渭河宝鸡段水质变化及分析

靳美娟，刘引鸽

(宝鸡文理学院 陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室，渭河流域资源环境与生态文明研究所， 陕西 宝鸡　721013)

· 水环境 ·

渭河宝鸡段水质变化及分析

靳美娟，刘引鸽

(宝鸡文理学院 陕西省灾害监测与机理模拟重点实验室，渭河流域资源环境与生态文明研究所， 陕西 宝鸡721013)

近年来渭河水环境不断恶化，已经严重威胁到宝鸡地区社会经济的发展。根据1995年～2010年渭河宝鸡段3个断面的监测数据，采用单因子评价法和水质综合污染指数法对渭河宝鸡段水质变化及原因进行了系统分析，结果显示，2000年以来渭河宝鸡段林家村和常兴桥两个断面水质明显改善，唯有虢镇桥断面水质仍较差，以CODMn和NH3-N为主，其中，CODMn主要来自上游河段造纸厂污水排放，NH3-N来源于农业大量施用劣质化肥以及化肥厂废水的排放。从增加水资源总量、调整产业发展战略、建立有效的管理机制和配合全流域规划等方面提出了控制渭河宝鸡段水污染的相关措施，为渭河流域水环境质量评价与水污染防治提供参考依据。

单因子评价法；综合污染指数；治理措施；渭河宝鸡段

水质变化不仅反映了各种自然因素如气象水文特征、流域特征、地质状况等在河流中形态表征的变化，同时也体现了流域范围内社会经济、人类活动对河流水系作用的响应[1]。水污染治理是一项复杂的系统工程，全面分析流域水环境状况，给出行之有效的治理措施，是环境科学工作者的一项重要任务。

渭河是宝鸡市重要的农业灌溉水源和川道地下水的重要补充水源，同时还担负着泄洪、释污、维护生态平衡的重要任务，是宝鸡市当之无愧的经济社会发展的“生命线”。渭河宝鸡段隶属渭河上游和中游段，流域面积1.329×104km2，全长224 km，分别占渭河总干流的25.2%和全流域的9.9%，并且目前宝鸡市96%以上的人口，93%以上的国民生产总值及 94%以上的水污染都汇集在渭河流域。近年来由于气候趋于干旱，加之经济快速发展，渭河水资源严重短缺，加剧了渭河水体污染。为此，本文依据1995年～2010年渭河宝鸡段3个断面的监测数据，采用单因子评价法和水质综合污染指数法对渭河宝鸡段水质变化及其成因进行系统分析，提出相关治理措施，以期为渭河流域水环境质量评价与水污染防治提供理论参考。

1　渭河宝鸡段水质评价指标体系构建

1.1评价断面和评价指标的选择

水质状况除受废污水及污染物排放的直接影响外，还与天然水资源的质与量、污染物降解、废水利用、污染源污染状况等有关。借鉴近年来学者关于渭河流域水质研究成果[2～5]，结合渭河主要污染源(以工业污染、生活污染、农业污染为主)和水污染特征，另外，依据《渭河干流(陕西段)地面水功能区划方案表》(DB-61-224-1996)以及《GB3838—2002地面水环境质量标准》，渭河宝鸡段水功能划分及水质标准为[6]：林家村至卧龙寺段属于宝鸡市景观区，水质目标为Ⅲ类，卧龙寺至虢镇段属于宝鸡市排污控制区 ，水质目标为IV类；虢镇至蔡家坡属于宝鸡市过渡区，水质目标为IV类；蔡家坡至汤峪入渭口属于宝眉工业、农业用水区，水质目标为Ⅲ类。选择渭河干流宝鸡段的3个水质监测断面：林家村、虢镇桥、常兴桥(见图1)，它们分别代表了景观区、排污控制区和工、农业用水区。选取各断面1995、2000、2005、2010年的4项代表性水质监测指标DO、BOD5、NH3-H、CODMn对渭河水质变化进行评价分析，具体数据见表1。

图1　渭河宝鸡段水系与监测断面布置Fig.1　The drainage and monitoring cross section plan in in Baoji Section of Weihe River

