遼寧省典型河流水資源質量變化趨勢評價

張 磊

(遼寧省鐵嶺水文局，遼寧 鐵嶺 112000)

遼渾太三河是遼寧省3條最為典型的河流，是遼寧地區重要的水系組成[1]。河流水資源質量對于河流生態系統功能影響顯著，是河流水生態功能的重要因子[2]。通過對其河流水資源質量變化趨勢進行分析，并對其水質變化主要因子進行剖析，有助于河流水生態修復和保護的科學規劃[3]。近年來，對于遼渾太三河水資源質量變化趨勢取得一定研究成果[4-8]，各成果均表明遼渾太三河水資源質量變化波動程度較高，受人類活動和氣候變化影響，水資源質量在不同時期變化有所差異。但這些成果由于缺少水質監測資料，分析的水質站點較少，不能完全反映遼渾太三河水質總體變化。從20世紀90年代開始，遼渾太河加密了水質監測站點的水質采樣數據，基本可覆蓋各河段水質變化監測的需求，也為科學評估各河水質變化提供了重要的依據[9]。為對遼渾太三河水質變化進行長系列分析，本文結合各河14個典型水質監測站歷時觀測數據，并采用綜合水質類別方法[10-14]，對其水資源質量變化趨勢進行評價。研究成果對于遼渾太三河水生態保護具有參考意義。

1 評價方法及評價指標

1.1 評價方法

按照GB 3838—2002《地表水環境質量標準》對典型河流水質進行評價，水質類別采用單指標評價方法進行綜合確定，對于同一標準水質類別，綜合水質類別按照最差的單項指標為評估類別進行評價。

1.2 水質指標

按照GB 3838—2002要求分別對河流、飲用水源區的主要水質評價指標進行分析，各評價指標見表1。

表1 評價指標的選取

1.3 選取的水質站點

綜合考慮河流代表性和歷史資料的完整性，選擇遼渾太3條河流作為重點河流，搜集11個代表水質站水質監測歷史資料、開展評價分析。重點河流包括中北部半濕潤區的遼河、渾河、太子河，重點河流及水質站見表2。

表2 重點河流及水質站

2 典型河流水質年際變化趨勢分析

對典型河流各水質站有實際監測資料的各年水質類別分別進行全指標和雙指標評價，對各站的水質類別和特征污染物濃度進行年際趨勢分析。

2.1 遼河年際水質變化趨勢分析

遼河流域自上至下選取通江口、珠爾山、毓寶臺、遼中四個水質站，其中通江口、珠爾山的實測系列資料為1981—2020年(除1984、2002年)，毓寶臺、遼中的實測系列資料為1986—2020年。遼河水質站水質類別及主要污染物濃度年際變化趨勢如圖1所示。

從水質類別變化趨勢圖來看，遼河4個水質站的變化趨勢大致是20世紀80—90年代水質類別變化幅度較大，從2000年以后水質總體穩定在劣Ⅴ類，2010年以后由于加大水環境治理力度，水質狀況得到逐步改善，珠爾山、毓寶臺、遼中3個水質監測站在2015年水質類別經評價可到Ⅳ類水質。該評價結果也表明遼河沿岸在20世紀80—90年代社會經濟逐步發展，2000年以后經濟進入快速增長時期，遼河水資源受到不同程度的擠占和影響，21世紀中期由于粗放的經濟發展模式使得水體污染較為嚴重，2010年以后加大水環境治理力度，遼河水質逐步出現改善變化，河流生命力得到一定程度的修復。

從通江口水質站水質變化趨勢可看出，其全年水質綜合指標類別總體介于Ⅳ-劣Ⅴ之間變幅，水質雙指標變化波動特征高于綜合指標的變化波動特征。通江口水質站在20世紀80年代水質總體穩定在Ⅲ-Ⅳ類指標之間，進入20世紀90年代以后水質出現一定程度污染影響，綜合水質指標和雙因子水質指標分別在Ⅳ-Ⅴ類之間及在Ⅳ-Ⅴ類之間變化，其中1999年水質類別處于劣Ⅴ類。從2000年以后其水質指標總體穩定在劣Ⅴ類等級，從2010年以后其水質狀況有所改善，通過分析通江口水質站水質主要影響因子分別為氨氮、揮發酚以及高錳酸鹽指數。

從珠爾山水質站水質變化趨勢可看出，20世紀80年代初珠爾山站水質類別總體在Ⅴ-劣Ⅴ類之間變化，水質類別在20世紀80年代末到90年代中期總體穩定在Ⅲ-Ⅳ類之間變化，水質突變點主要出現在20世紀90年代中期。從2010年以后珠爾山水質站總體出現改善變化，綜合水質類別可達到Ⅳ類水體標準。通過分析珠爾山水質站水質主要影響的因子分別為5d生化需氧量、氨氮以及高錳酸鹽指數。

從毓寶臺水質站水質變化趨勢可看出，其水質狀況從20世紀80年代中期到90年代初期逐步下降變化趨勢，水質類別從20世紀90年代開始到2012年以前總體出現波動變化，水質狀況從2015年以后逐步趨于好轉，綜合水質類別可達到Ⅳ類水質標準。全指標和雙因子綜合指標水質評價變化趨勢具有同步性，通過分析毓寶臺水質站主要影響的因子分別為5d生化需氧量、氨氮以及高錳酸鹽指數。

