岷江流域水質(zhì)監(jiān)測與分析方法研究

馮仁諾

(成都市鐵路中學(xué)， 四川成都 610081)

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岷江流域水質(zhì)監(jiān)測與分析方法研究

馮仁諾

(成都市鐵路中學(xué)， 四川成都 610081)

岷江流域的水質(zhì)監(jiān)測及分析方法，可行的研究理論種類繁多。文章以水質(zhì)監(jiān)測方式為水質(zhì)分析方法序，對國內(nèi)外相關(guān)研究文獻進行分析總結(jié)，結(jié)合岷江流域不同水段水文數(shù)據(jù)特征，對水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的降維分析以及模糊綜合評價等方法進行分析介紹。最后對岷江流域水質(zhì)分析評估這一研究方向進行了展望。

水資源調(diào)查;水質(zhì)監(jiān)測；水質(zhì)分析；岷江流域

隨著我國工業(yè)化、城市化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程的不斷加快，水環(huán)境污染已從地表水延伸到地下水，從單一污染發(fā)展到多元化污染。水資源的研究對促進流域經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展、合理開發(fā)利用水資源、保護水域生態(tài)環(huán)境都具有重要意義。岷江流域是成都平原最重要的水資源，它屬于長江上游的一級支流，位于北緯28°38′～ 33°10′，東經(jīng)102°35′～ 104°51′，發(fā)源于岷山弓杠嶺和郎架嶺，干流全長735 km，流域面積135 811 km2。根據(jù)河流自然地理和河道特征，上游部分劃分為都江堰以上，中游劃分為都江堰至樂山，樂山至宜賓為下游[1]。

每個水域的水質(zhì)均反映了各種自然和人為活動的綜合作用[2]。盡管地表水水質(zhì)的影響因子很復(fù)雜，但隨著點源污染的有效管理和控制，非點源污染尤其是農(nóng)業(yè)非點源污染就成為決定地表水水質(zhì)的主要因素[3]。岷江流域岷江上游為水源涵養(yǎng)地[4]。河水一是靠天然降雨、森林涵養(yǎng)，二是靠積雪融化補給水量，水源比較豐富；岷江中游河道長約230 km，著名的都江堰灌區(qū)水流密如蛛網(wǎng)；岷江下游，河道長約160 km，其內(nèi)有大渡河、青衣江的河水匯入[5]。因其水量豐富，故為成都市工業(yè)用水和居民生活用水的主要水源，其供水量占到78%左右。隨著國家最嚴格水資源管理制度的實施和公民環(huán)境保護意識的增強，水環(huán)境質(zhì)量問題已受到社會各界越來越多的關(guān)注。因此，了解岷江流域水環(huán)境、分析監(jiān)測手段以及水質(zhì)分析方法具有重要意義。

1　岷江流域水質(zhì)監(jiān)測

水質(zhì)監(jiān)測是對水域水質(zhì)評估研究的最直接的方法，通過實地的相關(guān)監(jiān)測方式，可以獲取水質(zhì)的直接信息，保證了相關(guān)單位對水域水體使用的監(jiān)督和測量。不僅對水域環(huán)境的評估提供重要數(shù)據(jù)，也能夠直觀地反映出水域環(huán)境的健康問題。水質(zhì)監(jiān)測的主要對象一般是指某個水域內(nèi)的水體中，包含的各類化學(xué)物質(zhì)量，其中主要監(jiān)測的有高錳酸鹽、有機生物需氧量、重金屬類、磷化合物等。我國早在1962年起，曾先后在長江水系建立了191個監(jiān)測站，從全流域角度對長江的水質(zhì)特征及變化進行了全面系統(tǒng)的監(jiān)測[6]，黃飛等人曾對三江水系(金沙江、岷江、長江)的宜賓段進行水質(zhì)監(jiān)測分析[7]，其研究對象共選取了6個重點國控、省控斷面等。對“三江”水系水質(zhì)主要污染負荷進行了分析。并且分析得到高錳酸鹽指數(shù)、BOD5、石油類、總磷、總氮、鉛和鎘等7項指標所占的污染負荷比較大。最后利用PCA方法進行了污染源解析，結(jié)果表明該水域的水質(zhì)污染主要來源于沿岸化工企業(yè)污廢水、城市生活污水和電子元器件類工廠廢水。

