沙颍河(周口段)污染联防断面水质状况分析

王 威 魏 磊 张 佩 韩 枫

沙颍河(周口段)污染联防断面水质状况分析

王 威 魏 磊 张 佩 韩 枫

从20世纪90年代起，河南省水文部门开始参与淮河流域水资源保护局组织的水污染联防工作，其主要任务是按照对流域机构要求，开展沙颍河、洪汝河等淮河主要支流水质的重要控制断面开展水质水量动态监测，及时向下游发布水质水量信息和水质预警；按照淮委防污调度要求，在保证防汛安全和抗旱用水的前提下，对水闸实施防污调度，减轻对下游的影响程度等工作提供技术支持和数据服务。本文以近年来污染联防工作的监测数据为依据，分析沙颍河周口段近年来水质变化状况。

沙河和颍河在周口交汇，沙颍河在河南省境内共设有黄桥闸（上）、周口（二）、周口闸（上）、郑埠口店闸（上）和槐店闸（上）共5个水污染联防监测断面，全部位于周口市，其中黄桥闸（上）和周口（二）位于颍河上，周口闸（上）位于沙河上，郑埠口闸（上）和槐店闸（上）位于交汇后的沙颍河上，断面示意图见图1。主要监测水量、水位、水温、pH值、溶解氧、氨氮、高锰酸盐指数等指标。其中，黄桥闸（上）和槐店闸（上）断面每周监测1次，周口（二）、周口闸（上）和郑埠口店闸（上）断面每月监测2次。

图1 沙颍河（周口段）断面示意图

一、各断面水质状况评价

参照《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），按照单因子评价法对监测数据进行评价，将Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类水视作达标，Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水视作不达标，2013～2015年各监测断面水质达标情况见图2。

图2 2013～2015年各断面水质达标情况图

由图2 可以看出，2014年水质较差，2015年水质明显改善，远好于2013年和2014年。沙河和颍河交汇前，沙河水质远好于颍河，沙河周口闸（上）断面水质达标率均在50%以上，2015年接近80%，而颍河黄桥闸（上）断面达标率均在10%以下，即使是水质较好的周口（二）断面，达标率也低于50%。沙颖河河段的郑埠口闸（上）断面水质介于周口（二）断面和周口闸（上）断面之间，但是优于下游的槐店闸（上）断面。初步判断郑埠口闸（上）断面水质受上游来水影响较大，而槐店闸（上）断面则受区间排污影响较大。

对2013～2015年水质数据中属于劣Ⅴ类水的测次进行统计分析，发现劣Ⅴ类水占比有明显下降趋势，2013年占总测次比例为8.8%，2014年下降为4.1%，2015年则进一步下降为1.8%，说明污染联防工作的开展，对于水污染程度的改善是卓有成效的。

将高锰酸盐指数和氨氮浓度分别超过10mg/L和2mg/L的测次视作严重污染，对严重污染的测次进行分析发现，高锰酸盐指数严重污染主要出现在黄桥闸（上）和槐店闸（上）断面，2015年占严重污染测次总数的76.9%，2014年和2013年则分别占到62.5%和83.3%；氨氮严重污染主要出现在周口（二）和槐店闸（上）断面，2015年占严重污染测次总数的90.0%，2014年和 2013年则分别占到71.4%和75.0%。位于最下游的槐店闸（上）断面高锰酸盐指数和氨氮污染均较严重，而水质达标率最低的黄桥闸（上）断面氨氮污染并不严重，近3年来氨氮严重污染测次为0。分季节看，氨氮的季节特性非常明显，氨氮严重污染的测次主要出现在11月、12月、1月和2月的冬春季节，2015年占比为100%，2014年和2013年分别为42.8%和62.5%；高锰酸盐指数则不明显，2015年主要集中在淮河汛期6～9月，2014年主要集中在8～10月，2013年则主要集中在11月和12月。

