喬 梁

（河北省邢臺(tái)水文水資源勘測(cè)局，河北 邢臺(tái)054000）

1 朱莊水庫(kù)概況

朱莊水庫(kù)位于河北省西部山區(qū)朱莊村附近，是海河流域子牙河水系滏陽(yáng)河支流沙河上的一座以防洪灌溉為主，兼顧發(fā)電、城市供水等綜合利用的大（Ⅱ）型水利樞紐工程，控制流域面積1220km2，總庫(kù)容4.162億m3，工程等級(jí)為Ⅱ級(jí)［1］。

水庫(kù)1978年建成蓄水以來(lái)，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮了重要作用。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，朱莊水庫(kù)的服務(wù)功能也發(fā)生了變化，從建設(shè)初期的防洪、灌溉為主，發(fā)電、養(yǎng)殖為輔，到如今還增加了城市供水、生態(tài)恢復(fù)用水、生物多樣性保護(hù)等功能。

朱莊水庫(kù)作為邢臺(tái)市地表水供水水源地，水質(zhì)變化與供水安全和保障人民生活質(zhì)量有關(guān)，本文通過(guò)采用綜合污染指數(shù)法對(duì)朱莊水庫(kù)水質(zhì)年內(nèi)變化規(guī)律進(jìn)行分析，為城市供水安全提供參考依據(jù)。

2 水質(zhì)評(píng)價(jià)方法

進(jìn)行水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)，一般按某種污染物濃度是否超過(guò)某一規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，綜合質(zhì)量采用GB3838—2002《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。

單項(xiàng)污染指數(shù)表示某種污染物對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生影響程度，一般用該種污染物質(zhì)在水中的實(shí)測(cè)濃度與其在水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中的允許濃度（地表水水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第Ⅲ類）的比值進(jìn)行計(jì)算［2］。

其公式為：

式中 Ii為單項(xiàng)污染分指數(shù)；Ci為評(píng)價(jià)項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)濃度；Csi為評(píng)價(jià)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)值，本次采用地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第Ⅲ類。

綜合污染指數(shù)的計(jì)算方法常用算術(shù)平均法，即計(jì)算各單項(xiàng)污染指數(shù)的算術(shù)平均值：

式中 I為水質(zhì)綜合污染指數(shù)；Ii為單項(xiàng)目污染分指數(shù)；n為所有參加評(píng)價(jià)項(xiàng)目數(shù)。

根據(jù)綜合污染指數(shù)，劃分為6個(gè)地表水環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

地表水環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 地表水環(huán)境質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

3 水質(zhì)年內(nèi)變化規(guī)律分析

3.1 參數(shù)根據(jù)評(píng)價(jià)目的而定

水庫(kù)評(píng)價(jià)主要選擇一些能反映水庫(kù)基本狀況的參數(shù)，以地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值作為評(píng)價(jià)項(xiàng)目，結(jié)合水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料情況，參加評(píng)價(jià)的項(xiàng)目為pH值、硫酸鹽、氯化物、溶解性鐵、錳、銅、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、非離子氨、總磷、高錳酸鹽指數(shù)、溶解氧、氟化物、總砷、總汞、總鎘、總氰化物、揮發(fā)酚、氨氮等共19項(xiàng)［3］。

3.2 現(xiàn)狀評(píng)價(jià)

一般按某種污染物濃度是否超過(guò)某一規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（取地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)值），計(jì)算出水庫(kù)每月水質(zhì)監(jiān)測(cè)的綜合污染指數(shù)，然后進(jìn)行評(píng)價(jià)［4］。

對(duì)朱莊水庫(kù)1985～2010年不同時(shí)期水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果如表2。

表2 朱莊水庫(kù)不同時(shí)期水質(zhì)評(píng)價(jià)成果

3.3 2000～2010年水質(zhì)評(píng)價(jià)

大部分月份水質(zhì)清潔；2，4，6月份各有1年為尚清潔；8月份有3年為尚清潔；10月份全部為清潔；12月份有1年為尚清潔。

3.4 月監(jiān)測(cè)污染指數(shù)

朱莊水庫(kù)水質(zhì)年內(nèi)變化并不大，如果按照評(píng)價(jià)結(jié)果分類，綜合污染指數(shù)均小于0.2，屬于同一級(jí)別的水。但是，綜合污染指數(shù)大小本身就是反映水質(zhì)質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)，采用中和污染指數(shù)各月的多年平均值分析其年內(nèi)變化規(guī)律，更能從微觀上反映水質(zhì)年內(nèi)變化情況。

利用2000～2010年各月綜合污染指數(shù)的多年平均值，繪制年內(nèi)水質(zhì)變化過(guò)程，朱莊水庫(kù)水質(zhì)綜合和污染指數(shù)年內(nèi)變化過(guò)程如圖1。

圖1 朱莊水庫(kù)水質(zhì)綜合和污染指數(shù)年內(nèi)變化過(guò)程

4 水質(zhì)變化原因

從綜合污染指數(shù)年內(nèi)變化過(guò)程可以看出，4，6，8月綜合污染指數(shù)較大，而2，10，12月綜合污染指數(shù)相對(duì)較小。一般來(lái)講，6，8月綜合污染指數(shù)偏大與上游來(lái)水量有關(guān)，其原因是汛期降雨產(chǎn)生地表徑流將流域地表的腐植物、地表雜物、泥沙等大量帶入水庫(kù)，使部分有機(jī)物質(zhì)含量增高所致。而10，12，2月上有來(lái)水量較小，經(jīng)過(guò)水體的自凈作用，水質(zhì)變好。