圖1 遼河水質站水質年際變化趨勢

從遼中水質站水質變化趨勢可看出，其水質類別從20世紀80年代開始逐步好轉變化，20世紀90年變化波動幅度較低，水質類別從2000—2009年總體穩定在劣Ⅴ類等級，從2010年開始其水質狀況得到改善，逐步好轉，到2020年遼中水質站水質達到Ⅳ類水體標準。遼中水質站全指標和雙因子綜合指標水質評價變化趨勢也具有同步性，通過分析毓寶臺水質站主要影響的因子分別為五日生化需氧量、氨氮以及高錳酸鹽指數。

由高錳酸鹽指數和氨氮濃度變化趨勢知：4個水質站的高錳酸鹽指數和氨氮的濃度年際變化趨勢基本一致，多數年份濃度高于Ⅲ類水質標準限值。通江口站的氨氮濃度略高于其他水質站，主要原因可能是通江口站位于招蘇臺河入遼河河口下游，招蘇臺河接納了上游吉林省四平市的市政污水，而位于通江口站下游的珠爾山站經過清河、柴河、汎河等入遼河河流的稀釋，氨氮濃度有所降低。

2.2 渾河年際水質變化趨勢分析

渾河流域自上至下選取北雜木、渾河大閘、邢家窩棚、營口水位站4個水質站，其中北雜木站的實測系列資料為1982、1985—1987、1997—2020年，渾河大閘站的實測系列資料為1986—2020年，邢家窩棚站實測系列資料為1981—2020年，營口水位站的實測系列資料為1992—2020年。渾河水質站水質類別及主要污染物濃度年際變化趨勢如圖2所示。

從北雜木水質站全指標水質類別總體在Ⅱ-Ⅳ類之間變化，個別年份水質類別處于Ⅴ類等級，石油類、高錳酸鹽指數、氨氮是北雜木水質站水質主要影響因子，渾河大閘、邢家窩棚、營口水位站水質類別大都總體穩定在在劣Ⅴ類，部分年份水質綜合評價為Ⅴ類水質，五日生化需氧量、高錳酸鹽指數以及氨氮是其主要影響的因子。

4個水質站高錳酸鹽指數濃度變化的趨勢較為相似，基本呈現先遞增而下降的波動變化趨勢，濃度沿程分布逐步加大，北雜木站高錳酸鹽指數濃度總體在Ⅲ類水質以下，其他站點水質類別可以達到Ⅲ類水質以上標準。邢家窩棚站及渾河大閘氨氮濃度也呈現先遞增后下降的波動變化趨勢，營口水位站年際氨氮濃度變化趨勢較低，但其水質綜合評價類別均為Ⅲ類水質。渾河各水質監測站在2002年污染物濃度呈現較為明顯的下降變化趨勢，這也表明渾河流域從2001年以后城市建設目標從工業向生態發展轉變后，產業結構得到加速推進和升級，渾河流域生態修復及治理效果較為明顯。

圖2 渾河水質站水質年際變化趨勢

圖3 太子河水質站水質年際變化趨勢

2.3 太子河年際水質變化趨勢分析

太子河流域自上至下選取老官砬子、小林子、小姐廟三個水質站，其中老官砬子站的實測系列資料為1983—2020年，小林子站的實測系列資料為1981—2020年，小姐廟站實測系列資料為1985—2020年。太子河水質站水質類別及主要污染物濃度年際變化趨勢如圖3所示。

老官砬子站綜合指標水質類別呈現逐步減低的變化趨勢，20世紀80年代老官砬子站水質波動變化特征較為明顯，汞、氨氮、揮發酚是這一階段主要影響的水質類別，水質類別在20世紀90年代主要在Ⅲ—Ⅳ類之間變化，汞超標是90年代老官砬子站水質影響的主要因子，進入2000年之后老官砬子站水質類別總體在Ⅰ—Ⅲ類之間穩定變化。

從20世紀80—90年代末小林子站、小姐廟站的水質類別呈現較為明顯的波動變化，水質類別在進入2000年以后逐步趨于穩定變化，水質類別總體在劣Ⅴ類穩定變化，小林子站、小姐廟站水質影響的主要因子為氨氮、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數。

老官砬子站的氨氮和高錳酸鹽指數濃度變化顯著性較低，總體在Ⅲ類水質標準以內，從2000年以后小林子、小姐廟站的氨氮和高錳酸鹽指數濃度逐步降低變化，高錳酸鹽指數濃度的單因子總體在Ⅲ類水質標準以內。

3 結論

(1)遼河通江口站的氨氮濃度略高于其他水質站，主因是通江口站位于招蘇臺河入遼河河口下游，招蘇臺河接納了上游吉林省四平市的市政污水，而位于通江口站下游的珠爾山站經過清河、柴河、汎河等入遼河河流的稀釋，氨氮濃度有所降低。

(2)渾河各水質站從2002年以后各污染物濃度呈現明顯的遞減變化，這也表明渾河流域流經的城市從2001年以后建設目標從工業向生態發展轉變，產業結構得到加速推進和升級，渾河流域生態修復及治理效果較為明顯。

(3)太子河水質類別從2000年以后逐步趨于穩定變化，其水質影響的主要因子為氨氮、5d生化需氧量以及高錳酸鹽指數，建議加強對其工業廢水排放力度的控制。

(2)遼渾太三河水資源質量變化的成因較為復雜，在以后的研究中需要深入探討。