江西境内萍水河水质状况评价及变化趋势分析

曾凡萍，付于兰，方　丹，漆爱萍

（1.萍乡市环境监测站，江西 萍乡 337000；2.萍乡市环境监察支队，江西 萍乡 337000；3.萍乡市环境科学研究所，江西 萍乡 337000）

江西境内萍水河水质状况评价及变化趋势分析

曾凡萍1，付于兰2，方丹1，漆爱萍3

（1.萍乡市环境监测站，江西 萍乡 337000；2.萍乡市环境监察支队，江西 萍乡 337000；3.萍乡市环境科学研究所，江西 萍乡 337000）

通过对萍水河监测断面水质监测数据的分析，利用内梅罗污染指数法及秩相关系数法进行水质评价，分析了“十二五”期间萍水河水质情况及其变化趋势，阐述了萍水河的水质空间分布规律。结果表明：萍水河断面水质以Ⅱ类、Ⅲ类为主，水质总体较好，但呈下降趋势；其上游水质较好，中游较差，下游略有好转，麻山河等萍水河支流水质较好。

萍水河水质；评价；变化；内梅罗污染指数法；秩相关系数法

10.13358/j.issn.1008-813x.2016.04.17

发源于宜春市袁州区水江乡的萍水河，流经萍乡市上栗县、安源区、湘东区，从萍乡市湘东区荷尧镇出境，流经醴陵市，于株洲市渌口镇汇入湘江，与浏阳河、洣水、耒水合称“湘东小四水”。萍水河（江西境内）全长80.1 km，流域面积587.4 km2，多年径流量18.3 m3/s，天然落差456.2 m，水能资源蕴藏量818 500 kW。沿途汇入福田河、麻山河、南坑河、白竺河、拓村河、长平河等支流。萍水河穿萍城而过，是萍乡的母亲河，水环境质量好坏对萍乡的经济发展具有重要意义；因其最终汇入湘江，其水质对湘江水质也有直接的影响。目前，关于萍水河水质方面的分析研究鲜见报道［1-3］。

本研究利用萍水河“十二五”期间的水质常规监测资料，结合实地调研结果，采用内梅罗污染指数法［4-8］、秩相关系数法［9-12］等方法对萍水河（江西境内）的水质情况进行评价，全面分析该河段的水质情况及几年来的水质变化趋势，以期为萍水河的水资源保护和合理利用提供理论参考。

1　评价方法与断面设置

1.1评价因子

地表水环境质量采用《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中的Ⅲ类标准进行评价，评价因子为《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）表1中除水温、总氮和粪大肠菌群以外的21项。

1.2评价方法

1.2.1内梅罗污染指数法

式中：Ci为第i项评价因子的实测值，Ci0为第i项评价因子的标准值，采用《地表水环境质量标准》 （GB 3838—2002） 中的Ⅲ类标准值，Ii为第i项评价因子的污染指数，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

为了解污染物随时间变化规律，引入了Spearman秩相关系数法：

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

将rs的绝对值与临界值Wp进行比较，若|rs|＞Wp，则表明变化趋势有明显意义；若rs是负值，则表明为下降趋势；rs是正值，则表明为上升趋势。当n=5时，临界值Wp为0.90，即|rs|≥0.90，变化趋势有显著意义。

1.3水质监测断面设置

萍水河共布设了8个监测断面，各监测断面位置见图1。其中和雁桥监测断面（图中①号位置）位于萍水河上游，为对照断面；三田断面（图中②号）位于萍乡城区上游，为控制断面；南门桥断面（图中③号）位于城区中心，控制市区的工业和生活污水，为控制断面；桐车湾断面（图中④号）位于城区中心下游，代表中心城区出境水质，为控制断面；黄花桥断面（图中⑤号）位于湘东工业区下游，用于控制萍乡钢铁厂等企业的工业废水，为控制断面；金鱼石断面（图中⑥号）为省界断面，用于控制萍乡市出境水，为削减断面；南坑河河口断面（图中⑦号）为一级支流南坑河的入河口，为控制断面；麻山河河口断面（图中⑧号）为一级支流麻山河的入河口，为控制断面。