水體的自凈過(guò)程很復(fù)雜，按其機(jī)理劃分有物理過(guò)程、化學(xué)及物理化學(xué)過(guò)程、生物化學(xué)過(guò)程等［5］。

物理凈化過(guò)程是指水體中污染物經(jīng)稀釋、擴(kuò)散和沉降等物理作用使?jié)舛戎饾u降低的過(guò)程。其中包括稀釋、混合、擴(kuò)散、揮發(fā)、沉淀等過(guò)程?？沙列怨腆w經(jīng)沉降逐漸沉至水底形成污泥；懸浮物、膠體和污染因混合稀釋濃度降低。水體中的污染物質(zhì)在這一系列的作用下，其濃度得以降低。稀釋和混合作用是水環(huán)境中的普遍現(xiàn)象，又是比較復(fù)雜的物理過(guò)程，它在水體自凈中發(fā)揮著重要的作用。

化學(xué)及物理化學(xué)過(guò)程。污染物質(zhì)通過(guò)氧化、還原、吸附、凝聚、中和等反應(yīng)使其濃度降低。各種不僅相互作用，也相互制約，是一種極其復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程。

生物化學(xué)過(guò)程。水體中污染物質(zhì)中的有機(jī)物，可以通過(guò)水體中微生物的代謝活動(dòng)而被分解、氧化并轉(zhuǎn)化為無(wú)害、穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物，從而使污染物濃度降低。

水的自凈能力與水體的水量多少、流速大小等因素有關(guān)。水量較大、流速較快，水的自凈能力就強(qiáng)。但是，水對(duì)有些污染物如有機(jī)氯農(nóng)藥、合成洗滌劑、多氯聯(lián)苯等物質(zhì)凈化作用效果不佳；還有其他難于降解的有機(jī)化合物、重金屬、放射性物質(zhì)等的自凈能力是極其有限的［6］。

從朱莊水庫(kù)年內(nèi)水質(zhì)變化過(guò)程線可以看出，4月份綜合污染指數(shù)票高。而4月份偏大的原因較為復(fù)雜，上游來(lái)水量較小，而且是每年水庫(kù)蓄水量最小的時(shí)期，是哪種因素導(dǎo)致水質(zhì)變差，有待于進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。

水庫(kù)是人類為了調(diào)節(jié)徑流、改善河流條件、利用水利和供水等目的而興建的人工湖泊。水庫(kù)的環(huán)境條件與天然湖泊有許多相似之處，但仍保留某些河流特征，因此，水庫(kù)是個(gè)半河、半湖的人工水體。其特點(diǎn)是水位不穩(wěn)定、混濁度大。水庫(kù)興建后，淹沒(méi)區(qū)的植被沉入水底，腐敗分解，土壤的浸潰、巖石溶蝕作用，使庫(kù)水礦化度、溶解氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等與原來(lái)河水有很大的變化，但水庫(kù)水交換頻率高于湖水，如果交換頻率高，其水質(zhì)狀況接近河水，反之則接近湖水。

此外，水庫(kù)的排量、溶解氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)收支與水庫(kù)排水方式密切相關(guān)。如果輸水孔設(shè)在水壩底部，則排出的水溫低，營(yíng)養(yǎng)物豐富和溶解氧貧乏，而營(yíng)養(yǎng)物缺乏和溶解氧充足的水留在水庫(kù)中，這不僅使水庫(kù)失去所需的營(yíng)養(yǎng)物，而對(duì)下游地區(qū)產(chǎn)生多方面的不利影響。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）朱莊水庫(kù)水質(zhì)變化幅度不大，采用綜合污染指數(shù)法分析朱莊水庫(kù)年內(nèi)水質(zhì)變化，在水質(zhì)變化幅度不大的情況下，可以直觀地分辨出水質(zhì)變化情況。

（2）根據(jù)朱莊水庫(kù)2000～2010年水質(zhì)檢測(cè)資料，分析朱莊水庫(kù)水質(zhì)年內(nèi)變化規(guī)律分析，水質(zhì)在4，6，8月較差，在2，10，12月較好，水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果都是清潔。

［1］喬光建．區(qū)域水文水資源問(wèn)題研究［M］．北京：中國(guó)水利水電出版社，2010．

［2］時(shí)振閣，王慶平，喬光建．唐山市水環(huán)境與生態(tài)建設(shè)發(fā)展［M］．北京：中國(guó)水利水電出版社，2012．

［3］邢臺(tái)市水務(wù)局，邢臺(tái)水文水資源勘測(cè)局．邢臺(tái)市水資源評(píng)價(jià)［R］.2003．

［4］徐祖信．城市水環(huán)境管理中的綜合水質(zhì)分析與評(píng)價(jià)［M］．北京：中國(guó)水利水電出版社，2012．

［5］蔣展鵬．環(huán)境工程學(xué)［M］．北京：高等教育出版社，2005．

［6］王現(xiàn)領(lǐng)．滯緩流河湖水體自凈能力影響因素研究［J］．海河水利，2013（4）：34-36．