劉大水庫水質評價及趨勢分析

譚 敘 張 琳

（大連出入境檢驗檢疫局，遼寧 大連114001）

0 概況

劉大水庫位于普蘭店市的西北部，沙包鎮境內的劉大村，壩址處在大沙河的中上游，是大連市的大型水庫之一。 劉大水庫壩址以上集雨面積278.3 平方公里，河道平均比降2.73‰。 水庫死庫容480 萬立米，正常水位88.25 米，正常庫容6700 萬立米，總庫容1.89 億立方米。水庫保護下游瓦房店市市區、 普蘭店市10 個鄉鎮，25 個村， 耕地20萬畝，人口6 萬人。

劉大水庫是普蘭店市主要的供水水源， 現年為普蘭店城鎮供水1000 余萬立方米，同時擔負著大連市城市事故供水的備用水源任務，并擔負著瓦房店市部分工業與居民生活用水的任務。

圖1 劉大水庫平面示意圖

1 水質現狀評價

1.1 河流水質評價

1.1.1 單因子評價

單因子評價法是將每個評價因子與評價標準比較，確定各個評價因子的水質類別，其中的最高類別即為斷面水質類別，通過單因子污染指數評價可確定水體的主要污染因子。 單因子評價方法的應用很廣，但這一方法因過于簡單而使評價過于粗糙，不能反映水體整體污染程度。

針對劉大水庫特點及水質狀況，根據2007-2011 年對劉大水庫水質監測資料，對該水庫進行了水質現狀評價，評價依據《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中Ⅲ類水質類別為依據，評價結果顯示：劉大水庫近五年水質類別變化不大，基本在Ⅲ類水和Ⅳ類水之間，主要超標污染物為化需氧量和石油類。

1.1.2 綜合指數評價

綜合指數法是考慮多種水質因子，并采用加權平均等方法來計算的水質評價法。 它在空間上可以對比不同河段水體的水質污染程度，便于分級分類；在時間上可以表示一個河段，一個地區水質污染的總的變化趨勢；改善了用單項指標表征水質污染不夠全面的欠缺；解決了用多項指標描述水質污染時不便于進行計算、對比和綜合評價的困難。 綜合污染指數計算公式：

對于性質不同的污染物，其污染指數Pi 計算公式有所不同。 具體分級見表1。

選取pH、溶解氧、高錳酸鹽指數、生化需氧量、氨氮、揮發酚、汞、鉛、石油類共計9 項作為綜合污染指數評價項目，對劉大水庫近5 年水質監測資料進行評價。 具體評價結果見表2。

表1 綜合污染指數水質分級標準

從評價結果可以看出， 劉大水庫多年平均綜合污染指數均在0.33-0.45 之間，除2007 年屬于輕度污染外，其它年份按水質分級均屬于水質狀況較好，但已接近輕度污染，這與單因子評價結果基本相符。

表2 劉大水庫水質綜合污染指數評價表

1.2 水庫富營養化評價

水體富營養化是水體演化過程中的一種自然現象，是營養富集并促使水生植物和藻類繁殖的過程，指水體接納過量的氮、磷等營養物質，使藻類及其他水生生物異常繁殖，水體透明度和溶解氧發生變化，造成水質惡化，不斷加速水體老化，從而使水體生態系統和水功能受到阻礙和破壞。

本文根據水利部制定的地表水資源質量評價技術規程中制定的營養狀態評價標準，對劉大水庫2007-2011 年共5 年的水質監測資料進行富營養化評價，評價指標為總氮、總磷、高錳酸鹽指數和透明度，水庫營養狀態評價結果見表3。

表3 水庫水質綜合營養指數和狀態

2 水質趨勢分析

水質變化趨勢的分析判斷是水質評價部分的重要組成部分。如何評估人類活動以及國家水污染控制措施對全國或地區性水質的影響，一直是國家有關部門和公眾普遍關心的環境研究問題之一。水質變化趨勢的評價方法通常采用季節性肯達爾檢驗法，這個方法是目前國際上較科學、較先進的方法。

季節性肯達爾檢驗法是將歷年相同月（季）的水質資料進行比較，如果后面的值（時間上）高于前面的值記為“+”，否則記作“-”號。 如查加號的個數比減號的多，則可能為上升趨勢；相反如減號的個數比加號的多，則可能為下降趨勢。如果水質資料不存在上升或下降趨勢，則正、負號的個數分別為50%。 季節性肯達爾檢驗定義為水質資料在歷年相同季節間的比較，避免了季節性的影響。 同時由于數據比較只考慮數據相對排列而不考慮其大小，故能避免水質資料中常見的漏測值問題，也使奇異值對水質趨勢分析影響降到最低限度。

利用劉大水庫2007-2011 年共5 年的水質監測資料， 選擇總磷、總氮、高錳酸鹽指數、生化需氧量、氨氮5 個主要污染指標作為評價因子， 本文采用PWQTrend 專業軟件進行分析， 該軟件是基于季節性Kendall 檢驗的水質發展分析軟件， 能夠給出水質趨勢的定量描述和地理分布模式。 軟件中水質變化趨勢分析結果分為三類五級，三類指上升、下降和無趨勢；五級指高度顯著上升、顯著上升、無趨勢、顯著下降和高度顯著下降。 具體評價結果見表4。

表4 劉大水庫水質變化趨勢檢驗統計結果

從分析結果可知，總磷呈高度顯著下降趨勢，高錳酸鹽指數呈顯著下降趨勢，總氮、氨氮和生化需氧量三項指標無明顯升降。

3 結語

從評價結果可以看出劉大水庫處于中營養狀態、 水質狀況較好，且參與評價的各項指標均無明顯升降趨勢。 但是仍不可忽視，要加強對劉大水庫上游水體的污染防治和治理。造成水庫污染的原因可能包括以下兩個方面：一是面源污染尚未得到有效治理，農業生產和農村生活的廢污水及廢棄物無節制、無處理、無秩序的隨意排放，導致水庫受面源污染相對較重，成為水庫水質下降和富營養化的重要原因。 二是點源污染還存在治理盲點和治理力度有待提高等問題。治理污染是一個系統工程，要統籌兼顧、合理規劃，要加大工業廢水污染治理和監督管理力度。 對每個污染源必須進行有效的治理,各排污單位要根據其廢水的特點,選擇相應的污水處理工藝和設備對污水進行治理,達到排放標準后才能排放。