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(qū)重要的水系組成[1]。河流水資源質(zhì)量對(duì)于河流生態(tài)系統(tǒng)功能影響顯著，是河流水生態(tài)功能的重要因子[2]。通過(guò)對(duì)其河流水資源質(zhì)量變化趨勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)其水質(zhì)變化主要因子進(jìn)行剖析，有助于河流水生態(tài)修復(fù)和保護(hù)的科學(xué)規(guī)劃[3]。近年來(lái)，對(duì)于遼渾太三河水資源質(zhì)量變化趨勢(shì)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(zhì)量變化波動(dòng)程度較高，受人類(lèi)活動(dòng)和氣候變化影響，水資源質(zhì)量在不同時(shí)期變化有所差異。但這些成果由于缺少水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料，分析的水質(zhì)站點(diǎn)較少，不能完全反映遼渾太三河水質(zhì)總體變化。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，遼渾太河加密了水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的水質(zhì)采樣數(shù)據(jù)，基本可覆蓋各河段水質(zhì)變化監(jiān)測(cè)的需求，也為科學(xué)評(píng)估各河水質(zhì)變化提供了重要的依據(jù)[9]。為對(duì)遼渾太三河水質(zhì)變化進(jìn)行長(zhǎng)系列分析，本文結(jié)合各河14個(gè)典型水質(zhì)監(jiān)測(cè)站歷時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，并采用綜合水質(zhì)類(lèi)別方法[10-14]，對(duì)其水資源質(zhì)量變化趨勢(shì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究成果對(duì)于遼渾太三河水生態(tài)保護(hù)具有參考意義。

1 評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.1 評(píng)價(jià)方法

按照GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)典型河流水質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，水質(zhì)類(lèi)別采用單指標(biāo)評(píng)價(jià)方法進(jìn)行綜合確定，對(duì)于同一標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)類(lèi)別，綜合水質(zhì)類(lèi)別按照最差的單項(xiàng)指標(biāo)為評(píng)估類(lèi)別進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.2 水質(zhì)指標(biāo)

按照GB 3838—2002要求分別對(duì)河流、飲用水源區(qū)的主要水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行分析，各評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

1.3 選取的水質(zhì)站點(diǎn)

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(diǎn)河流，搜集11個(gè)代表水質(zhì)站水質(zhì)監(jiān)測(cè)歷史資料、開(kāi)展評(píng)價(jià)分析。重點(diǎn)河流包括中北部半濕潤(rùn)區(qū)的遼河、渾河、太子河，重點(diǎn)河流及水質(zhì)站見(jiàn)表2。

表2 重點(diǎn)河流及水質(zhì)站

2 典型河流水質(zhì)年際變化趨勢(shì)分析

對(duì)典型河流各水質(zhì)站有實(shí)際監(jiān)測(cè)資料的各年水質(zhì)類(lèi)別分別進(jìn)行全指標(biāo)和雙指標(biāo)評(píng)價(jià)，對(duì)各站的水質(zhì)類(lèi)別和特征污染物濃度進(jìn)行年際趨勢(shì)分析。

2.1 遼河年際水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

遼河流域自上至下選取通江口、珠爾山、毓寶臺(tái)、遼中四個(gè)水質(zhì)站，其中通江口、珠爾山的實(shí)測(cè)系列資料為1981—2020年(除1984、2002年)，毓寶臺(tái)、遼中的實(shí)測(cè)系列資料為1986—2020年。遼河水質(zhì)站水質(zhì)類(lèi)別及主要污染物濃度年際變化趨勢(shì)如圖1所示。

從水質(zhì)類(lèi)別變化趨勢(shì)圖來(lái)看，遼河4個(gè)水質(zhì)站的變化趨勢(shì)大致是20世紀(jì)80—90年代水質(zhì)類(lèi)別變化幅度較大，從2000年以后水質(zhì)總體穩(wěn)定在劣Ⅴ類(lèi)，2010年以后由于加大水環(huán)境治理力度，水質(zhì)狀況得到逐步改善，珠爾山、毓寶臺(tái)、遼中3個(gè)水質(zhì)監(jiān)測(cè)站在2015年水質(zhì)類(lèi)別經(jīng)評(píng)價(jià)可到Ⅳ類(lèi)水質(zhì)。該評(píng)價(jià)結(jié)果也表明遼河沿岸在20世紀(jì)80—90年代社會(huì)經(jīng)濟(jì)逐步發(fā)展，2000年以后經(jīng)濟(jì)進(jìn)入快速增長(zhǎng)時(shí)期，遼河水資源受到不同程度的擠占和影響，21世紀(jì)中期由于粗放的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式使得水體污染較為嚴(yán)重，2010年以后加大水環(huán)境治理力度，遼河水質(zhì)逐步出現(xiàn)改善變化，河流生命力得到一定程度的修復(fù)。

