西江流域水质现状及2005—2014年水质变化趋势分析

叶 雅

(广东省水文局肇庆水文分局，广东 肇庆 526060)



西江流域水质现状及2005—2014年水质变化趋势分析

叶 雅

(广东省水文局肇庆水文分局，广东 肇庆 526060)

根据西江流域水功能区2005—2015年11 a水质资料，评价西江流域水功能区水质现状，分析2005—2014年水质达标率，应用“季节性肯达尔检验法”对水功能区典型超标污染物的变化趋势进行分析。结果表明，西江流域水质现状总体良好，西江干流及贺江水质有好转趋势，新兴江、罗定江、绥江耗氧类有机物及氧平衡指标浓度呈上升趋势。

西江流域;水质现状;达标比例分析;水质变化趋势

西江为珠江流域最大水系，发源于云南省曲靖市乌蒙山余脉的马雄山东麓，自西向东流经云南、贵州、广西、广东4省(自治区)，至广东省三水的思贤滘，全长2 075 km，其中广东省境内 208 km；集水面积353 120 km2，广东省境内17 960 km2。其干流在广西梧州以下称西江，广东省境内主要支流有贺江、罗定江、绥江和新兴江，流经封开、郁南、德庆、云安、高要、端州、鼎湖等5县2区，经三水市思贤窖汇入珠江三角洲，由珠海市磨刀门企人石入海。西江流域年均径流量 2 330 亿m3，梧州以下年均产流量 149.6 亿m3。按2014年来水统计，西江水资源开发利用率为20.4%(不含入境水量)；按多年平均来水统计，西江水资源开发利用率为20.1%[1]。 西江流域广东省段及珠江河口地区是广东省的经济、文化和政治中心，经济总量约占广东省的80%以上，对广东省经济社会等各方面起着举足轻重的作用。

1 水功能区划及其水质现状评价

根据2015年西江流域20个监测断面水质监测资料，评价其所在的15个水功能区水质现状类别及达标情况，其中一级水功能区6个，二级水功能区9个，一级水功能区中包括有保护区、保留区及缓冲区，二级水功能区中具有饮用水源功能的水功能区有5个。评价总河长683 km。监测断面分散分布在西江干流、西江重要支流贺江、绥江、罗定江、新兴江以及东安江。

评价项目包括《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)20项基本项目及5项集中式生活饮用水地表水原地补充项目。水质类别评价方法执行《地表水资源质量评价技术规程》(SL 395—2007)中“地表水水质评价”的规定[2]。水功能区达标评价以单月水质类别对照水功能区水质管理目标，评价其当月是否达标，在单月水功能区水质达标评价的基础上，根据水功能区各月达标情况评价该水功能区年度是否达标，在评价年度内，达标率不小于80%的水功能区为年度达标水功能区，以下简称达标水功能区。水功能区水质管理目标参照《广东省水功能区划》﹝2007﹞中划定的2020年水质目标[3]。全年、汛期、非汛期水质类别取均值评价，评价结果见表1、表2。

表1 一级水功能区基础信息及现状评价一览

表2 二级水功能区基础信息及现状评价一览

1.1 水功能区现状水质类别分析

据水功能区现状水质类别结果分析，总体上，西江流域河流水功能区水质较好。在全年、汛期、非汛期内，均是Ⅱ类水质所占河长比例明显较大，可见西江流域河流水功能区水质整体上较好。全年达到或优于Ⅲ类水质的水功能区河长占评价总河长的95.3%，汛期达到或优于Ⅲ类水质的水功能区河长占评价总河长的90.2%，非汛期达到或优于Ⅲ类水质的水功能区河长占评价总河长的92.5%。

