大連市2012—2016年地表水功能區水質變化趨勢分析

(遼寧省鞍山水文局，遼寧 鞍山 114002)

大連市是我國 40個嚴重缺水城市之一，人均水資源占有量僅為538 m3。由于三面環海，丘陵起伏、流域集水面積小，地表徑流受季節性影響大，加之地質構造和水文氣象等自然因素限制，大連市屬于資源型短缺水城市。目前大連市地表水主要來源為大氣降水補給，2015年大連市水資源公報數據顯示:2015年地表水城市供水量約占全市總供水量的65.7%。近年來，由于城市化和工業化進程的不斷推進以及農業灌溉面積的不斷擴大，大連市對水的需求量也日益增加。同時，近幾年大連地區連續干旱少雨，部分地區河道出現斷流，加之城鄉未經處理的污水肆意排放污染地表水和地下水，以及地下水無節制的超采導致海水入侵面積逐年增加等問題，致使生態環境不斷惡化。受資源型和污染型缺水的共同影響，大連市的水資源問題不容樂觀。因此，積極開展大連市地表水水功能區水資源質量監測工作，保護水庫型水源地水質安全，及時掌握大連市各大主要河流水功能區的水質狀況及變化趨勢，具有重要而深遠的意義。

1 分析方法與項目

1.1 趨勢分析方法

水質變化趨勢分析就是要掌握和判別水體中的污染物濃度受時間與空間的變化而產生的影響情況。由于大連地區降雨時空分布具有明顯的季節性，因此河水徑流年內分配也具有明顯的季節性。河流水質不僅受徑流影響，同時受水量的補給方式、人類生產生活等諸項因素影響，顯現出非正態分布。

1982年Robert M. Hirsch首次提出了季節性Kendall 檢驗理論，并由Gerald van Belle等人于1984年對該理論模型進行了修正[1-2]。季節性Kendall 檢驗理論屬于非參數檢驗，其方法本質是只關注數據之間的相對排列而非其大小，因此它的優點在于不受統計資料的非正態性以及季節變化的影響，當出現漏測值或奇異值時也能將分析影響降到最低。該檢驗方法的原理是通過比較連續多年水質監測數據的各月份或各季節的總統計量與標準正態分布表間的關系來進行顯著性趨勢檢驗[3-5]。本文采用水利部水環境監測評價研究中心基于季節性Kendall檢驗原理開發的Professional Water Quality Trend (PWQ Trend)軟件分析判別大連市主要河流水功能區水質變化趨勢。

1.2 分析項目選擇

根據季節性Kendall趨勢檢驗法對水質序列長度的要求，選擇碧流河、英那河、莊河、湖里河、復州河、大沙河、北大河、吊橋河和嵐崮河9條大連市主要河流2012—2016年連續5年的水質資料進行趨勢分析。檢驗項目選擇連續監測頻次高、具有代表性的污染物指標高錳酸鹽指數、氨氮、總磷、總氮4項。

2 水質變化趨勢

2.1 按主要河流水質變化分類分析

對大連市主要河流水質趨勢變化按河流分類分析的結果見表1，由表1可知：高錳酸鹽指數、氨氮、總氮和總磷4項指標的水質變化趨勢分別如下：

表1 大連市9條主要河流水質變化趨勢分析

注“+”顯著上升，“-”顯著下降，“0”無明顯升降，“++”高度顯著上升，“--”高度顯著下降，“*”資料不全。

a.高錳酸鹽指數：分析監測斷面共24個，其中有8個監測斷面為上升趨勢，占總監測斷面的33.3%；3個斷面為下降趨勢，占比12.5%；13個斷面為無明顯升降趨勢，占比54.2%。上升趨勢的斷面數明顯多于下降趨勢斷面數。

b.氨氮：分析監測斷面共24個，其中有2個監測斷面為上升趨勢，占比8.3%；5個斷面為下降趨勢，占比20.8%；17個斷面為無明顯升降趨勢，占比70.9%。下降趨勢的斷面數明顯多于上升趨勢斷面數。

c.總氮：分析監測斷面共7個，其中只有1個監測斷面為上升趨勢，占比14.3%；6個斷面為下降趨勢，占比85.7%。下降趨勢的斷面數遠多于上升趨勢斷面數。

d.總磷：分析監測斷面共7個，其中只有1個監測斷面為上升趨勢，占比14.3%；6個斷面為無明顯升降趨勢，占比85.7%。無明顯升降趨勢的斷面數遠多于上升趨勢斷面數。

根據表1的大連市主要河流水質變化趨勢分析結果，對大連市9條主要河流水質變化趨勢總體情況進行評價，結果見圖1。

圖1 大連市主要河流湖庫水質變化趨勢

北大河：主要污染指標CODMn和TN呈下降趨勢，說明水體富營養化程度有所下降，NH3-N和TP無明顯升降趨勢?？傮w趨勢來看，北大河水質明顯好轉。

碧流河：主要污染指標CODMn和TP上升趨勢斷面多于下降趨勢斷面，TN呈下降趨勢。在4個監測斷面中，高錳酸鹽指數上升趨勢為明顯，上升斷面占比75%，水質呈現惡化趨勢。由大連市統計年鑒可知[6]，碧流河流域內經濟以農業、林業和養殖業等第一產業為主，第二產業分布較少，流域內沒有規模性的第二產業存在，因此主要污染來源可能來自農藥、化肥的不科學不合理使用，畜牧養殖業的排泄物及農村生活污水、垃圾隨意丟棄不能集中治理等。此外入碧流河的主要排污斷面分布在支流吊橋河城子坦鎮，主要接納城子坦鎮市政排污管道，近年來隨著城子坦鎮不斷發展，人民生活水平不斷提高，鎮上污水管網及污水處理設施沒有及時配套導致水質趨勢惡化。