從通江口水質(zhì)站水質(zhì)變化趨勢(shì)可看出，其全年水質(zhì)綜合指標(biāo)類(lèi)別總體介于Ⅳ-劣Ⅴ之間變幅，水質(zhì)雙指標(biāo)變化波動(dòng)特征高于綜合指標(biāo)的變化波動(dòng)特征。通江口水質(zhì)站在20世紀(jì)80年代水質(zhì)總體穩(wěn)定在Ⅲ-Ⅳ類(lèi)指標(biāo)之間，進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后水質(zhì)出現(xiàn)一定程度污染影響，綜合水質(zhì)指標(biāo)和雙因子水質(zhì)指標(biāo)分別在Ⅳ-Ⅴ類(lèi)之間及在Ⅳ-Ⅴ類(lèi)之間變化，其中1999年水質(zhì)類(lèi)別處于劣Ⅴ類(lèi)。從2000年以后其水質(zhì)指標(biāo)總體穩(wěn)定在劣Ⅴ類(lèi)等級(jí)，從2010年以后其水質(zhì)狀況有所改善，通過(guò)分析通江口水質(zhì)站水質(zhì)主要影響因子分別為氨氮、揮發(fā)酚以及高錳酸鹽指數(shù)。

從珠爾山水質(zhì)站水質(zhì)變化趨勢(shì)可看出，20世紀(jì)80年代初珠爾山站水質(zhì)類(lèi)別總體在Ⅴ-劣Ⅴ類(lèi)之間變化，水質(zhì)類(lèi)別在20世紀(jì)80年代末到90年代中期總體穩(wěn)定在Ⅲ-Ⅳ類(lèi)之間變化，水質(zhì)突變點(diǎn)主要出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代中期。從2010年以后珠爾山水質(zhì)站總體出現(xiàn)改善變化，綜合水質(zhì)類(lèi)別可達(dá)到Ⅳ類(lèi)水體標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)分析珠爾山水質(zhì)站水質(zhì)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(shù)。

從毓寶臺(tái)水質(zhì)站水質(zhì)變化趨勢(shì)可看出，其水質(zhì)狀況從20世紀(jì)80年代中期到90年代初期逐步下降變化趨勢(shì)，水質(zhì)類(lèi)別從20世紀(jì)90年代開(kāi)始到2012年以前總體出現(xiàn)波動(dòng)變化，水質(zhì)狀況從2015年以后逐步趨于好轉(zhuǎn)，綜合水質(zhì)類(lèi)別可達(dá)到Ⅳ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。全指標(biāo)和雙因子綜合指標(biāo)水質(zhì)評(píng)價(jià)變化趨勢(shì)具有同步性，通過(guò)分析毓寶臺(tái)水質(zhì)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(shù)。

圖1 遼河水質(zhì)站水質(zhì)年際變化趨勢(shì)

從遼中水質(zhì)站水質(zhì)變化趨勢(shì)可看出，其水質(zhì)類(lèi)別從20世紀(jì)80年代開(kāi)始逐步好轉(zhuǎn)變化，20世紀(jì)90年變化波動(dòng)幅度較低，水質(zhì)類(lèi)別從2000—2009年總體穩(wěn)定在劣Ⅴ類(lèi)等級(jí)，從2010年開(kāi)始其水質(zhì)狀況得到改善，逐步好轉(zhuǎn)，到2020年遼中水質(zhì)站水質(zhì)達(dá)到Ⅳ類(lèi)水體標(biāo)準(zhǔn)。遼中水質(zhì)站全指標(biāo)和雙因子綜合指標(biāo)水質(zhì)評(píng)價(jià)變化趨勢(shì)也具有同步性，通過(guò)分析毓寶臺(tái)水質(zhì)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(shù)。

由高錳酸鹽指數(shù)和氨氮濃度變化趨勢(shì)知：4個(gè)水質(zhì)站的高錳酸鹽指數(shù)和氨氮的濃度年際變化趨勢(shì)基本一致，多數(shù)年份濃度高于Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值。通江口站的氨氮濃度略高于其他水質(zhì)站，主要原因可能是通江口站位于招蘇臺(tái)河入遼河河口下游，招蘇臺(tái)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(jīng)過(guò)清河、柴河、汎河等入遼河河流的稀釋?zhuān)钡獫舛扔兴档汀?/p>

2.2 渾河年際水質(zhì)變化趨勢(shì)分析

渾河流域自上至下選取北雜木、渾河大閘、邢家窩棚、營(yíng)口水位站4個(gè)水質(zhì)站，其中北雜木站的實(shí)測(cè)系列資料為1982、1985—1987、1997—2020年，渾河大閘站的實(shí)測(cè)系列資料為1986—2020年，邢家窩棚站實(shí)測(cè)系列資料為1981—2020年，營(yíng)口水位站的實(shí)測(cè)系列資料為1992—2020年。渾河水質(zhì)站水質(zhì)類(lèi)別及主要污染物濃度年際變化趨勢(shì)如圖2所示。