表1　渭河宝鸡段1995年～2010年各断面监测数据

数据来源：根据1995、2000、2005、2010年宝鸡市环境保护监测站提供的月水质监测报告整理。

1.2评价标准和评价方法

评价标准参照地面水环境质量标准GB3838-2002中相关规定，见表 2。

表2　地面水环境质量标准(GB3838-2002)

评价方法采用单因子评价法和代数叠加法[7]。其中，单因子评价法是用来确定水质类别的，具体方法是用水体各监测项目的监测结果对照地表水环境质量标准GB3838-2002中的分类标准，低于或等于该类标准限值时评价为达到该类标准，超过Ⅴ类标准限值时，称为劣Ⅴ类，以该断面参评指标中最差类别作为该断面的水质综合类别。代数叠加法是计算水质综合污染指数的方法之一，具体是把所评价因子的污染分指数代数叠加得到一个综合指数，以此来对河流水污染状况进行综合评述。公式如下：

(1)

式中，Ij表示j断面m项污染参数的综合指数值；Ci表示j断面第i项污染参数的监测统计浓度值；Si表示第i项污染参数的评价标准值(文中取Ⅲ类标准限值)；m为污染参数的项数。

根据公式(1)可以得出，若参评的4项污染指标均不超过地面水环境质量Ⅲ类标准值，则河流综合污染指数P必定小于4；反之，则不成立，即P<4时，并不一定意味着这4项污染指标均不超标。因此，综合污染指数从总体上客观地反映水质变化特征。

2　计算结果

利用单因子评价法确定水质综合类别，利用公式(1)计算出各断面不同年份的水质综合污染指数值，结果见表3和图2。

表3　渭河宝鸡段不同断面1995年～2010年综合污染指数及水质类别

3　渭河宝鸡段水质变化及原因分析

3.1水质类别变化及原因

多年水质类别的对比分析可以了解流域水环境总体发展态势。由表3可知，2000年以来，渭河宝鸡段林家村和常兴桥两个断面水质明显改善，分别均由原来的劣Ⅴ类上升到现在Ⅱ类和Ⅲ类水平，基本达标，而紧邻市区下游的虢镇桥断面水质改善不明显。主要原因分析如下：其一，陕西省政府颁布了《陕西省渭河流域城镇污水处理设施建设规划》和《陕西省渭河流域水污染防治条例》，规定渭河干流要严格控制大中型耗水工业项目建设；现有企业也要限期增建节水设施，新建、扩建、改建项目的水污染防治设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用；流域内企事业单位均须建设污水处理和中水回用设施，做到减量、达标排放；其二，工业点源污染物排放量有所减少。由于陕西省政府加强渭河治理工作，使沿渭各市区加大了对渭河污染的治理力度。宝鸡市近期对渭河流域造纸行业结构进行调整，严查未办排污许可证的企业，20余家造纸企业被勒令关闭和停产治理；其三，跨流域调水小有成效，渭河流域生态环境有所改善，河道水量增加，污染物稀释自净能力增强；第四，由于渭河是宝鸡市区主要的排污通道，虢镇桥断面又紧邻市区，尽管有上述措施，仍有不少企业为降低成本以地下暗流的形式向渭河排放污水，量虽不大但危害严重。

3.2水质综合污染指数变化及原因

图2　渭河宝鸡段各断面1995年～2010年水质综合污染指数变化Fig.2　The change of water quality comprehensive pollution index in Baoji Section of Weihe River in 1995～2010

水质综合污染指数客观地反映了区域水体污染状况，一般来说，其值(大于4的条件下)越大说明污染越严重。从图1纵向序列自下而上观察3条曲线，渭河宝鸡段3个断面中仅林家村1995～2010年水质综合污染指数平均值低于4，2005年以来水质基本在Ⅱ类水平，说明近年来林家村水质总体良好；2000年是林家村水质恶化最为严重的一年，其综合污染指数达到峰值5.8679，主要是因为BOD5(13.66)严重超标，BOD5的超标的主要原因是沿途糖业、食品、造纸、纤维等工业废水和居民生活污水中的有机污染物质增多所致。

