基于綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法的四川西充河水質(zhì)評價(jià)*

左云霞， 李鐵松， 李成明， 任光前， 曹 帆

(西華師范大學(xué) 國土資源學(xué)院， 四川 南充 637009)

1 研究區(qū)概況

西充河流域面積1 000 km2，分為虹溪河、滑灘河、桓子河3個(gè)河段，流經(jīng)西充縣、嘉陵區(qū)、順慶區(qū)，于桓子河段南門壩匯入嘉陵江(如圖1)，長110 km，沿河居民8.6萬人[13]。西充河年平均水溫在20℃左右，常年不結(jié)冰。西充河的滑灘河段、桓子河段共長14 km，穿越有100萬人口的南充大城市，尤其是被石質(zhì)護(hù)坡渠化美化的桓子河段為城市景觀河段。城市工業(yè)、餐飲洗浴產(chǎn)業(yè)、居民生活污水，河流沿岸的農(nóng)業(yè)廢水的排放加劇了西充河的污染。雷打石斷面為西充河的消減斷面，拉拉渡斷面為西充河入嘉陵江的控制斷面，彩虹橋斷面為省控制斷面。雷打石斷面與拉拉渡斷面之間的流距為5.3 km，2011年位于南充舞鳳山下的望天壩曲流被人工裁彎取直，西充河被裁彎取直后，流程變短，流速加大，西充河水質(zhì)有所改善，2011年后環(huán)境監(jiān)測站取消雷打石、拉拉渡斷面水質(zhì)監(jiān)測，設(shè)彩虹橋斷面進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測，該斷面距離下游拉拉渡斷面1.4 km。

圖1 西充河示意

2.3 個(gè)斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)

圖2為監(jiān)測斷面示意圖。

圖2 拉拉渡、雷打石、彩虹橋斷面示意

表1 雷打石、拉拉渡、彩虹橋斷面水質(zhì)監(jiān)測現(xiàn)狀值 mg/L

續(xù)表1 mg/L

注：2011、2012年為彩虹橋斷面檢測數(shù)據(jù)

3 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法

綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)[16-18]由整數(shù)位和三位或四位小數(shù)組成，其結(jié)構(gòu)為：Iwp= X1X2X3X4。X1X2通過計(jì)算獲得，X3和X4分別由比較得到。X1代表河流水體的綜合水質(zhì)類別；X2代表監(jiān)測數(shù)據(jù)在X1類水質(zhì)變化區(qū)間中所處的位置；X3為參與綜合水質(zhì)評價(jià)的水質(zhì)指標(biāo)中，劣于水環(huán)境功能區(qū)目標(biāo)的單項(xiàng)指標(biāo)個(gè)數(shù)；X4為綜合水質(zhì)類別與水體功能區(qū)類別的比較結(jié)果。它完整的標(biāo)識(shí)了綜合水質(zhì)的類別、水質(zhì)在具體類別中的位置、與水環(huán)境功能區(qū)類別的比較結(jié)果等令人關(guān)心的問題。

X1X2的計(jì)算：其中X1X2通過單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)的加權(quán)平均求得，一般采用等權(quán)重處理，計(jì)算公式如下：

式中：m為參加綜合水質(zhì)評價(jià)因子的個(gè)數(shù)；P1′、P2′、……、Pm′分別為第1、 2 、……、m個(gè)水質(zhì)因子的單因子水質(zhì)指數(shù)。

4 結(jié)果及討論

4.1 2003-2012年西充河水質(zhì)評價(jià)結(jié)果

把3個(gè)斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)代入徐祖信改進(jìn)的水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法進(jìn)行水質(zhì)評價(jià)，評價(jià)結(jié)果見表2。

雷打石斷面評價(jià)結(jié)果如表2所示，2004、2005、2008雷打石斷面水質(zhì)達(dá)到III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)率為38%；2003、2006、2007年水質(zhì)為IV類水，約占評價(jià)結(jié)果的38%；2009、2010年水質(zhì)下降為V類水，約占評價(jià)結(jié)果的 25%。拉拉渡斷面評價(jià)結(jié)果表明，水質(zhì)為劣V類水，均未達(dá)到國家規(guī)定的III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)率為0%，2003-2006、2010年水體出現(xiàn)黑臭。從表2中得出拉拉渡斷面水質(zhì)比雷打石斷面水質(zhì)污染更為嚴(yán)重，據(jù)調(diào)查走訪，如圖2所示，拉拉渡河段東岸主要為商業(yè)區(qū)和居民區(qū)，西岸位于西山腳下，為工業(yè)區(qū)，河岸附近有大片農(nóng)田，部分生活污水和工業(yè)廢水未經(jīng)處理通過西充河匯入嘉陵江，河岸附近農(nóng)田中的農(nóng)藥和化肥經(jīng)地表徑流直接進(jìn)入西充河，致使西充河水質(zhì)污染嚴(yán)重，尤其是處在下游的拉拉渡斷面污染更為嚴(yán)重。根據(jù)限制性原則，2003-2010年西充河水質(zhì)監(jiān)測以污染較為嚴(yán)重的拉拉渡斷面監(jiān)測為準(zhǔn)。彩虹橋斷面水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評價(jià)結(jié)果2011-2012年水質(zhì)均為Ⅳ類水，目前也未達(dá)到國家規(guī)定的的III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 雷打石、拉拉渡和彩虹橋斷面水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評價(jià)結(jié)果