各条河流，西江干流、贺江、绥江、罗定江水功能区水质较好，汛期、非汛期、全年都可达到或优于Ⅲ类水质；新兴江腰古农业用水区汛期、非汛期、全年都为Ⅳ类水质，溶解氧、氨氮、总磷超标，新兴江良洞河农业用水区及新兴江新江口饮用农业用水区，分别在汛期、非汛期达到Ⅳ类水质，溶解氧、总磷、五日生化需氧量、高锰酸盐指数、氨氮超标，可见新兴江部分水功能区水质现状较差。

1.2 水功能区达标评价

从表1、表2来看，参评水功能区15个，达标水功能区10个，个数达标率66.7%；参评水功能区河长共683 km，达标河长463 km，河长达标率67.8%；具有饮用水源功能的水功能区5个，达标3个，具有饮用功能的水功能区个数达标率60%，河长达标率72.4%。主要超标项目为总磷、氨氮、CODMn、溶解氧。

对照各水功能区的水质管理目标，不能达到水质管理目标的水功能区有新兴江腰古农业用水区、新兴江良洞河农业用水区、新兴江新江口饮用农业用水区，均集中在西江支流新兴江。

从各河流评价来看，西江干流、贺江、罗定江、东安江的水功能区达标率高，达到100%达标；绥江、新兴江的水功能区达标率则较低，按河长达标率评价达标率分别为16.2%、 0，见表3。

表3 西江干流及支流水功能区达标评价统计

2 水功能区水质变化趋势分析

水功能区水质变化趋势评价包括水功能区达标比例年际变化特征评价和水功能区水质项目变化趋势分析2部分。水功能区达标比例年际变化特征评价在水功能区年度达标评价的基础上进行。水功能区水质项目变化趋势采用季节性肯达尔检验方法分析。

2.1 水功能区达标比例年际变化特征评价

本文水功能区达标比例年际变化特征评价的对象为西江流域有连续10年水质监测资料的水功能区6个，包括3个一级水功能区及3个二级水功能区，分布于西江干流、贺江、新兴江、罗定江及绥江，分别是西江下游桂粤缓冲区、西江封开-高要保留区、贺江封开保留区、新兴江腰古农业用水区、罗定江南江口农业用水区及绥江五马岗工业农业用水区。

水功能区达标比例年际变化分析在水功能区年度达标评价的基础上进行:利用水质站2005—2014年历史水质监测成果，按照《地表水资源质量评价技术规程》(SL 395—2007)，对照2010年水质管理目标[3]，对该水功能区进行单月水功能区达标评价，再在单月评价结果的基础上，作年度水功能区达标评价，最后按以下方法分析统计6个水功能区的个数达标比例及河长达标比例的年际变化。

水功能区达标比例年际变化特征评价方法[4]：

① 水功能区达标比例年际变化计算。分别计算2006—2014年水功能区达标比例年际变化幅度。

ΔPn=Pn-Pn-1

式中ΔPn为n年达标比例变化值；Pn为n年的达标比例；Pn-1为n-1年的达标比例。

② 水功能区达标比例阶段变化计算。分别计算2005—2009年、2010—2014年和2005—2014年3个时段的达标比例变化幅度。

ΔP1=(P2009-P2005)/4

ΔP2=(P2014-P2010)/4

ΔP3=(P2014-P2005)/4

③ 统计2005—2014年的达标比例年际变化升高年份数Nup和下降年份数Ndn。

④ 计算达标比例年际变化升高和降低年份比例。

Fup=Nup/Nsum

Fdn=Ndn/Nsum

式中Fup为达标比例年际变化升高年份比例；Fdn为达标比例年际变化下降年份比例；Nup为达标比例年际变化升高年份数；Ndn为达标比例年际变化升高年份数；Nsum为评价阶段总年份数，2005—2014年阶段，Nsum=9。

⑤ 阶段变化特征评价。

当Fup≥66.6%，ΔP3>0%，评定为稳定上升；当Fup<66.6%，ΔP3>0%，评定为非稳定上升；当Fup<33.3%，ΔP3<0%，评定为稳定下降；当Fup≥33.3%，ΔP3<0%，评定为非稳定下降。