虢镇桥和常兴桥两个断面各年水质综合污染指数值均大于4，2000年以前虢镇桥仅次于林家村居第二，常兴桥第三，说明这两个断面都受到不同程度的污染，事实上2000年以前这两个断面水质均为劣Ⅴ类，按照最新的国家地表水环境质量标准基本没有用处。2005年以来有所变化，常兴桥水质综合污染指数居第二，水质类别也一直维持在Ⅲ类水平，基本达标；反而是位于中间的虢镇桥成为3个断面水质综合污染指数最高的，相应地其水质类别从2005的Ⅳ类降至2010年的劣Ⅴ类，水质恶化趋势明显，该段水质恶化原因主要是由于2005年CODMn(7 mg/L)和2010年NH3-N(3.47 mg/L)超标，其中，CODMn来源一方面主要是造纸厂如宝鸡五一造纸厂污水排放，另一方面是因为气候趋于干旱，河水得不到有效充分补给，加之上游来水量减少，而且宝鸡峡渠首引水工程年引水量占年径流量的比例达到60%以上，致使水体污染物得不到降解和稀释。NH3-N来源一方面是因为农药化肥的使用，有资料显示：宝鸡市土壤养分失衡问题一直较为突出，有机肥施用量偏低，而超高量使用氮磷肥料，使土壤结构遭到破坏，土壤板结、耕层变浅、保水保肥性能差等现象日趋严重，且由于大量使用低廉劣质的农药和氮肥，以及氮、磷、钾肥施用不成比例，因而使氮肥溶解而被冲入水体中造成污染；另一方面，虢镇桥断面以上临近宝鸡市区，是市区生产生活废污水和生活垃圾的主要排污通道，特别是由于河流接受了工艺落后、设备老化、结构单一、污染物经常不达标排放的宝鸡氮肥厂[8]以及双菱化工的废水，导致其断面NH3-N污染加重。

4　水污染治理措施

综上可知，渭河宝鸡段水质污染以BOD5、CODMn和NH3-N污染为主，且主要集中在林家村至虢镇桥区段，为此，提出如下治理措施。

4.1增加水资源总量，提高水体自净能力

渭河近5年资料[9]显示：渭河流域的社会经济用水总量远远超过规定限额，致使生态环境用水严重不足，直接导致了河道稀释及自净功能的弱化。为了提高水体自净功能，建议采用增加水资源总量的方法，具体措施包括：其一，增加上游来水量。借鉴黑河流域生态调水的成功实例，渭河宝鸡段来水也可采取每年几次上游地区“分段轮关(引水口)轮灌(水)[10]、定期限制上游各引水口引水、‘全线闭口，集中下泄’行动”，以满足渭河宝鸡段具有充足水源；其二，根据雨水、洪水资源化的思想和近年来渭河宝鸡市区段进行的“筑堤拦水”的成功经验，建议将上游下泄而来的雨水和洪水有效地存储起来待到枯水期启用，不过这将涉及到水的存储问题；最后，从周边临近丰水区跨流域调水补给渭河干流不同区段，如引红济石，即自秦岭南麓汉江水系褒河支流红岩河上游取水，通过秦岭隧洞自流调入渭河支流石头河，经石头河水库调节后向西安、咸阳、宝鸡等城市供水，并向渭河干流补充一定的生态水量。 再如引汉济渭，是由汉江引水向渭河关中地区调水的省内南水北调骨干工程，主要解决西安、宝鸡、咸阳等城市生活、工业生产用水问题。

4.2调整产业发展战略，加强源头治理

现状水量的有限性要求合理用水。渭河宝鸡段水体除满足景观功能需求外，沿途大部分用于农业灌溉，这就需要从根本上改变传统的大水漫灌方式，积极开展农业节水灌溉方式和灌水技术的研究，压缩和节约农业灌溉用水，实施农业节余用水有偿转让等；其次，严格高耗能、高耗水、重污染企业入驻条件，通过工业布局、产品结构及产业结构的调整，搬迁、关闭一批效益差且污染严重的造纸厂、炼油厂等，促进生产力合理布局；结合企业节能减排技术改造，积极推行清洁生产工艺技术；对重大工业污染户实行严格限期治理，实施重点行业排污许可证管理，规范沿渭企业达标排放；严格控制城镇、工矿发展用水，鼓励城镇和工业中水回用，加快渭河流域城镇污水处理厂建设，提高污水处理率。