2　结果与分析

2.1萍水河水质状况

为了辨别主要污染物质，本研究计算了萍水河各监测因子的污染分担率，各监测因子污染分担率的具体数值见图2。

图1　萍水河水质监测断面位置

由图2可知，“十二五”期间，萍水河19项监测因子中，化学需氧量单项综合污染指数为22.22，是首要污染物，其污染分担率占13.75%，最大值出现在2012年的黄花桥断面，超标0.17倍；其次为高锰酸盐指数，单项综合污染指数为17.70，污染分担率为10.95%，最大值出现在2012年的南门桥断面，是地表水Ⅲ类标准的0.92倍，未超标；然后为氨氮，单项综合污染指数为16.34，污染分担率为10.11%，最大值出现在2015年的南门桥断面，超标1.71倍。此外，除2014年南门桥监测断面总磷最大值超标0.12倍外，其余监测因子均未超标，萍水河断面水质以Ⅱ类、Ⅲ类为主，总体水质较好。

表2　常用水投放比例

2.2水质时空变化

“十二五”期间，萍水河8个监测断面水质变化情况见图3。

图3　萍水河监测断面内梅罗综合评价结果

由图3可知，“十二五”期间，萍水河上游的和雁桥、三田断面内梅罗污染指数均小于0.5，水质较好，这很可能与上游地区多以农业丘陵地带为主，工业基础相对薄弱，水环境受人类的影响较小有关。中游的南门桥监测断面位于城区中心，接纳市区的工业和生活污水，与上游和雁桥、三田断面相比，内梅罗污染指数有明显增大，水质相对最差，特别是2015年，内梅罗污染指数达到了0.80，其中最大污染因子为氨氮。下游的桐车湾断面水质受其影响也相对较差，出现了和南门桥相一致的水质变化趋势，其2015年的内梅罗污染指数达到了0.71，最大污染因子也为氨氮，与南门桥相比综合污染指数略低一些，这可能与水体流动过程中的自身净化作用有关。黄花桥位于湘东工业区下游，接纳了萍乡钢铁厂等企业的工业废水，除2011年内梅罗污染指数小于0.40外，2012—2015年内梅罗污染指数均在0.5以上，最大污染因子为化学需氧量。金鱼石监测断面位于黄花桥下游，是萍水河由萍乡市进入醴陵市的出境断面，由于河水的自身净化，水质相对于黄花桥略好。南坑河河口和麻山河河口分别为萍水河一级支流南坑河、麻山河的入河口，南坑河与麻山河都位于山区，是生活饮用水的取水区，受人为影响很小，内梅罗污染指数较小，水质相对最好。

“十二五”期间，萍水河主要污染物为化学需氧量、高锰酸盐指数和氨氮，其含量的时间空间变化见图4～图6。

图4　萍水河各断面化学需氧量含量的时间变化

图5　萍水河各断面高锰酸盐指数含量的时间变化

从上图可见，3种物质含量的变化趋势相似。从空间上来看，河流上游的含量较低，中游含量更高，下游含量逐渐降低；从时间上来看，3种物质的含量有着逐年增高的趋势，尤其是三田、南门桥、桐车湾断面趋势明显。

图6　萍水河各断面氨氮含量的时间变化

由以上分析可以看出，萍水河进入萍乡市区，水质明显变差。萍乡以煤立市，是个传统的老工业城市，每年都有大量的生活污水、工业废水产生，萍水河穿萍城而过，接纳了城区绝大部分的各种外排水，这就给萍水河水环境带来沉重的负担。“十二五”期间，萍乡市经济总量增长较快，至2015年，全市工业固定资产投资664.45亿元，比2010年增长107%，工业的快速发展，导致工业废水污染物产生量增加，全市通过结构减排、工程减排、管理减排等手段控制污染物排放总量，使得化学需氧量和氨氮等污染物的排放得到有效控制。据萍乡市环境统计数据，2011年萍乡城区工业废水排放量为702.03万t，2015年城区工业废水排放量为686.14万t，这使得萍水河水质总体保持稳定。在所布设的监测断面中，萍水河的南门桥断面、桐车湾断面水质相对较差，主要原因是南门桥断面位于萍乡城区中心，随着经济总量及城市规模的不断扩大，生活污水产生量也在逐年增加，据萍乡市环境统计数据，2011年萍乡城区生活废水排放量为2 974.78万t，2015年城区生活废水排放量为2 998.00万t，同时因城区生活污水管网建设不够完善，尚未实现全覆盖，老旧管网存在破损渗漏现象，南门桥断面上游汇入的五丰河、白源小河，其片区的污水收集管网不完善，清污、雨污没有分流彻底，部分生活污水直排，加上污水收集干管位于河床内，枯水季节污水外漏问题较为突出，从而影响南门桥断面水质，同时也影响了其下游的桐车湾断面。