冷榮艾[8]在其岷江干流水污染趨勢分析及其防治一文中，將岷江干流各監(jiān)測斷面的水質(zhì)監(jiān)測成果進行分析。其中包括《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》( GB 383-2002)中提出的水質(zhì)監(jiān)測包括水溫、pH值、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、氨氮、總磷、銅、鋅、氟化物、硒、砷、汞、鎘、六價鉻、鉛、氰化物、揮發(fā)酚、石油類、硫化物等20個基本因子進行監(jiān)測分析。通過對不同斷面、不同監(jiān)測因子的數(shù)值進行水質(zhì)評估。除了利用實測數(shù)據(jù)進行岷江流域的水質(zhì)評估之外，張婷婷[9]等也通過使用水質(zhì)監(jiān)測相關(guān)資料進行利用美國環(huán)保局開發(fā)的QUAL2 kW水質(zhì)模型對岷江流域的水質(zhì)進行模擬，對岷江樂山市中區(qū)流域區(qū)域進行了水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價，采用單因子評價法得出了岷江樂山市中區(qū)流域的主要污染因子為與氨氮。然后根據(jù)水文及水質(zhì)資料分析并確定模型參數(shù)，其研究成果驗證了QUAL2 kW模型在岷江流域水質(zhì)模擬中的適用性、準確性。

2　水質(zhì)分析方法

傳統(tǒng)的水質(zhì)分析方法分為簡分析、全分析和專項分析3種，具體是用化學(xué)和物理方法測定水中各種化學(xué)成分的含量。由于水質(zhì)監(jiān)測因子不同，對水質(zhì)的影響亦不同，故對不同因子的分析方式亦當(dāng)不同。其次由于水質(zhì)變化是一個在時間和空間維度上都具備的現(xiàn)象，故對不同水域?qū)ο蟮乃|(zhì)時空研究是一個重要的課題。陳雨艷等人在對岷江流域水質(zhì)狀況評價及變化趨勢分析研究[10]中，闡述2013年岷江流域水質(zhì)空間分布、月季變化情況，并提出了流域水質(zhì)污染防治建議，其使用的方法為內(nèi)梅羅污染指數(shù)法。通過內(nèi)梅羅污染指數(shù)來表征水質(zhì)污染的程度，之后采用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法對岷江干流水質(zhì)變化進行趨勢分析。趙慶緒、侯寶燈等人曾利用灰色關(guān)聯(lián)度分析理論[11]對汶川大地震時期岷江流域的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果進行綜合評價分析。該方法將地表水評價因子與其標準等級作為一個灰色系統(tǒng)，通過灰色關(guān)聯(lián)分析，進行地表水質(zhì)評價。將灰色關(guān)聯(lián)分析法應(yīng)用于地下水質(zhì)評價中，計算實測水樣與各級標準值的關(guān)聯(lián)度，將實測水樣進行地下水評級。

除了上述Spearman秩相關(guān)系數(shù)法以及灰色關(guān)聯(lián)度分析法對岷江流域水質(zhì)分析方法以外，楊朋友[12]等人利用模糊綜合評價方法對岷江流域地表水水質(zhì)進行分析評估。模糊綜合評價方法是以模糊數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，其基本原理可以表述為[13]：根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，即用模糊數(shù)學(xué)對受到多種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體的評價。它具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決[14]。通過利用該方法，將岷江流域的不同區(qū)域的水質(zhì)監(jiān)測點的不同指數(shù)進行模糊評價分析，最終得到岷江流域的上游和下游的地表水水質(zhì)處于良好的狀態(tài)，而中游的水質(zhì)狀況較差等結(jié)論。

3　結(jié)論

岷江位于三江流域，是四川省最重要的水系。該流域上中下游環(huán)境多變復(fù)雜，故對研究分析方式提出了較多的挑戰(zhàn)。本文對國內(nèi)外相關(guān)文獻進行研究總結(jié)，得出在對岷江流域水質(zhì)監(jiān)測方向，由于不同區(qū)域不同水質(zhì)斷面的監(jiān)測因子較多，故采用PCA方式進行綜合評價或通過相關(guān)水文模型模擬來進行預(yù)測分析。其次，由于水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)的有限性和保密性，多數(shù)區(qū)域的實測數(shù)據(jù)不能夠滿足科研的需要，水文模型由此產(chǎn)生。在對岷江流域的水質(zhì)分析方法當(dāng)中，利用內(nèi)梅羅污染指數(shù)進行評級，或利用Spearman秩相關(guān)系數(shù)法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法以及模糊綜合評價方法進行水質(zhì)分析評價都是較為常用的分析方法，分析結(jié)果均能夠達到基本需求。但是由于水文環(huán)境的復(fù)雜度較高，不同的斷面層或者不同的區(qū)域的環(huán)境千差萬別，需要單獨對應(yīng)某個專一的區(qū)域采用專用的方法，才能夠滿足科學(xué)研究的需求，這對岷江流域水質(zhì)監(jiān)測與分析方法研究提出了較高的要求。

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[定稿日期]2016-03-21