沱江流域水环境质量分析

陈雨艳，余　恒，向秋实，杨　坪

(四川省环境监测总站，成都　610064)

· 水环境 ·

沱江流域水环境质量分析

陈雨艳，余恒，向秋实，杨坪

(四川省环境监测总站，成都610064)

根据沱江断面水质例行监测数据，采用内梅罗污染指数法对沱江流域水质进行评价，阐述了沱江干流的水质状况及水质沿程变化，分析了沱江流域水质的时空分布情况，提出了流域水质污染防治的建议。结果表明沱江干流水质成都段水质较差；沱江流域釜溪河等部分支流水质差些；12个月份中2～5月水质较差，7～9月份水质较好。

沱江水质；评价；内梅罗污染指数法；趋势

沱江是长江上游的一级支流[1]，发源于四川盆地的九顶山，流域面积为27860km2[2]，是四川省工业城市比较集中的河流，流经了大量农业区和居民住地，随着工农业生产的发展，沱江水质状况不容乐观，因此，客观地评价沱江流域水质的整体现状对于沱江水资源保护和利用具有重要的意义，沱江流域水质状况有见报道，但均侧重于某一段流域的水质状况[1,3]。

水质评价方法包括单因子评价法，灰色关联法[4]、模糊数学评价法[5]和内梅罗污染指数法等。其中单因子评价法应用最广，但其无法判断水质的总体污染状况[6]，内梅罗污染指数法可总体反映水质的污染程度，又能突出污染指数最大的污染物对水质的作用，可用于同一水体在时间和空间上污染状况的比较[7]，可弥补单因子评价法在这方面的不足，是常用的一种计算方法[8]。

利用水质例行监测数据，采用内梅罗污染指数法对沱江流域的水质现状进行评价，并提出了流域水质污染防治的建议，以期对沱江流域水资源利用保护提供科学的依据，使其有针对性的采用相应措施的进行水污染治理。

1　评价项目与方法

1.1评价项目

《环办〔2011〕22号地表水环境质量评价方法》(试行)》中规定水质评价共包括21项，分别为pH、溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、氨氮、石油类、挥发酚、汞、铅、化学需氧量、总磷、铜、锌、氟化物、硒、砷、镉、6价铬、总氰化物、阴离子表面活性剂和硫化物，根据数据的可获性，评价项目为21个项目中除溶解氧之外的20个项目，溶解氧与一些其他项目在有一定关联，评价项目可基本反映沱江干流水质的大致情况。

评价数据采用例行监测数据，断面水质每月监测一次，采用年均值进行评价。

1.2评价方法

1.2.1内梅罗污染指数法

pH单项污染指数计算：

式中：Ci为第i项评价因子的实测值；Cio为第i项评价因子的标准值(地表水环境质量标准GB3838-2002 Ⅲ类标准值)；Ii为第i项评价因子的单项污染指数；Lmax为地表水质标准中规定的pH值上限值；Lmin为地表水水质标准中规定的pH值的下限值；Imax为评价因子污染指数的最大值；Iave为评价因子污染指数的平均值；P为内梅罗污染指数。

1.2.2Spearman秩相关系数法

式中：di：变量Xi和变量Yi的差值；Xi：周期1到周期N按浓度值从小到大排列的序号；Yi：按时间排列的序号。

2　结果与分析

2.1沱江干流水质变化

2.1.1水质沿程变化

绵远河在金堂赵镇及其附近与毗河、清白江、湔江及石亭江汇合，汇合后才正式称之为沱江干流，之后穿过龙泉山金堂峡、经简阳、资阳、资中县、内江市、自贡和泸州等地最后汇入长江。

