N指標(biāo)2007年最差，超過II類，2008年至2009年有所下降，基本滿足II類水質(zhì)要求;TP較平穩(wěn)。下游河段水質(zhì)較差，尤其DO近三年出現(xiàn)劣于II類，NH3－N指標(biāo)連續(xù)8年接近II類標(biāo)準(zhǔn)限值且變幅不大。由圖7可知，東江干流由上而下表現(xiàn)出較明顯水質(zhì)變差趨勢。2003年～2010年東江各段水質(zhì)基本達(dá)到II～I(xiàn)II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其中上游河段基本維持在II類，中下游部分指標(biāo)達(dá)到III類。目前，受珠三角洲產(chǎn)業(yè)輻射效應(yīng)的影響，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的高潮逐漸向中上游地區(qū)傳播，前鋒已抵達(dá)上游河源，中上游水質(zhì)雖然總體保持良好，但河源段水體質(zhì)量總體上呈現(xiàn)下降趨勢，近3a的惡化趨勢尤其明顯，氨氮、總磷等指標(biāo)已接近II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上限，各指標(biāo)均表現(xiàn)出枯水期水質(zhì)略好于豐水期和平水期的特征，說明面源污染的影響較突出。中游惠州段主要表現(xiàn)在豐水期高溫季節(jié)氨氮濃度較高，而溶解氧較低，部分時(shí)段已經(jīng)超過II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，近3a總體趨勢是基本穩(wěn)定略有上升。下游東莞段氨氮和總磷水平要高于中上游河段，大部分時(shí)段介于II～I(xiàn)II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，個(gè)別時(shí)段甚至超過III類標(biāo)準(zhǔn)，近3a的總體變化趨勢是穩(wěn)中有降，說明淡水河、石馬河等流域的治污努力取得了一定的效果。

圖7 東江干流各河段水質(zhì)變化趨勢

3 結(jié)論

(1)過去20年東江干流水質(zhì)總體良好，但近年來變差趨勢較明顯;東江干流由上而下表現(xiàn)出較明顯水質(zhì)變差趨勢。

(2)2003～2010年東江干流各段水質(zhì)基本在Ⅱ～Ⅲ類，其中上游河段基本維持在Ⅱ類，中下游部分指標(biāo)達(dá)到Ⅲ類。

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