表4 水功能区达标比例阶段变化特征评价

在对2005—2014年水功能区年度达标评价的基础上，计算6个水功能区的达标比例，分别评价水功能区达标比例在2005—2009年、2010—2014年、2005—2014年3个时段的阶段变化特征。

见表4，6个水功能区在2005—2014年10 a中达标比例变化幅度为0，达标比例阶段变化评价为无明显升降变化，说明该时段内水功能区水质总体较稳定，达标比例变化不大；在2005—2009年5 a中，阶段达标比例变化幅度为-0.925%(以个数计)及-4.15%(以河长计)，且达标比例年际变化升高年份比例小于33.3%，达标比例阶段变化评价为稳定下降，说明该时段内水功能区水质有变差的趋势，达标比例有所下降；在2010—2014年5年中，阶段达标比例变化幅度为0.925%(以个数计)及4.15%(以河长计)，且达标比例年际变化升高年份比例小于66.6%，达标比例阶段变化评价为非稳定上升，说明该时段内水功能区水质有变好的趋势，达标比例有所上升。

2.2 水功能区水质项目变化趋势分析

选取6个有2005—2014年连续10 a水质监测数据的水功能区，以及7个有2010—2014年连续5 a水质监测资料的水功能区(包括西江干流高要—肇庆饮用渔业用水区、罗定江生江饮用农业用水区、绥江马房饮用水源区、绥江源头水保护区、新兴江良洞河农业用水区、新兴江新江口饮用农业用水区、东安江封开保留区)，根据水质资料情况，考虑到西江流域的水质本底特点和超标项目特点，选取氨氮、总磷、CODMn、溶解氧、BOD5、铁6个项目，采用季节性肯达尔检验方法对水功能区进行水质变化趋势分析。

季节性肯达尔检验是将历年相同月(季)的水质资料进行比较，后值高于前值记为“+1”，否则记为“-1”。令第i月历年水质系列数据相比较，直到每个年份的数据都与其他的年份的数据作了比较，得出一系列的“+1” 、“-1”，最后将“+1” 、“-1”相加之和记为Si；第i月内可作比较的差值数据组个数mi为：

式中ni为第i月内水质系列中非漏测值个数。

而对于p个月的总体情况，S>0，则可能为上升趋势，S<0，则可能为下降趋势，S=0，则无趋势[5]。

当n年水质系列有t个数相同时，

当n≥10时，S也服从正态分布，且标准方差Z为：

取显著性水平α为10%和1%，即当α≤1%时，说明检验具有高度显著性水平；当1%<α≤10%时，说明检验是显著的；当α满足上述两种情况，当τ为正时说明具有显著(或高度显著)上升趋势，当τ为负时说明具有显著(或高度显著)下降趋势，当τ为零时则无趋势[6]。6个有2005—2014年连续10 a水质监测数据的水功能区分析结果见表5。

表5 2005—2014年单项水质项目变化趋势分析

从上述计算结果来看，2005—2014年10 a来西江6个水功能区水质项目变化趋势总体以无明显趋势和下降趋势为主，其中溶解氧以上升趋势和无明显趋势为主，且溶解氧为值越大水质越优型指标，表明西江总体水质无恶化的趋势。西江干流及贺江的3个一级水功能区2005—2014年5个耗氧类有机物及氧平衡指标浓度主要呈下降趋势，铁浓度主要呈无趋势或下降趋势，表明水质有好转的趋势。新兴江腰古农业用水区总磷和氨氮浓度表现为显著上升趋势；罗定江南江口农业用水区CODMn表现为显著上升趋势；绥江五马岗工业农业用水区BOD5表现为显著上升趋势。位于新兴江、罗定江、绥江3个二级水功能区共同特征是耗氧类有机物及氧平衡指标浓度呈上升趋势。另外，2010—2014年7个水功能区水质项目变化趋势总体以无明显趋势为主，水质比较稳定，其中新兴江良洞河农业用水区氨氮和总磷浓度呈显著上升趋势，溶解氧呈显著下降趋势，特征是耗氧类有机物及氧平衡指标呈恶化表现。