采用内梅罗污染指数法对沱江干流13个监测断面水质进行评价，其中三皇庙、五凤鸣阳在成都金堂境内；宏缘属于简阳市；拱城铺渡口和幸福村在资阳境内；银山镇和东兴龙门镇属于内江；脚仙村、釜沱口前、李家湾和怀德渡口在自贡境内，大磨子和沱江一桥属于泸州，水质评价结果见图1，可见，水质情况大致可分为4个阶段，三皇庙到幸福村，内梅罗污染指数(下文简称P)逐渐下降，水质有所好转；幸福村到怀德渡口水质趋于平稳，水质较好；怀德渡口到大磨子P值有所升高，水质有所下降；沱江一桥和大磨子相比，P值略微下降。

图1　沱江干流监测断面内梅罗综合评价结果Fig.1　Evaluation results of monitoring sections in Tuojiang River mainstream with nemorow comprehensive index

三皇庙是成都的控制断面，也是沱江干流的第一个监测断面，其P值最高，超标因子为氨氮和总磷，超标倍数均未超过1；五凤鸣阳是成都的出境断面，与三皇庙相比，P值有所降低，为0.84，总磷浓度有所下降，但仍为超标因子。宏缘是资阳的入境断面，P值已降到0.76，氨氮和总磷略微超标，超标倍数未超过0.1；拱城铺渡口是资阳的控制断面，幸福村为资阳的出境断面，其P值进一步降低，分别为0.62和0.58，可见，沱江进入资阳后，水质有所好转，这可能与水质的自净化有关，水在流动的过程中，污染物会发生氧化、还原等化学反应，污染物也会发生扩散和沉淀等，污染物浓度有所降低。幸福村到李家湾水质比较平稳，P值均在0.58～0.66范围内，其中银山镇是内江的控制断面，龙门镇是内江的出境断面，脚仙村为自贡的入境断面，怀德渡口为自贡的出境断面，可见，沱江干流在内江和自贡境内水质比较平稳，未发生明显变化。大磨子是泸州的入境断面，与怀德渡口相比，P值明显升高，总磷略微超标；沱江一桥与大磨子相比，P值略有下降，为0.75，总磷仍略有超标，超标倍数未超过0.1。

总体来说，沱江干流8个断面P值小于0.70，占61.5%。沱江干流在成都境内的水质相对较差，进入资阳后P值有所下降，在内江和自贡境内水质平稳，进入泸州境内，水质的P值有所升高。超标因子多为总磷，虽超标倍数均未超过1，仍需引起相关部门重视。

2.1.2水质变化趋势

沱江干流水质变化趋势采用Spearman秩相关系数法进行分析。计算沱江干流12个断面2009年～2013年度水质的内梅罗污染指数，计算其秩相关系数，结果见图2。显著水平为0.05时，Wp为0.900(n=5)，当|rS| >Wp时，水质变化趋势有显著意义。当|rS| >Wp，且rS<0，说明P值呈明显下降趋势，水质变好；当|rS| >Wp，且rS>0，P值呈明显上升趋势，水质变差有显著意义。评价的12个断面|rS|≤0.9，水质变化均没有显著意义，但东兴龙门镇和脚仙村的rS=0.9，水质有变好趋势，但变化不显著。

2.2沱江流域水质时空分布

2.2.1空间分布情况

2013年，采用内梅罗污染指数法对沱江36个监测断面水质进行评价，评价结果见图3。内梅罗污染指数(以下简称“P”)值<0.75的共有15个断面，占总数的43%，采用单因子污染指数法对水质进行评价，得到的水质类别为Ⅲ类或优于Ⅲ类。P值>0.90的共有14个断面，占总数的40%，其水质类别(单因子评价法)均劣于Ⅲ类，分别为IV类、V类或劣V类。

