上海世博会期间浙江片水文保障性监测成果分析

2011-07-09许科文吕怀炼张照余

浙江水利科技 2011年6期

许科文,吕怀炼,张照余

(嘉兴市水文站,浙江嘉兴 314001)

上海世博园区位于南浦大桥和卢浦大桥区域,横跨黄浦江二岸,黄浦江水系位于太湖流域最下游,是流域的排水通道。黄浦江上游北支为斜塘、中支为园泄泾、南支为大卯港,三支在松江汇合。其中斜塘承泄太湖和淀卯区来水,园泄泾承泄红旗塘嘉善北部来水,大卯港承泄平湖、金山来水。

为保障世博会期间防洪和供水安全,结合流域调水改善区域水环境需要,根据流域水系特点和感潮河段特性,在太浦河沿线及二岸区域、沪苏浙省际边界河流、黄浦江沿线、世博园区、重要水源地等区域,太湖流域开展了上海世博会期间水文保障性监测。从2010年4月29日开始,按照各地的分工进行世博会期间流域水量水质监测,重点加强流域下游地区重要江河、湖泊、水源地、世博园区周边河道水量水质实时监控和日常监测,为平安世博提供可靠、及时、准确的水量水质动态信息[1]。浙江片作为黄浦江上游,确保世博会期间水量水质的安全,对实现平安世博具有重要意义。

1 监测方案

1.1 组织分工

太湖流域水文处负责上海世博会期间保障性监测实施方案的编制,组织流域内各省(市、区)水文部门实施,并对监测工作进行检查监督。嘉兴市水文站根据《方案》要求,负责浙江片的水量水质监测,并完成所承担区域内监测成果的整理和初步分析。

1.2 监测断面

嘉兴市水文站主要负责监测杭嘉湖及沪苏浙边界河流的监测断面,共计13个监测断面 (见图1)。

1.3 监测项目

根据《方案》要求,水文监测项目为:水位、流量、流向;水质监测项目为:水色、水温、电导率、pH值、溶解氧 (DO)、高锰酸盐指数 (CODMn)、化学需氧量(CODcr)、总磷 (TP)、可溶性总磷 (D-TP)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)等11项常规监测项目。

1.4 监测频率

每月10,20,30日各监测1次,时间为5-10月。

图1 世博会安保水质、水量监测断面位置图

2 水量分析

2.1 水量控制线

上海世博会期间,嘉兴市水文站负责的水质、水量监测断面,东部一线以控制俞汇塘、红旗塘、茜泾塘、上海塘、六里塘、黄姑塘等河流。水量计算以嘉善的封家圩港至平湖的金丝娘桥沿交界断面作控制线,控制断面均为感潮河段,每天2涨2落的水量进出,明显呈交替过程,一般落潮流大于涨潮流;北部一线以控制苏州塘、芦墟塘、丁栅塘等河流。水量计算以秀洲区王江泾的北虹大桥至嘉善丁栅枢纽沿交界断面作控制线,控制断面河段处于潮区界末端,水量交替不规则,呈潮洪混合状,北部水量总体进量大于出量。世博会期间东排线青阳汇站水位在-0.39～1.81 m,北排线王江泾站水位在1.29～1.88m。

2.2 测验方法

控制断面的水量测验采用驻测与巡测相结合。驻测断面的流量测验采用SL侧视固定式多普勒流量资料或每天2次的桥测流量资料;巡测断面根据水势情况测验若干次流量与驻测断面的流量建立相关,进行水量推算。

2.3 水量比较

世博会期间,东部进出水量为:进水量30.46亿 m3,出水量64.50亿m3;相比2009年进水量偏少0.68%,出水量偏多9.47%。北部进出水量为:进水量18.70亿m3;出水量3.589亿m3,相比2009年进水量偏多16.9%,出水量偏少21.6%。世博会期间各月进出水量及与2009年同期水量比较分析见表1。

表1 东排、北排线进出水量与2009年同期对比分析表亿m3

3 水质分析

3.1 世博会期间的水质评价

3.1.1 总体评价

水质监测从2010年4月29日开始到10月30日结束,历时整个世博会期间,浙江片13个监测断面分布在11条主干河流,共监测19次。采用单因子评价法[2],通过对13个监测断面的平均值分析评价:Ⅲ类水体监测断面2个,占15.4%;Ⅳ类水体监测断面4个,占30.8%;劣Ⅴ类水体监测断面7个,占53.8%。

