菏澤市河流地表水質(zhì)現(xiàn)狀與變化趨勢分析

李新國 肖方 李樂安

（1.山東省菏澤生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，山東菏澤 274000；2.菏澤市水務(wù)集團(tuán)有限公司，山東菏澤 274000）

1 引言

菏澤市地處魯西南平原，為黃河沖積平原［1］。市內(nèi)河流主要有洙趙新河、萬福河和東魚河，均流入南四湖［2］。南四湖是南水北調(diào)東線必經(jīng)之路及4 個重要的調(diào)蓄湖泊之一［3］。本文選取有代表性的16 個水質(zhì)控制斷面，分析評價菏澤市內(nèi)3 條河流水質(zhì)現(xiàn)狀與變化趨勢，為地表水污染防治提供技術(shù)支持，以進(jìn)一步確保南水北調(diào)的水質(zhì)安全。

2 菏澤市地表水質(zhì)量狀況

對2021 年洙趙新河、東魚河和萬福河3 條主要河流及其支流15 個控制斷面水質(zhì)情況進(jìn)行現(xiàn)狀評價。其中，洙趙新河干流主要設(shè)東圈頭、魏樓和于樓斷面，主要支流鄄鄆河設(shè)樊莊村、洙水河設(shè)眾興東、鄆巨河設(shè)于樓西斷面；東魚河干流設(shè)大黃集、張莊和徐寨斷面，主要支流東魚河南支設(shè)菏商路橋、勝利河設(shè)劉寨斷面；萬福河設(shè)陸圈、馬莊閘、南王莊、湘子廟斷面。

2.1 評價因子

根據(jù)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評價辦法（試行）》要求，按照GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》［4］表1 中對除水溫、總氮、糞大腸菌群以外的21 項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價，即pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、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、陰離子表面活性劑、硫化物。

2.2 評價方法

斷面水質(zhì)類別評價采用單因子評價法［5］，即根據(jù)評價時段內(nèi)該斷面參評的指標(biāo)中類別最高的一項(xiàng)來確定，標(biāo)準(zhǔn)限值按照GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》表1 中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)要求。

河流、流域（水系）的斷面總數(shù)在5 個（含5 個）以上時，采用斷面水質(zhì)類別比例法；河流斷面不足5個時計算河流、流域（水系）所有斷面各評價指標(biāo)濃度算術(shù)平均值，然后按照“斷面（點(diǎn)位）水質(zhì)評價”方法評價，定性水質(zhì)狀況。

2.3 菏澤市河流水質(zhì)現(xiàn)狀

2021 年菏澤市河流斷面水質(zhì)類別見表1。洙趙新河6 個斷面中東圈頭、魏樓、于樓和眾興東4 個斷面為Ⅲ類水體，樊莊村和于樓西2 個斷面為Ⅳ水體，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)比例為66.7%，小于75%，且無劣Ⅴ類水體，洙趙新河河流水體定性評價等級為輕度污染。東魚河6 個斷面中大黃集、徐寨、菏商路橋和劉寨4個斷面為Ⅲ類水體，只有張莊1 個斷面為Ⅳ水體，Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)比例為80%，75%≤Ⅰ～Ⅲ類水質(zhì)比例＜90%，東魚河河流水體定性評價等級為良好。萬福河設(shè)4個斷面，按照“斷面（點(diǎn)位）水質(zhì)評價”方法評價，水體定性評價等級為輕度污染。

表1 2021 年菏澤市地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)類別

2.4 菏澤市各河流綜合污染指數(shù)分析

選取污染指數(shù)較大且變化明顯的化學(xué)需氧量、生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮、氟化物、總磷共6個項(xiàng)目對菏澤市的3 條主要河流進(jìn)行綜合水質(zhì)評價，結(jié)果見表2。

表2 2021 年菏澤市各河流綜合污染指數(shù)

洙趙新河綜合污染指數(shù)為4.87，污染分擔(dān)率占全市河流的32.2%，在荷澤市3 條主要出境河流中位居第二。主要污染項(xiàng)目為高錳酸鹽指數(shù)、化學(xué)需氧量、生化需氧量和氟化物、總磷，污染負(fù)荷比占該河流的76.6%。

東魚河水質(zhì)綜合污染指數(shù)為4.59，污染分擔(dān)率占全市河流的30.1%，在荷澤市3 條主要出境河流中位居第三。主要污染項(xiàng)目為化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量、總磷及氟化物，污染負(fù)荷比占該河流的90.8%。

萬福河綜合污染指數(shù)為5.68，污染分擔(dān)率占全市河流的37.5%，在荷澤市3 條主要出境河流中位居第一。生化需氧量、化學(xué)需氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氟化物和總磷污染負(fù)荷比占該河流的91.5%。

3 菏澤市水質(zhì)變化趨勢分析

3.1 分析方法選擇

變化趨勢（Rs）采用秩相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行分析，秩相關(guān)系數(shù)法用來衡量變化趨勢是否存在顯著性，使用秩相關(guān)系數(shù)法要求至少有5 組數(shù)據(jù)，公式如下：

式中，Rs 為秩相關(guān)系數(shù)；N 為周期次數(shù)；di為變化量Xi與Yi的差值；Xi為周期i 到周期N 按照濃度從小到大排列的序號；Yi為按時間排列的序號。

根據(jù)Rs 的計算結(jié)果，如果Rs 為負(fù)值，表明在評價期間有關(guān)統(tǒng)計呈下降趨勢；如果Rs 為正值，表明在評價期間有關(guān)統(tǒng)計呈上升趨勢。將Rs 的絕對值同斯皮爾曼秩相關(guān)系數(shù)法統(tǒng)計表中的臨界值Wp 進(jìn)行比較，當(dāng)Rs 的絕對值大于Wp 時，則表明變化趨勢有明顯意義，說明評價時段水質(zhì)變化不穩(wěn)定；反之則表明變化趨勢沒有明顯意義，說明評價時段水質(zhì)變化穩(wěn)定。