图2　Spearman秩相关系数统计Fig.2　Spearman rank correlation coefficient

青白江的三邑大桥、北河的201医院、绛溪河的爱民桥、阳化河的巷子口以及球溪河上的北斗、法轮河口和球溪河河口断面P值均小于0.80，水质类别均为Ⅲ类。北河的清江断面水质P值为0.87，超标因子为总磷；绵远河的八角P值为0.90；濑溪河的天竺寺大桥和胡市大桥P值分别为0.93和1.12，水质类别为IV类，其中化学需氧量是主要污染因子，胡市大桥P值变高，可能是由于在天竺寺大桥下游有九曲河河水汇入且九曲河河水较差的缘故。鸭子河的三川、石亭江的双江桥和中河的清江桥P值在1.20～1.60之间，总磷均是超标因子，清江桥的氨氮也略有超标，需引起重视。毗河的毗河二桥、中河的清江大桥、釜溪河的双河口以及九曲河上的九曲河大桥P值较高，均在1.60～2.23之间，水质类别为劣V类，四个断面最大超标因子均为氨氮，清江大桥、毗河二桥和双河口的总磷也超标，双河口的氟化物也超标。威远河的廖家堰上和廖家堰P值分别为2.93和3.82，氨氮、总磷为主要超标因子，廖家堰上的化学需氧量和廖家堰的高锰酸盐指数也略有超标。釜溪河的水质最差，P值最高，邓关和碳研所的P值分别达到了4.49和6.42，氨氮为最大超标因子，超标因子还包括高锰酸盐指数、化学需氧量、总磷等常规因子。沱江干流三皇庙的P值最大，为0.96，氨氮和总磷为超标因子，超标倍数未超过1；五凤鸣阳、宏缘、大磨子和沱江一桥P值在0.76～0.83，总磷是超标因子；宏缘断面氨氮略微超标，其他断面P值均在0.33～0.59之间。可见，沱江流域超标因子多集中在总磷，氨氮和高锰酸盐指数等常规因子，相对来说，支流水质较差，这可能是由于支流水流量小，流动性差，且自净能力弱；尤其是一些流经村镇的小河流，污水收集系统尚未覆盖，生活污水和废水直接排入水中；造成水质较差。

图3　沱江断面水质内梅罗污染指数评价结果Fig.3　The results of comprehensive pollution index of water quality of Tuojiang river by Nemerow pollution index

2.2.2水质月季变化

计算2013年沱江流域36个断面水质的P值，将其划为5个范围，不同P值范围内的断面数所占比例见图4。7～10月份，P值在0～0.80范围内的断面数最多，达到了65%以上，特别是8月和9月，比例达到了69%；2月份比例最少，仅占46%。P值在0～1.60范围内断面数最多的是8～9月份，达到了89%以上；比例较小的是2～4月份，特别是2月份，占63%。3≤p的断面数2～5月份较多，所占比例均大于14%；10月份和2月份较少，为2.9%，7～9月份最少，所有断面的P值均小于3。总体来说，7～9月份水质较好 ，2～5月份水质较差；7～8月份降雨量大，对污染物起稀释作用，9月份降雨量虽相对减少，但水土流失造成土壤中的有机污染物进入水中也随之减少，水质也较好；2～5月份降雨量少，且是农灌季节，水量小，污染物浓度随之相对高些。

图4　不同月份断面数(不同P值范围)所占比例Fig.4　Percentages of the water quality at sections in different months of nemerow index

2.3水质污染防治建议

沱江流域面积2.78万km2，流域总人口占四川总人口的30%以上[9]。每年接纳大量的生活污水和工业废水，沱江流域超标因子多为总磷等常规指标，可见，水质污染防治刻不容缓。水质的污染来源主要有生活污水、工业废水和农业污染等，首先应从污染源头上加以控制，加快沿岸城镇和乡村的污水处理厂建设，改善污水收集管网系统，增加生活污水的收集率；对污染严重，治理难度大的工业企业推行工艺调整，必要时可进行关、转和停，减少工业废水中污染物的排放；加强农村环保基础设施建设，建立农村生活垃圾统一堆放处理机制，避免生活垃圾乱丢乱放；在农村积极推广科学种田，鼓励使用低毒、低磷和低残留农药，合理施肥和使用农药，尽量减少农业对水质的污染。其次要将经济手段用于环境监管，强化地方政府的环境责任，建立规范有效的流域水环境管理机制。2011年9月，四川省已在沱江干流和重要支流开展了跨界断面水质超标扣缴制度，但水质超标的扣缴金额远远低于水环境质量污染治理成本，建议增加扣缴额度，特别是超标严重的因子，如总磷和氨氮等，增加各级政府对流域水污染防治工作的紧迫感。再次，各地区要根据所在区域的水质情况有针对性地采取防治措施，例如出台“畜禽养殖污染综合整治”和“禁止在沱江里网箱养鱼”等方面的文件。再次，维护流域地区的生态平衡，保护植被，防治水土流失，增加沿河地区的绿化率。最后，相关部门应加强环保知识的宣传，提高民众保护环境的自觉性；定期公布沱江水质监测结果，增强民众对水质状况的关注度。