3.1.2 单项参数评价

对所监测的水质参数进行分析,其中对水质类别有较大影响的单项参数进行评价 (见表2)。对表2数据分析表明,世博会期间浙江片对水质影响最大的为氨氮,其次为总磷、溶解氧、化学需氧量和高锰酸盐指数 (总氮不参与水质类别定类)。

表2 单项水质参数类别比例表 %

3.2 河流及监测断面水质评价

世博会期间共13个监测断面分布在11条主干河流,每月监测3次。按监测平均值评价,世博会期间的水质状况评价结果见表3。根据表中的结果分析:

(1)13个监测断面中,陶庄枢纽和丁闸枢纽2个监测断面为Ⅲ类水体,占所监测断面的15.4%;俞汇塘大桥、横港大桥、洪溪大桥和茜泾塘大桥4个监测断面为Ⅳ类水体,占所监测断面的30.8%;其余7个监测断面均为劣Ⅴ类水体,占所监测断面的53.8%。

(2)所监测的13个断面分布在11条主干河流,其中芦墟塘和丁栅塘2条河流为Ⅲ类水体,占所监测河流数的18.2%;红旗塘和茜泾塘2条河流为Ⅳ类水体,占所监测河流数的18.2%;其余7条河流均为劣Ⅴ类水体,占所监河流数的63.6%。

(3)对各个监测断面的超标因子分析,溶解氧、高锰酸盐指数和化学需氧量超标的监测断面均为11个,占所监测断面的84.6%;氨氮超标的监测断面为9个,占所监测断面的69.2%,有7个监测断面为劣Ⅴ类水体;总磷超标的监测断面为8个,占所监测断面的61.5%,有3个监测断面为劣Ⅴ类水体。

(4)从河流分布的区域看,分布在太浦河沿线及两岸嘉善境内的河流水质达到Ⅲ～Ⅳ类水体,分布在平湖和嘉兴区域的河流水质均为劣Ⅴ类水体。

表3 世博会期间水质状况评价表

续表3

3.3 世博会期间水质变化趋势分析

3.3.1 趋势分析方法

水质变化趋势分析判断是水质评价的重要组成部分,技术规程推荐采用季节性 Kendall检验法,PWQTrend(Professional Water Quality Trend)[3],是中国水利水电科学研究院水环境研究所针对2003年全国水资源综合规划中的地表水水质趋势分析开发研制,PWQTrend采用季节性Kendall检验。具有以下特点:①适应水质数据的非正态性;②不考虑数据大小,只考虑数据的排列;③未检出值可以参加统计检验;④可以消除季节性对数据的影响;⑤流量修正可以消除流量变化的影响;⑥PWQTrend软件基于Win2000系统,界面友好,方便操作,性能良好。

3.3.2 区域水质变化趋势分析

区域水质变化趋势分析应包括单项水质项目上升趋势水质断面比例、下降趋势水质断面比例、无趋势水质断面比例评价,单项水质项目水质变化特征评价及区域水质变化特征评价3部分内容。运用PWQTrend对13个监测断面在世博会期间的主要水质项目的变化趋势进行了分析。水质变化趋势分析结果见表4。其中总氮有显著改善的趋势,氨氮、可溶性总磷和总磷均有改善的趋势,高锰酸盐指数和化学需氧量无变化趋势,而溶解氧有恶化的趋势,这与气温升高有显著的关系。

表4 世博会期间单项水质项目变化趋势成果表

在单项水质项目变化趋势评价的基础上,计算综合指数WQTI,综合指数WQTI反映了区域水质变化趋势分析结果。世博会期间:WQTIup为0.033;WQTIdown为 0.220,WQTIup＜WQTIdown,分析表明世博会期间浙江片水质趋势变好。

3.4 与2009年的水质比较

世博会期间所监测的13个断面,均为嘉兴市水文站常规监测断面,由于监测频次和监测项目有所差异,故仅对可以比较的时段和项目进行比较分析。

3.4.1 单项水质参数比较

可比较的单项水质参数为溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总磷和总氮,可比较的时间段在2009年的常规检测中,为单月监测1次,故对5,7,9三个月的数据及世博会期间的平均值开展对比分析。各单项参数的月值和单项参数的类别比例比较,分析表明:溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量3项参数2010年水质略好于2009年;氨氮、总磷和总氮3项参数2010年水质与2009年同期相比,明显较差。

3.4.2 总体水质类别评价

对2010年4月29日至10月30日的平均值进行评价,与2009年同期水质比较,其总体水质类别见表5。

从表5可见,2010年世博会期间的水质与2009年同期相比,Ⅲ类水体增加了23.1%,略好于2009年。