二、断面间影响分析

上文判断郑埠口（闸上）断面水质受上游来水影响较大，采用2015年监测成果，以郑埠口闸（上）断面数据为自变量，分别以周口闸（上）和周口（二）断面数据采用线性回归方法进行分析。郑埠口闸（上）断面的高锰酸盐指数与上游2个断面相关性较好，相关系数分别达到了0.84和0.76，其中与周口（二）断面的相关性更好一些；而氨氮数据波动较大，相关系数仅为0.59和0.64，其中与周口闸（上）断面相关性较好。

为减小波动误差，对数据进行一阶累加变换后进行线性回归分析，累加后的数据表明郑埠口闸（上）断面水质也与上游两个断面有显著相关性，相关系数R均接近1。线性回归结果见图3。

图3 上游断面对郑埠口闸（上）断面水质的影响图

采用多元线性回归方法，同时考虑上游沙河和颍河对下游河段的影响，同样对数据采用一阶累加变换，得到郑埠口闸（上）断面高锰酸盐指数模拟函数为z=0.580x+0.404y+1.858；氨氮模拟函数为z=0.438x+0.907y+0.849。函数中x、y、z分别代表周口（二）、周口闸（上）和郑埠口闸（上）断面水质数据，两函数相关系数分别为1.00和0.994，相关性非常显著。采用同样方法，采用2015年数据，用郑埠口闸（上）断面数据对其下游槐店闸（上）断面水质状况进行模拟，可得槐店闸（上）断面高锰酸盐指数模拟函数为y=1.437x+4.249，氨氮模拟函数为y=1.536x-1.379，相关系数R分别为0.996和0.997，相关性显著。

由此可见，沙颍河（周口段）各个监测断面之间水质关系极为密切。值得注意的是，上述相关关系是在现行水量调度状况下得出的，由于不同断面间水质状况差异明显，通过控制水量下泄，可以有力控制污染物对下游的污染，因此上述模拟函数对于沙颍河流域防污调度工作具有重要的参考价值。

三、水质变化趋势分析

采用近3年来的数据，分析沙颍河（周口段）各污染联防断面几年来水质变化趋势。采用季节性肯达尔趋势检验法分别对各断面的溶解氧、高锰酸盐指数和氨氮进行分析，所得结果见表1。

表1 各断面水质变化趋势表

由表1中可以看出，沙颍河（周口）段近3年来水质主要特点是高锰酸盐指数和溶解氧呈显著下降趋势，其余趋势不明显。其中黄桥闸（上）水质有所改善，全年期高锰酸盐指数呈显著下降趋势，溶解氧有降低趋势；周口（二）断面和黄桥断面类似，高锰酸盐指数3个水情期都呈显著下降趋势，但溶解氧有降低趋势；周口闸（上）断面全年期和非汛期高锰酸盐指数和溶解氧显著下降，非汛期氨氮则显著上升；郑埠口闸（上）断面全年期高锰酸盐指数显著下降；槐店闸（上）断面全年期和非汛期高锰酸盐指数则显著上升。槐店闸（上）断面水质有下降趋势，这可能是区间排污增加造成的，应当引起重视，加强入河排污口监督工作。

四、结论与展望

水质水量的动态监测是污染联防工作的基础和重要组成部分。通过对沙颍河（周口段）监测数据的分析，可以看出污染联防工作对沙颍河流域污染防控取得了积极效果，水质得到了一定程度的改善，尤其是劣Ⅴ类水大幅度减少，同时也应看到，沙颍河流域水污染形势依然严峻，部分断面冬春季节水污染压力依然较大；通过对于上下游断面相互关系的分析，发现沙颍河（周口段）各断面间水质密切相关。因此，通过精确地科学调度，对防控污染物下泄具有重要的现实意义。通过对上下游断面水质关系进行数据模拟，结合水量状况，建立动态水质水量耦合模型，科学指导水量调度，可以作为未来工作的一个重要方向；沙颍河（周口段）下游水质污染较严重，应与入河排污口监督工作相结合，限制污染源的入河量，是解决沙颍河流域污染的根本途径■

（作者单位：河南省水文水资源局450003）