大沙河：主要污染指標CODMn、TN、NH3-N和TP多以無明顯變化及下降趨勢為主，水質總體呈好轉趨勢。大沙河的主要排污斷面有兩個，分別是瓦房店市元臺鎮排污口和瓦房店趙口村排污口，兩個排污斷面均位于大沙河流經普蘭店區與瓦房店市交界處。近年來，瓦房店市政府對水資源的保護意識不斷增強，加大了城市污水管道建設的覆蓋面積，在元臺鎮建立了嶺東污水處理廠對元臺鎮產生的生產生活廢水進行處理，對沿河城鎮及企業排放廢污水進行統一收集和處理；同時通過對沿河的工農業不斷進行產業升級轉型調整，減少點源以及面源對河道水體的污染。

吊橋河：主要污染指標CODMn、TN、NH3-N和TP多數為無明顯變化趨勢。只有紅旗水庫斷面總氮有上升趨勢，表明水體有富營養化趨勢。主要原因可能是紅旗水庫上游區域存在大量的農田及村莊，由于農業產生的面源污染導致。

復州河：參與分析的CODMn和NH3-N兩個指標上升趨勢均占50%，無明顯變化趨勢占50%，表明復州河流域水質有惡化的趨勢。主要原因是復州河支流九道河上分布有一個排污口，接納周邊村鎮的生活污水與農業面源污染。

湖里河：污染指標CODMn、NH3-N和TP無明顯升降趨勢，湖里河總體水質變化狀況趨于穩定，其中轉角樓水庫斷面TN呈下降趨勢，表示水體富營養化程度有所下降。

嵐崮河：主要污染指標CODMn呈上升趨勢，NH3-N無明顯變化，說明嵐崮河水資源質量有惡化的趨勢。主要原因一方面是嵐崮河楊家前屯大橋斷面上游河道水流流速較慢以及水源補充不足。近5年來瓦房店市持續干旱少雨，大連市水資源公報數據顯示，2012年嵐崮河流域平均降雨量為949.3mm，之后降水量逐年減少，到2014年平均降雨量僅為353.4mm，相比2012年減少了62.8%。降水是地表水最主要的補給來源，降雨量小，河流水源補給不足，對污染物稀釋作用小，也導致嵐崮河水體污染物濃度高。另一方面是嵐崮河兩岸耕地多，加之著名的金剛石產區——嵐崮山靠近嵐崮河的源頭，常年礦山開采導致樹木植被覆蓋面積較少，相對水土流失較嚴重。

英那河：主要污染指標CODMn呈上升趨勢斷面占50%，NH3-N多數斷面呈無明顯變化趨勢。英那河水質總體較好，污染物主要出現在英那河水庫入口和大營英那河橋斷面，其原因是有兩個直排英那河的主要排污斷面，一個分布在英那河上游，位于鞍山市岫巖縣新店鎮新店村，主要排污企業為鞍輪廠；另一個分布在英那河中游，位于大營鎮大營村，主要為機械和電子等鄉鎮企業排污。

莊河：大部分監測斷面主要污染指數變化趨勢不明顯，僅莊河廟下橋斷面CODMn呈上升趨勢，莊河水環境質量整體較好。

2.2 按主要水功能區分級分類進行水質變化分析

將大連市9條主要河流按水功能區分級分類進行水質變化趨勢分析，結果見表2。由表2可知，一級水功能區中CODMn上升比例占33.3%，下降比例占12.5%，整體上CODMn上升趨勢大于下降趨勢。一級各分類水功能區中保護區、開發利用區也表現為CODMn上升趨勢大于下降趨勢。氨氮情況與CODMn相反，一級水功能區中氨氮上升比例占8.3%，下降比例占20.8%，整體上為下降趨勢大于上升趨勢。一級各分類水功能區中除緩沖區上升和下降比例各占25.0%外，保護區、開發利用區也表現為氨氮濃度下降趨勢大于上升趨勢。

表2 大連市主要河流水功能區分級分類水質變化趨勢

二級水功能區中CODMn上升比例占35.3%，下降比例占11.8%，整體上為上升趨勢大于下降趨勢；氨氮上升比例占5.9%，下降比例占17.6%，整體上為下降趨勢大于上升趨勢。二級各分類水功能區中，飲用水源區CODMn下降趨勢大于上升趨勢，工業用水區和景觀娛樂用水區沒有明顯變化，農業用水區上升趨勢大于下降趨勢。氨氮除工業用水區和景觀娛樂用水區沒有明顯變化外，其他各類水功能區均為下降趨勢大于上升趨勢。

按水功能區分級分類趨勢分析結果表明：CODMn和氨氮兩項指標，CODMn整體趨勢為上升比例大于下降比例，說明污染指標CODMn是向差的趨勢大于向好的趨勢；而氨氮整體趨勢為濃度下降比例大于上升比例，表明污染指數氨氮是向好的趨勢優于向差的趨勢。

3 結 論

由大連市9條主要河流水功能區水質狀況趨勢分析結果可知，大連市主要河流水質向好的趨勢高于向差的趨勢，總體呈好轉趨勢，這是各級政府以及負責流域水資源管理和區域水資源管理的各級水利部門不斷努力的結果。近年來，省市各級政府以及水行政主管部門認真貫徹落實《國務院關于實行最嚴格水資源管理制度的意見》(國發〔2012〕3 號)提出的“三條紅線”精神，不斷推進管轄地區水體污染治理工作，調整相關產業結構布局，加大污水管網和污水處理廠等公共基礎設施的建設力度，有效地保護了大連市的地表水資源，出現了水質總體逐漸轉好的趨勢。