2.3 西江流域水功能区历史达标状况统计

根据收集的2005—2014年西江流域水功能区现有实测数据，15个水功能区各有5～10 a不等的实测水质数据，本文在此基础上统计西江流域15个水功能区历史达标状况。参与统计的水功能区中，自实现监测以来，达标情况较差的水功能区有西江干流思贤滘饮用渔业用水区、绥江马房饮用水源区、新兴江腰古农业用水区、新兴江良洞河农业用水区、新兴江新江口饮用农业用水区，自实现监测以来年度达标频率为0；其次为绥江五马岗工业农业用水区，自实现监测以来年度达标频率为30%。达标情况较好的水功能区有贺江封开保留区、贺江桂粤缓冲区、西江封开—高要保留区、罗定江南江口农业用水区、东安江封开保留区，自实现监测以来年度达标频率达70%～80%。位于新兴江的3个水功能区年度达标频率均为0，多年的年度达标评价均不达标。

3 结论

西江流域水质现状为，西江干流、贺江、绥江、罗定江水质较好，支流新兴江水质较差，主要超标项目为总磷、氨氮、CODMn、溶解氧等4个耗氧类有机物及氧平衡指标。

西江流域水功能区在2005—2014年10 a间达标比例总体为无明显升降，但在2005—2009年5 a间，达标比例稳定下降，在2010—2014年5 a间，达标比例非稳定上升。达标比例从稳定下降到非稳定上升，这一变化可能与在“十二五”期间国家继续深化污染减排和环境监管政策发挥的作用有关。2005—2014年10 a内，西江干流及贺江水功能区水质变化特征为，5个耗氧类有机物及氧平衡指标主要呈好转趋势；新兴江、罗定江、绥江水功能区具有的共同水质变化特征为，耗氧类有机物及氧平衡指标浓度呈恶化趋势，新兴江这种趋势尤为明显。

[1] 广东省水利厅.广东省水资源公报[R].广州:广东省水利厅，2014．

[2] 中华人民共和国水利部. 地表水资源质量评价技术规程：SL395—2007[S].北京:中国水利水电出版社，2007．

[3] 广东省水利厅.广东省水功能区划[R]. 广州:广东省水利厅，2007．

[4] 中国水利科学研究院.21世纪前10年全国地表水功能区水资源质量变化调查评价技术细则[R].北京:中国水利科学研究院,2009.

[5] 彭文启，张祥伟.现代水环境评价理论和方法[M].北京:化学工业出版社，2005:151-159．

[6] 滕昱.季节性Kendall检验法在水质趋势分析中的应用[J].东北水利水电，2012，30(11):60-61．

(本文责任编辑 马克俊)

Water Quality Actuality of the Xijiang River Basin and Change Tendency in 2005—2014

YE Ya

(Zhaoqing Subbureau, Hydrological Bureau of Guangdong Province, Zhaoqing 526060,China)

According to the data of the water quality in the water function areas of the Xijiang River basin during 2005 to 2015, the water quality was evaluated, and the standard rate of the water function areas was studied. The change trend of the typical excessive pollutants over the last 10 years in the water function areas was analyzed by season’s Kendall test method. The water quality actuality of the Xijiang River basin is good to a great extent. The water quality of the mainstream of the Xijiang River and the He River took a turn for the better. The consistence of oxygen consumption and oxygen balance index in the Xinxing River, Luoding River and Sui River, was on an upward trend.

the Xijiang River basin, the water quality actuality, analysis on the standard rate, he change tendency of the water quality

2016-05-17

叶雅，女，主要从事流域水资源监测评价等工作。

P342

A

1008-0112(2016)08-0018-05