續(xù)表2

4.2 西充河主要污染物分析

圖3 2003-2012年西充河單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)比較

4.3 2003-2012年綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)變化趨勢分析

西充河2003-2012年雷打石、拉拉渡、彩虹橋斷面綜合水質(zhì)指數(shù)變化趨勢如圖4所示，西充河綜合水質(zhì)指數(shù)(Iwq)排序?yàn)椋?0124.431﹤20114.631﹤20085.042﹤20076.143﹤20096.653﹤20067.254﹤20107.554﹤20058.715﹤20049.756﹤200312.459(指數(shù)Iwq越大，水質(zhì)越差)。綜合指數(shù)Iwq值先下降后上升再下降，10年前后相差明顯，但是整體西充河污染程度依然嚴(yán)峻。其中2003-2008年、2010-2012年、2008-2010年曲線有較大波動(dòng)，表明此階段西充河水質(zhì)狀況發(fā)生較大變化，2008-2010年水質(zhì)較2003-2008、2010-2012年有退步。從整體來看，10年內(nèi)西充河水質(zhì)狀況總體趨向好轉(zhuǎn)，但局部時(shí)段水體污染加劇的現(xiàn)象仍有發(fā)生。

圖4 2003-2012年西充河綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)變化

5 結(jié)論

(1) 2003-2010年拉拉渡斷面水質(zhì)污染比雷打石斷面更嚴(yán)重，且2003-2006、2010年雷打石至拉拉渡河段河水出現(xiàn)黑臭現(xiàn)象，據(jù)走訪調(diào)查，該河段東側(cè)多數(shù)是火鍋店、賓館飯店、浴池、居民住宅等，垃圾沒有及時(shí)清運(yùn)和合理處置，每天至少有2萬m3生活污水以及一些油污等通過排污口直排西充河，讓西充河水質(zhì)很“受傷”，南充城區(qū)段還有27個(gè)排污口未實(shí)現(xiàn)截流，導(dǎo)致近幾年河水污染嚴(yán)重。

(3) 過去十年西充河水質(zhì)狀況有所好轉(zhuǎn)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展而產(chǎn)生的污染因素使水污染治理措施效果受到影響，西充河整體污染程度依然嚴(yán)峻，未達(dá)到國家規(guī)定的Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王娟,付永勝,易志剛,等. 成都市溫江區(qū)水質(zhì)現(xiàn)狀評價(jià)與水環(huán)境容量分析[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2006,32 (6) : 30-31.

[2] 左云霞，李鐵松，李成明. 四川升鐘水庫水質(zhì)評價(jià)及污染負(fù)荷分析[J].四川環(huán)境，2012,31(5):55-59.

[3] 徐祖信,姜雅萍.湖泊營養(yǎng)狀態(tài)的綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評價(jià)及檢驗(yàn)[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2009,37(8):1044-1048.

[4] 徐冰冰,許秋瑾,梁存珍,等. 湖南郴州柿竹園礦區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)地下飲用水源重金屬水質(zhì)評價(jià)[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),2013,3(2):113-118.

[5] 孫清展,臧淑英. 水體重金屬污染評價(jià)方法對比研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2012,31(11):2242-2248.

[6] 尹海龍,徐祖信.我國單因子水質(zhì)評價(jià)方法改進(jìn)探討[J].凈水技術(shù),2008,27( 2) : 1-3.

[7] 潘峰,付強(qiáng),梁川. 模糊綜合評價(jià)在水環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)中的應(yīng)用研究[J].環(huán)境工程,2002(2):58-62.

[8] 楊國棟,王肖娟,尹向輝.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在水環(huán)境質(zhì)量評價(jià)和預(yù)測中的應(yīng)用[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2004, 6:10-14.

[9] 孫濤,潘世兵,李永軍.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在地下水水質(zhì)評價(jià)分類中的應(yīng)用[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì) 2004(3)：58-61.

[10] 歐陽鋒,盧壘,駱珍珍.普適指數(shù)公式在升鐘水庫富營養(yǎng)評價(jià)中的應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(8):3702-3703.

[11] 解瑩,李敘勇,王慧高,等.灤河流域上游地區(qū)主要河流水污染特征及評價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2012,32(3): 645-653.

[12] 尹海龍,徐祖信.河流綜合水質(zhì)評價(jià)方法比較研究[J].長江流域資源與環(huán)境,2008,17 (5):729-733.

[13] 尹念輔,李鐵松,左云霞,等.基于盲數(shù)理論的四川省西充河水環(huán)境容量研究[J].水土保持通報(bào),2012,32(1)：233-237.

[14] 曾艷,楊秀政,陳中蘭.南充市西河水生態(tài)系統(tǒng)中重金屬分布的測定[J].環(huán)境科學(xué)動(dòng)態(tài),2003, 4): 23-25.

[15] 羅明云.南充市西河治理探討[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2006,4:116-119.

[16] 潘文. 綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法在山仔水庫水質(zhì)富營養(yǎng)化評價(jià)中的應(yīng)[J].海峽科學(xué),2011,54(6):124-126.

[17] 胡成,蘇丹.綜合水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)法在渾河水質(zhì)評價(jià)中的應(yīng)用[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2011,20(1):186-192.

[18] 徐祖信，我國河流單因子水質(zhì)標(biāo)識(shí)指數(shù)評價(jià)方法研究[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005,33(3):321-325.

[19] 蔡繼晗,沈奇宇,鄭向勇,等. 氨氮污染對水產(chǎn)養(yǎng)殖的危害處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].浙江海洋學(xué)院學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2010,29(2):167-172.