4.3建立有效的管理机制

首先，要对耗水量大的企业实时动态监控，尤其是污水排放的实时监测；其次，积极推行“谁投资，谁受益”和“谁用水，谁出资”的机制，通过股份制形式明确工程建设中的责、权、利关系；实行主要产品用水限额制，推行阶梯水价；建立高耗水设备及产品的淘汰替换机制；建立水体污染群众举报奖励监督机制[11]。除此之外，政府应承担渭河水质改善的责任，治污目标纳入领导干部政绩考核评定体系，并将考核结果作为干部任免奖惩的重要依据；建立项目投入与绩效跟踪评估系统，完善渭河流域水污染防治综合考核机制。

4.4配合全流域规划，促进渭河流域可持续发展

水体污染尤其是河流的污染要统筹考虑，否则局部治理效果也只能是暂时的。2005年水利部联合各相关部门编制了《渭河流域重点治理规划》，规划按照国家新时期的治水方针以及治黄总体布局，遵循“全面规划、统筹兼顾、标本兼治、综合治理”的原则，坚持兴利除害结合、节流治污并重、防洪抗旱并举，以渭河面临的紧迫问题为治理重点，区分轻重缓急有步骤实施，合理安排建设任务。渭河流域各地市应积极配合全流域规划，配合各区段具体工作的落实和实施，以促进渭河流域的可持续发展。

5　结　论

5.1通过渭河宝鸡段3个断面林家村、虢镇桥和常兴桥的水质污染数据(主要是水质综合污染指数)分析，得出2000年以来渭河宝鸡段林家村和常兴桥两个断面水质明显改善，由劣Ⅴ类分别提高到Ⅱ类和Ⅲ类水平，而虢镇桥断面水质改善不明显，污染以CODMn和NH3-N为主。原因在于虢镇桥断面位于宝鸡市区下游，受工业和农业用水排污影响较大。

5.2针对渭河宝鸡段水质变化情况，从增加水资源总量(提出了增加上游来水量、雨水和洪水有效地存储利用以及周边临近丰水区跨流域调水等3项措施)，调整产业发展战略、加强源头治理，建立管理机制，合理规划等方面提出了合理可行的措施。确保渭河水资源可持续发展。

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Analysis on Water Quality Changes in Baoji Section of Weihe River

JIN Mei-juan，LIU Yin-ge

(ShaanxiKeyLaboratoryofDisastersMonitoring&MechanismSimulation,InstituteofResourcesEnvironment&EcologicalCivilizationofWeiheRiverBasin,BaojiUniversityofArts&Sciences,Baoji,Shaanxi721013,China)

The water environment of Weihe River is continually deteriorating in recent years, has been a serious threat to Baoji’s regional social and economic development. Therefore, the water quality changes and the reasons of Weihe River at Baoji Section were systematically analyzed by using single-factor assessment methods and water comprehensive pollution index methods, based on the monitoring data of three river sections during 1995～2010. The results showed that since 2000, the water quality of Linjiacun section and Changxing Bridge section had been improved significantly, only Guozhen Bridge section was still poor and mainly caused by CODMn and NH3-N. Among them, CODMn was mainly from the wastewater discharge of the paper mills in upper reaches, while NH3-N was mainly from agricultural emissions of a large number of inferior fertilizers and the wastewater discharge of fertilizer plant. Therefore, this article proposed some control measures included increasing the total amount of water resources, adjusting the industrial development strategy, establishing an effective management mechanism and cooperating with the whole river basin planning etc, and had provided references for Weihe basin water quality evaluation and water pollution prevention and control.

Single-factor assessment method; comprehensive pollution index；control measures; Weihe River at Baoji Section

2014-10-13

陕西省教育厅重点实验室基金项目“渭河流域灾害生态风险变化模式及适应研究”(13JS010)；陕西省水利科技计划项目“渭河宝鸡段河道生态需水评估研究”(陕财办农 (2012)223号)；陕西省地理学重点学科资助项目。

靳美娟(1978- )，女，陕西临潼人，2005年毕业于西北师范大学人文地理学专业，硕士,讲师,主要从事城市生态方面的研究。

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1001-3644(2015)01-0048-05