总体来说，萍水河上游污染物的浓度较低，水环境质量较好。进入城区，河水中污染物的浓度明显增大，水质内梅罗污染指数大体上是从上游到下游逐渐降低，河水中污染物的浓度逐渐减小，水质逐渐变好。这应该是水体自净所起到的作用，即水在流动过程中，受到周边生活污水、工业废水排入影响的同时，水体中的污染物会稀释、扩散、沉淀，也会发生氧化、还原等化学反应，水中部分微生物可以对有机物进行氧化降解，经过水体这一系列的物理、化学与生物作用，从而导致污染物浓度降低，水质变好。

综上所述，“十二五”期间萍水河上游水质较好，和雁桥、三田断面内梅罗污染指数均小于0.5；进入城区水质变差，中游水质相对较差，但下游水质略有好转，有逐渐变好的趋势。主要污染因子为氨氮、高锰酸盐指数和化学需氧量，其含量呈逐年增高的趋势。

2.3萍水河水质变化趋势分析

采用Spearman秩相关系法对萍水河水质变化进行趋势分析。根据萍水河8个断面各年度水质的内梅罗污染指数计算其秩相关系数，如图7所示。

图7　Spearman秩相关系数统计

由图7可见，“十二五”期间，萍水河8个监测断面的秩相关系数都大于零，这说明萍水河所有断面的内梅罗污染指数均呈上升趋势。其中位于前三的依次是南门桥、三田、和雁桥断面，尤其是三田和南门桥断面的秩相关系数rs≥0.9，变化趋势有显著意义。位于城区上游的三田断面由于近几年萍乡经济的发展，城区的扩张，受人为影响越来越明显，水质下降趋势明显，需引起足够重视。位于城区中心的南门桥断面也由于工业商业活动的加剧，而相应的基础建设如污水收集管网的建设改造滞后，接纳的各类污水量增多，水质也出现较为明显的下降。

3　结论

“十二五”期间，萍水河水质较好，8个监测断面中，水质达Ⅱ类标准的有4个，达Ⅲ类标准的有4个，全河水质为优。主要污染断面为南门桥断面，其次为桐车湾断面；主要污染因子为化学需氧量、高锰酸盐指数和氨氮。总体来说，萍水河上游水质较好，中游水质较差，下游水质略有好转。采用Spearman秩相关系数法对萍水河水质进行趋势分析，所有断面的秩相关系数rs都大于零，水质内梅罗污染指数有升高趋势，尤其是三田和南门桥断面的rs≥0.9，变化趋势有显著意义，需引起足够重视。

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（编辑：程俊）

Evaluation of TheW ater Quality of Pingshui River and Analysis on Its Variation Trend

Zeng Fanping1，Fu Yulan2，Fang Dan1，Qi Aiping3
（1.Pingxiang Environmental Monitoring Station，Pingxiang Jiangxi 337000，China；2.Pingxiang Environmental Inspection Team，Pingxiang Jiangxi 337000，China；3.Pingxiang Institute of Environmental Science，Pingxiang Jiangxi 337000，China）

Based on themonitoring data of water quality of Pingshui River，the situation of water quality and the variation trends of Pingshui river from 2011-2015 were analyzed，the spatial distribution and the change of water quality of Pingshui River was clarified．The results showed that the water quality of the upper reaches of Pingshui Rivermainstream was good，themiddle reaches water quality was poor and the water quality of the downstream was slightly better．The water qualities of some tributaries such as Mashan River were good．

water quality of Pingshui River，evaluation，variation，nemerow indexmethod，spearman

X824

A

1008-813X（2016）04-0065-05

2016-06-17

曾凡萍（1978-），男，江西萍乡人，毕业于南昌大学环境工程专业，硕士，工程师，主要从事环境保护与监测工作。