從北雜木水質(zhì)站全指標(biāo)水質(zhì)類(lèi)別總體在Ⅱ-Ⅳ類(lèi)之間變化，個(gè)別年份水質(zhì)類(lèi)別處于Ⅴ類(lèi)等級(jí)，石油類(lèi)、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮是北雜木水質(zhì)站水質(zhì)主要影響因子，渾河大閘、邢家窩棚、營(yíng)口水位站水質(zhì)類(lèi)別大都總體穩(wěn)定在在劣Ⅴ類(lèi)，部分年份水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)為Ⅴ類(lèi)水質(zhì)，五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)以及氨氮是其主要影響的因子。

4個(gè)水質(zhì)站高錳酸鹽指數(shù)濃度變化的趨勢(shì)較為相似，基本呈現(xiàn)先遞增而下降的波動(dòng)變化趨勢(shì)，濃度沿程分布逐步加大，北雜木站高錳酸鹽指數(shù)濃度總體在Ⅲ類(lèi)水質(zhì)以下，其他站點(diǎn)水質(zhì)類(lèi)別可以達(dá)到Ⅲ類(lèi)水質(zhì)以上標(biāo)準(zhǔn)。邢家窩棚站及渾河大閘氨氮濃度也呈現(xiàn)先遞增后下降的波動(dòng)變化趨勢(shì)，營(yíng)口水位站年際氨氮濃度變化趨勢(shì)較低，但其水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)類(lèi)別均為Ⅲ類(lèi)水質(zhì)。渾河各水質(zhì)監(jiān)測(cè)站在2002年污染物濃度呈現(xiàn)較為明顯的下降變化趨勢(shì)，這也表明渾河流域從2001年以后城市建設(shè)目標(biāo)從工業(yè)向生態(tài)發(fā)展轉(zhuǎn)變后，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到加速推進(jìn)和升級(jí)，渾河流域生態(tài)修復(fù)及治理效果較為明顯。

圖2 渾河水質(zhì)站水質(zhì)年際變化趨勢(shì)

圖3 太子河水質(zhì)站水質(zhì)年際變化趨勢(shì)

2.3 太子河年際水質(zhì)變化趨勢(shì)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(gè)水質(zhì)站，其中老官砬子站的實(shí)測(cè)系列資料為1983—2020年，小林子站的實(shí)測(cè)系列資料為1981—2020年，小姐廟站實(shí)測(cè)系列資料為1985—2020年。太子河水質(zhì)站水質(zhì)類(lèi)別及主要污染物濃度年際變化趨勢(shì)如圖3所示。

老官砬子站綜合指標(biāo)水質(zhì)類(lèi)別呈現(xiàn)逐步減低的變化趨勢(shì)，20世紀(jì)80年代老官砬子站水質(zhì)波動(dòng)變化特征較為明顯，汞、氨氮、揮發(fā)酚是這一階段主要影響的水質(zhì)類(lèi)別，水質(zhì)類(lèi)別在20世紀(jì)90年代主要在Ⅲ—Ⅳ類(lèi)之間變化，汞超標(biāo)是90年代老官砬子站水質(zhì)影響的主要因子，進(jìn)入2000年之后老官砬子站水質(zhì)類(lèi)別總體在Ⅰ—Ⅲ類(lèi)之間穩(wěn)定變化。

從20世紀(jì)80—90年代末小林子站、小姐廟站的水質(zhì)類(lèi)別呈現(xiàn)較為明顯的波動(dòng)變化，水質(zhì)類(lèi)別在進(jìn)入2000年以后逐步趨于穩(wěn)定變化，水質(zhì)類(lèi)別總體在劣Ⅴ類(lèi)穩(wěn)定變化，小林子站、小姐廟站水質(zhì)影響的主要因子為氨氮、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)。

老官砬子站的氨氮和高錳酸鹽指數(shù)濃度變化顯著性較低，總體在Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，從2000年以后小林子、小姐廟站的氨氮和高錳酸鹽指數(shù)濃度逐步降低變化，高錳酸鹽指數(shù)濃度的單因子總體在Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。

3 結(jié)論

(1)遼河通江口站的氨氮濃度略高于其他水質(zhì)站，主因是通江口站位于招蘇臺(tái)河入遼河河口下游，招蘇臺(tái)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(jīng)過(guò)清河、柴河、汎河等入遼河河流的稀釋?zhuān)钡獫舛扔兴档汀?/p>

(2)渾河各水質(zhì)站從2002年以后各污染物濃度呈現(xiàn)明顯的遞減變化，這也表明渾河流域流經(jīng)的城市從2001年以后建設(shè)目標(biāo)從工業(yè)向生態(tài)發(fā)展轉(zhuǎn)變，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到加速推進(jìn)和升級(jí)，渾河流域生態(tài)修復(fù)及治理效果較為明顯。

(3)太子河水質(zhì)類(lèi)別從2000年以后逐步趨于穩(wěn)定變化，其水質(zhì)影響的主要因子為氨氮、5d生化需氧量以及高錳酸鹽指數(shù)，建議加強(qiáng)對(duì)其工業(yè)廢水排放力度的控制。

(2)遼渾太三河水資源質(zhì)量變化的成因較為復(fù)雜，在以后的研究中需要深入探討。