2020年度蘇州望虞河水質變化趨勢分析*

江蘇省蘇州環(huán)境監(jiān)測中心 鄒士倩，蘇明玉

一、前言

作為長江三角洲核心區(qū)域之一，太湖流域經(jīng)濟發(fā)達、人口密度大，水環(huán)境承載能力面臨較大挑戰(zhàn)，水環(huán)境污染、水資源短缺、水生態(tài)受損等問題日益凸顯。承擔著“納污”和“供水”雙重壓力，太湖水質形勢嚴峻。近年來，通過“引江濟太”等手段將長江水引入太湖，直接補充水資源的不足，激發(fā)自凈能力，達到改善水質的目的[1]。在長江流域的眾多口門中，望虞河工程引水能力較強，直接與太湖聯(lián)通，從而成了“引江濟太”的重要通道。望虞河全長62.3km，其中河道段60.3km、入湖段0.9km、入江段1.1km[2]。截至2020年9月累計引排水615億立方米，為保障太湖“防洪、供水”雙安全發(fā)揮了重要作用。因此，望虞河的水質情況對長江和太湖都有影響。本文通過2020年1月至10月水質監(jiān)測數(shù)據(jù)，結合綜合指數(shù)評價法、內梅羅法以及變異系數(shù)對水質的變化特征進行分析。根據(jù)江蘇省水利廳等官方公開信息，2019年10月至2020年1月，常熟水利樞紐實行跨年度引水，2020年5月21日開始第二輪引水，日引水量達1200萬立方米。

二、監(jiān)測要求

按照《地表水和污水監(jiān)測技術規(guī)范》（HJ/T91-2002），《地表水環(huán)境質量標準》（GB3838-2002）等相關要求進行水質監(jiān)測。根據(jù)望虞河的基本情況，兼顧代表性和經(jīng)濟性原則，均勻選取了望虞河上五個水質斷面，從西向東依次是D1、D2、D3、D4、D5，其中，D1靠近太湖，D5靠近長江。在監(jiān)測期間，每月進行一次水質采樣，通過實驗室分析獲得結果，監(jiān)測指標為氨氮、化學需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、五日生化需氧量、總磷。

三、水質數(shù)據(jù)分析

（一）綜合指數(shù)評價法

綜合指數(shù)評價法是通過對選定的各個污染指標的相對污染系數(shù)進行統(tǒng)計，得出水體的平均污染程度。其計算公式[3]為：

其中，Ci為第i項污染物的濃度值，CS為斷面水質標準，參照GB3838-2002表1中Ⅲ類標準，P為Pi的算術平均值。當P≤0.40時，水質類別為好；P在0.41與0.70之間時，水質類別為輕度污染；P在0.71-1.00時，水質類別為中度污染；P在1.01-2.00時，水質類別為重污染；當P≥2.00時，提示水質受到了嚴重污染。

以綜合污染指數(shù)法P值分析望虞河各斷面的水質變化情況。從圖1可知，7月份在D4點位監(jiān)測到最大P值為0.82，3月份在D5點位監(jiān)測到最小值0.27，其中有36%的P值≤0.40，水質類別為好，62%的P值介于0.41和0.70之間，為輕度污染，只有7月份在D4點位的P值大于0.70，為中度污染。總體而言，2020年望虞河的水質絕大多數(shù)都處于“好”和“輕度污染”等級。在所有點位中，D4點位1-10月P值的均值最高，為0.51，其他四個點位P值在0.41-0.45之間，說明D4點位水質污染程度略高于其他四個點位。依據(jù)張又等人[4]的研究，這可能與望虞河西岸支流，特別是錫北運河的污染情況相關，具體有待進一步研究。

圖1 望虞河水質變化情況

（二）內梅羅指數(shù)法

在綜合指數(shù)評價法的基礎上，內梅羅指數(shù)法賦予污染最嚴重的指標更大的權重，其公式如下：

其中，Ci是第i個指標的濃度，Ci,s是第i個指標的標準值，n是參與評價的因子數(shù)。當P內≤1時，水體清潔，當1＜P內≤2時，水體輕度污染，當2＜P內≤3時，水體中度污染，當P內＞3時，水體重度污染[5]。

以內梅羅指數(shù)法分析各點位的水質情況，在所有監(jiān)測斷面中，P內均小于1，提示水體清潔，且P內的最大值與綜合指數(shù)法的P的最大值都出現(xiàn)在7月份的D4點位。以P內/P來分析，D1點在1.3-1.5之間，D2點在1.2-1.7之間，D3點在1.1-1.7之間，D4點在1.1-1.5之間，D5點在1.1-1.5之間，由此可知，P內的變化趨勢與綜合指數(shù)評價法的P值變化趨勢基本一致，各斷面中不存在特別突出的污染指標。

（三）水質時空變化特征

1.不同時間水質變化規(guī)律

變異系數(shù)（CV）是一個反應數(shù)據(jù)相對離散程度的指標，其公式是：CV=標準偏差/平均值，CV≤0.1為弱變異性，離散程度小，0.1＜CV＜1為中等變異性，CV≥1為強變異性，離散程度較高。

如圖2所示，按照綜合指數(shù)法和內梅羅法所得的P值進行變異系數(shù)的計算，其結果與變化趨勢基本相同。其中，8月份、10月份CV小于0.1，說明斷面間水質變化較小，均質程度較高，而其他月份的值均介于0.1與1之間，呈中等變異性，其中2月與7月各斷面間變異程度最大，值在0.30附近。不同月份各斷面水質變異系數(shù)呈現(xiàn)不同規(guī)律，主要與季節(jié)因素、引水因素等有關。一般而言，春夏季節(jié)隨著氣溫升高、生物氧化能力增強，豐水期的水流較大，水質均勻程度較好，所以2月至8月間各斷面間的CV值逐漸變小，但是在5月底，常熟水利樞紐開始引水，大量匯入的長江水使得6月、7月的CV值有了顯著提升，水質均質程度突然變差。

圖2 不同月份時，各斷面間CV值的變異情況

2.不同斷面水質變化規(guī)律

以綜合指數(shù)法的P值計算得到各點的CV值分別是：D1為0.13、D2為0.18、D3為0.10、D4為0.29、D5為0.30。五個點位的CV值均低于0.30，說明望虞河各點位在不同季節(jié)的水質情況相對比較穩(wěn)定，其中，靠近長江的D4、D5水質變化程度大于另外三個點位，這可能與長江水質隨季節(jié)變化較大，且靠近長江的點位受引水的沖擊較大有關，同時也可能受到其他支流匯入的影響。

四、結論

根據(jù)綜合系數(shù)法分析，2020年望虞河的水質總體處于“好”和“輕度污染”等級，其中，D4點位水質略差于其他點位。綜合系數(shù)法與內梅羅法的分析評價結果和變化趨勢基本一致，說明望虞河不存在特別突出的首要污染因素。

不同斷面間和不同月份的水質均質性較好，其均質性波動主要與氣溫變化、引水沖擊、支流匯入等因素有關。