3.2 水質(zhì)變化結(jié)果分析

為了解菏澤市地表水變化趨勢，本文選取2016—2021 年度水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。采用秩相關(guān)系數(shù)法分析的2016—2021 年荷澤市3 條河流變化趨勢見表3。

表3 菏澤市地表水2016—2021 年水質(zhì)變化趨勢秩相關(guān)系數(shù)

洙趙新河水質(zhì)變化秩相關(guān)系數(shù)Rs 為-0.886，表明洙趙新河2016—2021 年污染指數(shù)呈下降趨勢；秩相關(guān)系數(shù)Rs 的絕對值大于臨界值Wp，表明洙趙新河水質(zhì)改善從統(tǒng)計學(xué)上是顯著的。洙趙新河水質(zhì)由2016 年的Ⅴ類水體改善為2021 年的Ⅳ水體，接近Ⅲ類水體，其中，COD 由2016 年的37 mg/L 降為2021 年的20 mg/L，下降幅度為46%；BOD5由2016 年的8.4 mg/L 降為2021 年的3.5 mg/L，下降幅度為58%；氨氮由2016 年的1.44 mg/L 降為2021年的0.55 mg/L，下降幅度為62%。

東魚河水質(zhì)變化秩相關(guān)系數(shù)Rs 為-0.314，表明東魚河2016—2021 年污染指數(shù)呈下降趨勢；秩相關(guān)系數(shù)Rs 的絕對值小于臨界值Wp，說明東魚河水質(zhì)改善從統(tǒng)計學(xué)上不顯著。東魚河水質(zhì)由2016 年的Ⅴ類水體改善為2021 年的Ⅳ水體，其中，COD 由2016 年的31 mg/L 降為2021 年的19 mg/L，下降幅度為35%；BOD5由2016 年的6.9 mg/L 降為2021 年的3.3 mg/L，下降幅度為52%；氨氮由2016 年的0.575 mg/L 降為2021 年的0.423 mg/L，下降幅度為26%；高錳酸鹽指數(shù)2016 年為5.06 mg/L，2021 年為5.44 mg/L，上升了7.5%，是唯一一個上升的水質(zhì)指標(biāo)。

萬福河水質(zhì)變化秩相關(guān)系數(shù)Rs 為-0.685，表明萬福河2016—2021 年污染指數(shù)呈下降趨勢；秩相關(guān)系數(shù)Rs 的絕對值小于臨界值Wp，說明萬福河水質(zhì)改善從統(tǒng)計學(xué)上不顯著。萬福河水質(zhì)由2016 年的劣Ⅴ類水體改善為2021 年的Ⅳ類水體，其中，COD 由2016年的41 mg/L 降為2021 年的22 mg/L，下降幅度為46%；BOD5由2016 年的13.5 mg/L 降為2021年的4.76 mg/L，下降幅度為65%；氨氮由2016 年的1.34 mg/L 降為2021 年的0.476 mg/L，下降幅度為64%。

4 污染源特征分析及治理建議

4.1 污染源特征分析

2016—2021 年菏澤市地表水質(zhì)量呈好轉(zhuǎn)趨勢，但是總體水質(zhì)現(xiàn)狀較差，水質(zhì)污染指數(shù)較高，其原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）農(nóng)業(yè)面源污染。菏澤市沿河分布著大量農(nóng)田，每年6—8 月遇強(qiáng)降雨時大量農(nóng)田退水進(jìn)入河流，導(dǎo)致河流水質(zhì)惡化。

（2）基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善。城區(qū)雨污分流不徹底，部分生活污水不能有效收集處理；農(nóng)村生活污水處理設(shè)施不完善，缺少配套管網(wǎng)，已建污水處理站利用率低。

（3）枯水期不能保證生態(tài)流量。菏澤市降水主要集中在7—8 月，季節(jié)性變化較大，枯水期河水流量較小，一些河段成為“死水”，長期腐化影響水質(zhì)。

4.2 治理措施建議

（1）農(nóng)業(yè)面源污染控制。在河流周邊推廣水肥一體化、配方施肥、農(nóng)作物病蟲害生物防治技術(shù)，繼續(xù)推廣高效低毒農(nóng)藥，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)固體廢物綜合利用，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面源污染負(fù)荷入河量。

（2）加快完善城市及農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。配套建設(shè)城區(qū)污水管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)雨污分流，加快農(nóng)村污水處理工程建設(shè)及配套管網(wǎng)建設(shè)，推進(jìn)已建治污設(shè)施投入運(yùn)行。

（3）生態(tài)流量管控。全面落實(shí)水資源管理制度，強(qiáng)化水量調(diào)度管理，合理配置流域內(nèi)生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水，嚴(yán)格控制各地用水總量和重要斷面水量下泄，必要時進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)水。

5 結(jié)論

2021 年菏澤市3 條主要河流總體水質(zhì)尚可，東魚河水質(zhì)良好，洙趙新河和萬福河輕度污染，其中洙趙新河6 個監(jiān)測斷面4 個為Ⅲ類水體，另外2 個斷面比較接近Ⅲ類水體；萬福河水質(zhì)受航道影響較大，水污染防治工作壓力大。

2016—2021 年菏澤市水環(huán)境質(zhì)量明顯改善，除東魚河高錳酸鹽指數(shù)外，其余污染項(xiàng)目均呈下降趨勢。為了確保南水北調(diào)的水質(zhì)安全，還應(yīng)加大水污染防治力度，全面消除Ⅳ類水體，使菏澤市水環(huán)境質(zhì)量持續(xù)改善。