3　结　论

2013年，沱江干流13个断面中P值小于0.70的断面占61.5%，在成都境内水质P值相对较高，进入资阳后P值有所下降，泸州境内水质的P值有所升高。超标因子多为总磷，但超标倍数均未超过1；采用Spearman秩相关系数法分析了2009年～2013年沱江干流12个监测断面的水质变化趋势，水质变化无显著意义。沱江流域支流的水质相对较差，超标因子多集中在总磷和氨氮等常规项目；沱江流域2～5月份水质相对较差，特别是2月份 ，P值在0～1.60的断面数仅占了63%；7～9月份水质相对较好，特别是8月份，P值在0～1.60范围内断面数达到了94%。根据沱江流域水质的特点和污染情况，各地区应有针对性地采取措施治理污染，积极有效地保护水质。

[1]周实际，朱俊，张科,等.沱江内江城区段水质分析[J].环境科学与管理，2011,36(10):114-116.

[2]龙炳清，等.简阳市生态建设规划[R].成都：四川师范大学化学与材料科学学院，2007.18-26.

[3]刘建平.沱江富顺段水质分析及污染状况研究[J].四川环境，2013,32(4)：23-26.

[4]赵庆绪，侯宝灯，邢冰.基于灰色关系分析的岷江上游流域震后水质综合评价[J].四川环境，2010， 29(1),61-64.

[5]杨朋，宋述军.岷江流域地表水水质的模糊综合评价[J].资源开发与市场,2007,23(2)：101-104．

[6]周葳，王国祥，刘金娥，等.江苏省主要入海河口水质评价与分析[J].水资源保护，2009,25(4)：16-19．

[7]粱德华.河流水质综合评价方法的统一与改进[J].中国环境监测，2002,18(2)：63-66．

[8]艾克热木·吾布力，玉米提·哈力克，居麦尼亚孜·赛迪艾合麦提，等． 基于内梅罗污染指数的和田河源流水质变化分析[J]．安徽农业科学，2013，41(18)：7898-7900．

[9]谢贤健.沱江流域城市化水平的综合评价及其时空演变特征[J].安徽农业科学，2011,39(22):13773-13776.

Evaluation of Water Quality of Tuojiang River

CHEN Yu-yan，YU Heng，XIANG Qiu-shi，YANG Ping

(SichuanProvinceEnvironmentalMonitoringStation,Chengdu610091,China)

The water quality of Tuojiang River was evaluated by Nemerow comprehensive contamination index method, based on the water quality monitoring data at sections of Tuojiang River. This article elaborated the water quality and the spatial variation trends in Tuojiang River main stream, analyzed the temporal and spatial distribution of water quality of Tuojing River, and proposed suggestions on water pollution prevention and control measures. The results showed that the water quality at Chengdu section of Tuojiang river mainstream was poor relatively. The water quality of some tributaries such as Fuxi River was worse. The water quality throughout the year was poor from February to May and good from July to September, relatively.

Water quality of Tuojiang River; evaluation; nemerow index method; trend

2014-12-22

陈雨艳(1979-)，女，吉林公主岭人，2008年毕业于四川大学化学学院高分子化学与物理专业,高级工程师，博士，主要从事环境监测工作。

X824

A

1001-3644(2015)02-0085-05